Desorpcija plazme pomoću masene spektrometrije kao brzi test za dijagnostiku leukemije goveda

Plasma-desorption mass spectrometry with ionization of 252Californium fission fragments (252Cf-PD MS) was used to develop an express diagnostic test for bovine leukaemia. The test is based on the mass spectrometric parameters of artificial lipid membranes formed on the gold substrate from the lipid fraction of blood cells (mainly lymphocytes), by the self-assembly technique according to the biomimetic principle. Mass spectrometric analysis of artificial lipid membranes obtained from blood plasma of control and leukemic cattle gave a reliable diagnosis of leukaemia. The basis for the diagnosis were the ionization parameters of the fragmentation of lipid molecules from normal and leukemic cell membranes. In leukemic cell membranes, separate dense areas (rafts) 200 – 300 nm in diameter, saturated with cholesterol and phospholipids, are formed. The number of rafts per unit of cell membrane of leukemic cells significantly exceeded the permitted parameters of normal cell membranes. The increased number of rafts in artificial membranes formed in the membranes of leukemic cells was reliably reflected in mass spectra, due to the 180 – 250% increase in intensity of peaks of cholesterol fragment ions in comparison to control cells.Korištenjem desorpcije plazme pomoću masene spektrometrije s ionizacijom fragmenata fizije 252kalifornijskih fragmenata fizije (252Cf-PD MS) razvijen je brzi test za dijagnostiku leukemije goveda. Istraživanje se temelji na masenim spektrometrijskim pokazateljima umjetnih lipidnih membrana formiranih na zlatnom supstratu iz lipidne frakcije krvnih stanica (uglavnom limfocita) samo-sastavnom tehnikom prema biomimetičkom principu. Masena spektrometrijska analiza lipidnih umjetnih membrana dobivenih iz krvne plazme kontrolne skupine i skupine goveda oboljelih od leukemije omogućava pouzdanu dijagnozu leukemije. Osnova za dijagnozu bili su pokazatelji ionizacije i fragmentacije lipidnih molekula iz normalnih staničnih membrana i leukemijskih stanica. U membranama leukemijskih stanica formiraju se zasebna gusta područja (tzv. splavi) promjera 200 - 300 nm, zasićena kolesterolom i fosfolipidima. Broj splavi po jedinici stanične membrane leukemijskih stanica znatno je veći od odgovarajućih pokazatelja membrane normalnih stanica. Povećani broj splavi u umjetnim membranama formiranim iz membrana stanica goveda oboljelih s leukemijom pouzdano se odražava u masenim spektrima u povećanju intenziteta vrhunaca iona fragmenata kolesterola za 180 - 250 % u usporedbi sa skupinom kontrolnih goveda

Detection of the synergetic influence of chemical and microbiological factors on the properties of concrete constructions at chemical plants during the long-term service

Long-term operation of reinforced concrete structures in the conditions of chemical enterprises has a powerful negative impact on the physical and chemical properties of concrete, which leads to its destruction. The aim of this research is to determine the effect of biological and chemical corrosion on concrete structures in the workshop for the production of titanium dioxide by the sulphate method and the storage of finished products. In particular, chemical production for the synthesis of titanium dioxide by the sulfate method causes the rapid course of chemical (acid and sulfate) and microbiological (thionic bacteria and microscopic fungi) corrosion processes. These corrosion processes reinforce each other according to a synergistic principle. As a result, temperature-programmed desorption mass spectrometry (TPD MS) and scanning electron microscopy have experimentally proven the presence and spatial localization of colonies of thionic bacteria and microscopic fungi in concrete structures. Correlations between the intensity of biochemical corrosion and the depth of damage to the microstructures of concrete structures have been established. Moreover, a change in the chemical composition of concrete in the workshop for the production of titanium dioxide (increased SO2 content and reduced CO2) and the formation of gypsum crystals (CaSO4 2H2O) as a result of the dissimilation of microorganisms was established. Also, in the storage room for finished products, calcium citrate crystals and a violation of the formation of calcium carbonate are formed in the surface layers of concrete. In addition, the results of the study can be used to develop antimicrobial and anticorrosive protective agents to stop the biochemical corrosion of concrete in a chemical plan

Визначення закономірностей впливу взаємопов’язаної біохімічної корозії на бетонні будівельні конструкції в умовах хімічного підприємства

