Magnetic force microscopy of atherosclerotic plaque.

In this work by methods of scanning probe microscopy, namely by atomic force microscopy and magnetic force microscopy the fragments of atherosclerotic plaque section of different nature were investigated. The fragments of atherosclerotic vessels with elements of immature plaque were taken during the coiled artery bypass surgery by alloprosthesis. As the result of investigation we found magnetically ordered phase of endogenous origin in the fragment of solid plaque of mixed structure. This phase is presents biogenic magnetic nanoparticles and their clusters with average size characteristic of 200-400 nm

Plan and procedures for rapid inventory taking at the Research Institute for Atomic Reactors

A major element of a system for nuclear material protection, control, and accounting (MPC and A) is to take the physical inventory of the nuclear material periodically. Physical inventory taking (PIT) includes ensuring that all nuclear material on inventory is included in the facility records and that the measured content of items or containers (or at least a suitable random sample thereof) corresponds to the recorded values. This paper summarizes the existing MC and A system at the RIAR Central Storage Facility, presents a means for achieving enhanced safeguards in nuclear material accounting, and discusses the process of introducing the technology and methodology into the plant operations at RIAR in Dimitrovgrad

Ферритин и биоминерализация биогенных магнитных наночастиц в микроорганизмах

Виходячи з того, що генетична основа механізму біомінералізації біогенних магнітних наночастинок є спільною для прокаріот й еукаріот, у роботі перевірено гіпотезу про обов’язкову участь молекули феритину в процесі біомінералізації біогенних магнітних наночастинок. Для цього методами порівняльної геноміки досліджено, чи всі магнітотаксисні бактерії мають у своєму геномі гени феритину. Проведено вирівнювання відомих трансльованих білків бактеріального феритину та феритинподібних білків з повними геномами МТБ, використовуючи програму blastn “BLAST on-line” за стандартних параметрів. В результаті встановлено, що механізм біомінералізації біогенних магнітних наночастинок, як у прокаріотах, так і в еукаріотах, не пов’язаний із наявністю феритину та феритинподібних білків. Також методами скануючої зондової мікроскопії проілюстровано неможливість коагуляції феритину в культурі Escherichia coli під дією зовнішніх магнітних полів напруженостей, достатніх для коагуляції біогенних та екзогенних феритових наночастинок у клітинах. Оскільки білок феритину включає кристал феригідриту, який є антиферомагнетиком, магнітні поля помірної напруженості, які змінюють наноструктурну локалізацію феритових біогенних та екзогенних наночастинок, не можуть призвести до утворення агломератів молекул феритину.In this paper, we verify the hypothesis on obligatory participation of ferritin molecules in the biomineralization process of biogenic magnetic nanoparticles assuming that the genetic mechanism of biogenic magnetic nanoparticles is consistent for prokaryotes and eukaryotes. Using comparative genomic methods, we seek to reveal whether all the magnetic bacteria have ferritin genes in their genome. Well known proteins (ferritin and ferritin-like proteins) are compared with compiling magnetotactice bacteria genomes using the blastn “BLAST on-line” under standard program parameters. This program is free software presented by National Center of Biotechnological Information. We establish that the biogenic magnetic nanoparticle biomineralization in eukaryotes and prokaryotes is not connected with availability of ferritin and ferritin like-proteins. Although we show the ferritin coagulation impossibility in Escherichia coli under the exposure of magnetic field with voltage which is enough for coagulation of biogenic and exogenous magnetic nanoparticals in cells by scanning probe microscopy method. Since protein contains ferrihydrite (antiferromagnet) crystals, magnetic fields of moderate voltage can change nanostructure localization of ferrite biogenic and exogenous magnetic nanoparticles, but cannot cause the ferritin molecules agglomerates formation.Исходя из того, что генетическая основа механизма биоминерализации биогенных магнитных наночастиц является совместной для прокариот и эукариот, в этой работе проверено гипотезу об обязательном участии молекул ферритина в процессе биоминерализации биогенных магнитных наночастиц. Методами сравнительной геномики исследовано, все ли магнитотаксисные бактерии имеют в своем геноме гены ферритина. В работе было проведено выравнивание известных белков бактериального ферритина и ферритинподобных белков с транслированными геномами магнитотаксисными бактериями, используя программу blastn “BLAST on-line” при стандартных параметрах. В результате установлено, что механизм биоминерализации биогенных магнитных наночастиц, как в эукариотах, так и в прокариотах, не связанный с наличием ферритина или ферритинподобных белков. Также методами сканирующей зондовой микроскопии показана невозможность коагуляции ферритина в культуре Escherichia coli под воздействием внешних магнитных полей напряженностей, достаточных для коагуляции биогенных и экзогенных ферритовых наночастиц в клетках. Поскольку белок ферритина содержит кристалл ферригидрита (антиферромагнетик), магнитные поля умеренного напряженности, которые меняют наноструктурную локализацию ферритовых биогенных и экзогенных наночастиц, не могут вызвать образование агломератов молекул ферритина

