Fast fluorescence dynamics in non-ratiometric calcium indicators

A fluorescence decay of high-affinity non-ratiometric Ca2+ indicator Oregon Green BAPTA-1 (OGB-1) is analyzed with unprecedented temporal resolution in the two-photon excitation regime. A triple exponential decay is shown to best fit the fluorescence dynamics of OGB-1. We provide a new model for accurate measurements of the free Ca2+ concentration and dissociation constants of non-ratiometric calcium indicators.Comment: 3 pages, 2 figures, figures revised, added chi-square goodness of fi

Replacement of buffer gas with nitrogen in gas storage formations (models, methods, numerical experiments)

The paper gives description of the object of study - reservoir of the underground gas storage facility. A problem of replacement of buffer gas with nitrogen is raised and the problem formulations for its candidate solution are shown. A mathematical model of replacing buffer gas with nitrogen is proposed, which includes filtering model and convection model - diffusion of gases with concentrated sources. For the cases of unmixing gases the algorithm was developed for finding the propagation path of nitrogen. Numerical experiments were carried out

Організація амбулаторної пульмонологічної допомоги хворим на коронавірусну хворобу 2019 (COVID-19) з використанням телемедичних технологій (проміжні результати пілотного проєкту)

Ситуація з поширенням коронавірусної інфекції набуває загрозливих масштабів. Станом на 27 жовтня 2020 року ми маємо 43.1 млн випадків (Center for Systems Science and Engineering at Johns Hopkins University). В Україні в цей час зафіксовано 355601 пацієнт і складність ситуації продовжує наростати. Всі ці фактори створюють неймовірний тиск на систему охорони здоров’я України на глобальному та місцевому рівнях. Враховуючи зростання кількості пацієнтів та базуючись на даних вітчизняних наукових розробок (Бойко Д.М. та ін., 2011, Бойко Д.М., 2013), було проведено оптимізацію відомого алгоритму ведення пульмонологічного хворого шляхом додаткового застосування телемедичних комунікаційних технологій, які є невіддільною складовою комплексної допомоги хворим на COVID-19 (Razai MS, Doerholt K, Ladhani S, et al., 2020). Метою роботи на даному етапі дослідження було визначити пріоритетні напрямки вдосконалення амбулаторної пульмонологічної допомоги хворим на COVID-19 з використанням телемедичних технологій. Матеріали та методи. Дана робота є частиною науково-дослідної роботи (НДР) «Стан респіраторного здоров’я населення Полтавської області та вплив на нього факторів навколишнього середовища», номер держреєстрації 0120U101177. Виконання НДР схвалено етичною комісією Української медичної стоматологічної академії. Під час амбулаторної роботи з хворими, лікарем-пульмонологом було застосовано стандартизовані методики телекомунікацій з використанням ліцензованого програмного забезпечення. Пацієнтам, окрім застосування стандартних методик (Бойко Д.М. та ін., 2011, Бойко Д.М. та ін., 2012, Бойко Д.М., 2013), пропонувалось заповнювати опитник для моніторингу стану, що включав візуально-аналогову шкалу кашлю, задишки, дані аксилярної температури тіла, сатурації (SpO2) за даними побутового пульсоксиметра, пульсу у стані спокою (після 5 хвилин відпочинку (ударів/хвилину)), артеріального тиску в стані спокою (після 5 хвилин відпочинку (мм рт. ст.)). Дані пацієнт мав надсилати 2 рази на день. Ступінь складності стану був розподілений на зелену, жовту та червону зони. З 11.10.2020р. по 27.10.2020 р. було проаналізовано дані 22 пацієнтів з підозрою чи підтвердженим діагнозом COVID-19. На даний час дослідження продовжується. Статистична обробка отриманих даних проводилася за допомогою програми для статистичного аналізу AnalystSoft, StatPlus (Версія 2009). Результати досліджень. За результатами проміжного аналізу було виявлено, що в умовах карантину та обмеженого доступу до ресурсів охорони здоров’я виникла потреба ширшого застосування телемедичних технологій під час надання амбулаторної пульмонологічної допомоги. Такі заходи дозволяють дистанційно моніторувати стан хворих, а необхідність систематизації потоку інформації обумовлена значним інформаційним навантаженням на лікаря-пульмонолога під час епідемії COVID-19. Враховуючи це, було розроблено «Опитник загального стану пацієнта з COVID-19 чи підозрою для осіб віком від 18 до >65 років». За результатами аналізу було виявлено, що близько 14% (3/22) пацієнтів мають тенденцію до швидкого зниження показників пульсоксиметрії (SpO2) в термін Ме (25%;75%) 5,5 (5,25; 5,75) дня. Це дозволяє видокремити в динаміці спостереження групу ризику та сфокусувати увагу лікаря саме на цю категорію хворих. Гіпотетично наявність хоча б одного пульсоксиметра на родину або групу осіб, що проживають разом, дозволить більш чітко оцінювати стан тяжкості чи ступінь прогресування COVID-19 й вчасно повідомляти про зміни лікаря. До проблем вимірювання сатурації капілярної крові в домашніх умовах є недостатня підготовленість оператора, що проводить дослідження, та якість самого обладнання для пульсоксиметрії. Телемедичні консультації й заповнення опитника суттєво зменшують стурбованість пацієнтів та дають їм можливість бути активними учасником процесу й продуктивно допомагати лікарю. Попередні результати дослідження говорять про необхідність зміни парадигми ведення хворих пульмонологічного профілю на амбулатоному етапі в умовах епідемії COVID-19. Висновки. Очікується, що використання телемедичних консультацій та інтерактивне заповнення «Опитника загального стану пацієнта з COVID-19 чи підозрою для осіб віком від 18 до >65 років» дозволить більш ефективно використовувати наявні інформаційні ресурси та спрямовувати увагу лікаря на проблемні напрямки, зберігаючи час. Запровадження пульсоксиметрії в домашніх умовах може дозволити якісніше оцінювати тяжкість та ступінь прогресування COVID-19 на амбулаторному етапі надання медичної допомоги. Проміжні результати даного пілотного проєкту не є остаточними й не дозволяють, на даний час, повною мірою імплементувати їх для рутинного використання в медичну практику