The effect of microbial and chemical corrosion on concrete structures operated in the conditions of chemical enterprises has been established that makes it possible to reliably predict the timing of their decommissioning in order to prevent industrial disasters. Even though the construction complies with all building codes, concrete structures eventually undergo chemical and biological corrosion. The innovation proposed in this study implies investigating the depth and degree of damage to concrete at the microscopic level by the method of raster electron microscopy. In addition, the TPD-MS method has been suggested for determining the quantitative and qualitative state of the carbonate components of concrete and sulfur compounds. This study has found that in concrete samples from the titanium dioxide production plant, the amount of carbon dioxide release is twice less than in control samples at t=600 °C while the level of sulfur dioxide, on the contrary, increases. This is due to the ability of thionic bacteria to accumulate sulfate acid that destroys the cementing component in concrete. The reported results confirm the impact of products of the activity of Acidithiobacillus thiooxidans microorganisms on corrosion processes in concrete. In addition, when using the TPD-MS method, it was established in the storage room of the finished product that heating the control sample of concrete leads to a release of the significant amount of СО2 at t=580–600 °C. However, the experimental samples of concrete are almost lacking carbon compounds because the acid metabolites of microfungi interfere with its formation. Microscopic and REM studies revealed the localization of Acidithiobacillus thiooxidans and Aspergillus fumigatus in concrete. This study has established patterns related to the mechanism that forms chemical compounds in concrete and the metabolism of microorganismsУстановлено влияние микробной и химической коррозии на бетонные сооружения, которые эксплуатируются в условиях химических предприятий с целью надежного прогнозирования сроков вывода последних из функционирования для предупреждения производственных катастроф. Несмотря на то, что строительство велось с учетом всех строительных норм, бетонные конструкции со временем подвергаются химической и биологической коррозии. Предложено как новацию исследования глубины и степени повреждения бетона на микроскопическом уровне метод растровой электронной микроскопии. Кроме того, для определения количественного и качественного состояния карбонатных составляющих бетона и соединений серы предложен метод TPD-MS. Исследованиями установлено, что в образцах бетона в цехе по производству диоксида титана количество выделения двуокиси углерода в два раза меньше чем в контрольных образцах при t = 600 ° С, а уровень двуокиси серы наоборот соответственно возрастает. Это связано со способностью тионовых бактерий накапливать сульфатную кислоту, которая разрушает цементирующей составляющей в бетоне. Полученные результаты подтверждают влияние продуктов жизнедеятельности микроорганизмов Acidithiobacillus thiooxidans на коррозионные процессы в бетоне. Кроме того, методом TPD-MS в помещении хранения готовой продукции установлено, что при нагревании контрольного образца бетона выделяется значительное количество СО2 при t 580-600 ° С. Однако в опытных образцах бетона соединения карбона практически отсутствуют из-за того, что кислотные метаболиты микрогрибов препятствуют его формированию. Микроскопическими и РЭС исследованиями выявлено локализацию в бетоне Acidithiobacillus thiooxidans и Aspergillus fumigatus. Исследованиями установлены закономерности между механизмом образования химических соединений в бетоне и метаболизмом микроорганизмовВстановлено влив мікробної та хімічної корозії на бетонні споруди, що експлуатуються в умовах хімічних підприємств з метою надійного прогнозування термінів виведення останніх із функціонування для попередження виробничих катастроф. Незважаючи на те, що будівництво велось із урахуванням всіх будівельних норм, бетонні конструкції з часом піддаються хімічній та біологічній корозії. Запропоновано як новацію дослідження глибини та ступеню пошкодження бетону на мікроскопічному рівні метод растрової електронної мікроскопії. Крім того, для визначення кількісного та якісного стану карбонатних складових бетону та сполук сірки запропоновано метод TPD-MS. Дослідженнями встановлено, що в зразках бетону в цеху з виробництва діоксиду титану кількість виділення двоокису вуглецю в два рази менше, ніж у контрольних зразках при t=600 °С, а рівень двоокису сірки навпаки відповідно зростає. Це пов’язано із здатністю тіонових бактерій накопичувати сульфатну кислоту, яка руйнує цементуючу складову у бетоні. Отримані результати підтверджують вплив продуктів життєдіяльність мікроорганізмів Acidithiobacillus thiooxidans на корозійні процеси у бетоні. Крім того, методом TPD-MS у приміщені зберігання готової продукції встановлено, що при нагріванні контрольного зразка бетону виділяється значна кількість СО2 при t 580–600 °С. Однак у дослідних зразках бетону сполуки карбону практично відсутні через те, що кислотні метаболіти мікрогрибів перешкоджають його формуванню. Мікроскопічними та РЕМ дослідженнями виявлено локалізацію в бетоні Acidithiobacillus thiooxidans та Aspergillus fumigatus. Дослідженнями встановлені закономірності між механізмом утворення хімічних сполук в бетоні та метаболізмом мікроорганізмі

Defining Patterns in the Influence Exerted by the Interelated Biochemical Corrosion on Concrete Building Structures Under the Conditions of A Chemical Enterprise

The effect of microbial and chemical corrosion on concrete structures operated in the conditions of chemical enterprises has been established that makes it possible to reliably predict the timing of their decommissioning in order to prevent industrial disasters. Even though the construction complies with all building codes, concrete structures eventually undergo chemical and biological corrosion. The innovation proposed in this study implies investigating the depth and degree of damage to concrete at the microscopic level by the method of raster electron microscopy. In addition, the TPD-MS method has been suggested for determining the quantitative and qualitative state of the carbonate components of concrete and sulfur compounds. This study has found that in concrete samples from the titanium dioxide production plant, the amount of carbon dioxide release is twice less than in control samples at t=600 °C while the level of sulfur dioxide, on the contrary, increases. This is due to the ability of thionic bacteria to accumulate sulfate acid that destroys the cementing component in concrete. The reported results confirm the impact of products of the activity of Acidithiobacillus thiooxidans microorganisms on corrosion processes in concrete. In addition, when using the TPD-MS method, it was established in the storage room of the finished product that heating the control sample of concrete leads to a release of the significant amount of СО2 at t=580–600 °C. However, the experimental samples of concrete are almost lacking carbon compounds because the acid metabolites of microfungi interfere with its formation. Microscopic and REM studies revealed the localization of Acidithiobacillus thiooxidans and Aspergillus fumigatus in concrete. This study has established patterns related to the mechanism that forms chemical compounds in concrete and the metabolism of microorganism