On the Application of a Monolithic Array for Detecting Intensity-Correlated Photons Emitted by Different Source Types

It is not widely appreciated that many subtleties are involved in the accurate measurement of intensity-correlated photons; even for the original experiments of Hanbury Brown and Twiss (HBT). Using a monolithic 4x4 array of single-photon avalanche diodes (SPADs), together with an off-chip algorithm for processing streaming data, we investigate the difficulties of measuring second-order photon correlations g2 in a wide variety of light fields that exhibit dramatically different correlation statistics: a multimode He-Ne laser, an incoherent intensity-modulated lamp-light source and a thermal light source. Our off-chip algorithm treats multiple photon-arrivals at pixel-array pairs, in any observation interval, with photon fluxes limited by detector saturation, in such a way that a correctly normalized g2 function is guaranteed. The impact of detector background correlations between SPAD pixels and afterpulsing effects on second-order coherence measurements is discussed. These results demonstrate that our monolithic SPAD array enables access to effects that are otherwise impossible to measure with stand-alone detectors.Comment: 17 pages, 6 figure

Frictional drag between quantum wells mediated by fluctuating electromagnetic field

We use the theory of the fluctuating electromagnetic field to calculate the frictional drag between nearby two-and three dimensional electron systems. The frictional drag results from coupling via a fluctuating electromagnetic field, and can be considered as the dissipative part of the van der Waals interaction. In comparison with other similar calculations for semiconductor two-dimensional system we include retardation effects. We consider the dependence of the frictional drag force on the temperature $T$, electron density and separation $d$. We find, that retardation effects become dominating factor for high electron densities, corresponding thing metallic film, and suggest a new experiment to test the theory. The relation between friction and heat transfer is also briefly commented on.Comment: 14 pages, 4 figure

Search for double beta decay of 136^{136}Ce and 138^{138}Ce with HPGe gamma detector

Search for double $\beta$ decay of $^{136}$Ce and $^{138}$Ce was realized with 732 g of deeply purified cerium oxide sample measured over 1900 h with the help of an ultra-low background HPGe $\gamma$ detector with a volume of 465 cm$^3$ at the STELLA facility of the Gran Sasso National Laboratories of the INFN (Italy). New improved half-life limits on double beta processes in the cerium isotopes were set at the level of $\lim T_{1/2}\sim 10^{17}-10^{18}$~yr; many of them are even two orders of magnitude larger than the best previous results.Comment: 21 pages, 6 figures, 3 tables; version accepted for publication on Nucl. Phys.