Потенциальные продуценты биогенных магнитных наночастиц среди патогенных и условно-патогенных микроорганизмов

Проблематика. Ускладнені форми інфекції при запальних процесах характеризуються зростанням резистентності мікрофлори до антибіотиків, що змушує шукати нові способи лікування, які б запобігали розвитку патогенних мікроорганізмів, підвищували місцевий імунітет і тим самим прискорювали регенеративні процеси. Мета дослідження. Метою роботи є класифікація патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів, які можуть бути потенційними продуцентами біогенних магнітних наночастинок (БМН), на предмет локалізації та властивостей БМН за допомогою методів порівняльної геноміки з перспективою їх подальшого використання як магнітокерованих векторів для цільової доставки лікарських препаратів. Це дасть змогу використовувати методи гіпертермії для знешкодження патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів, які здатні до біомінералізації БМН, застосовуючи для нагріву клітин безпосередньо внутрішньоклітинні БМН цих мікроорганізмів. Методика реалізації. У роботі застосовано методи попарного та множинного вирівнювання з використанням вільної в доступі програми “BLAST” Національного центру біотехнологічної інформації. Результати дослідження. Виявлено, що такі штами, як E. coli (541-15), K. pneumoniae 342, C. perfringens str. 13, P. fluorescens, є потенційними продуцентами саме кристалічного магнетиту, а мікроорганізми S. Aureus RF122, S. suis BM407, E. aerogenes KCTC 2190, K. pneumoniae RYC492, P. aeruginosa M18 можуть бути продуцентами внутрішньоклітинних аморфних БМН. Сила магнітодипольної взаємодії між БМН бактерій і БМН пухлин становить 10⁻⁷–10⁻⁸ Н. Висновки. Пояснюється ефект знешкодження патогенних мікроорганізмів за допомогою методу магнітної гіпертермії за рахунок наявності БМН. Запропоновано використовувати для лікування гнійно-запальних процесів не тільки антибіотичні препарати, але й електромагнітні поля для тих мікроорганізмів, які є продуцентами БМН. Показано, що як вектори для цільової доставки лікарських препаратів доцільно використовувати мікроорганізми з природними магнітними властивостями, що зробить метод цільової доставки препаратів надійнішим та більш ефективним і зменшить його вартість.Problems. The complicated forms of infection in inflammatory processes characterized by rising resistance of microorganisms to antibiotics, are forcing to find new treatments that would prevent development of pathogenic microorganisms, increased local immunity, and thus accelerated regenerative processes. Objective. Classification of pathogenic and opportunistic microorganisms that may be potential producers of BMN, in terms of the location and properties of BMN using the methods of comparative genomics with the prospect of their subsequent use as the vectors for magnetically targeted delivery of drugs. This will make possible the use of the hyperthermia techniques for removal of pathogenic and opportunistic microorganisms that are capable of biomineralization BMN using for heating the cells directly intracellular BMN of these microorganisms. Methods of implementation. The methods of paired and multiple sequence alignment were applied using a free access program “BLAST” of National Center for Biotechnology Information. Results. It was revealed that strains such as E. coli (541-15), K. pneumoniae 342, C. perfringens str. 13, P. fluorescens are potential producers of crystalline magnetite and bacteria: S. aureus RF122, S. suis BM407, E. aerogenes KCTC 2190, K. pneumoniae RYC492, P. aeruginosa M18 can be producers of intracellular amorphous BMN. The power of magnetic dipole interaction between BMN of the bacteria and BMN of the tumors is in the range between 10⁻⁷–10⁻⁸ N. Conclusions. It is explained the neutralization effect of pathogens by the method of magnetic hyperthermia due to the presence BMN, and it was proposed the use for the treatment of inflammatory processes not only antibiotic drugs, but also electromagnetic fields for those microorganisms which are producers of BMN. It is shown that as vectors for targeted delivery of drugs should be used microorganisms with natural magnetic properties, making method targeted delivery of drugs safer and more efficient, and reduced its cost.Проблематика. Осложненные формы инфекции при воспалительных процессах характеризуются ростом резистентности микрофлоры к антибиотикам, что заставляет искать новые способы лечения, которые бы предотвращали развитие патогенных микроорганизмов, повышали местный иммунитет и тем самым ускоряли регенеративные процессы. Цель исследования. Целью работы является классификация патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, которые могут быть потенциальными продуцентами биогенных магнитных наночастиц (БМН) на предмет локализации и свойств БМН с помощью методов сравнительной геномики с перспективой их дальнейшего использования в качестве магнитоуправляемых векторов для целевой доставки лекарственных препаратов. Это позволит использовать методы гипертермии для обезвреживания патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, которые способны к биоминерализации БМН, применяя для нагрева клеток непосредственно внутриклеточные БМН этих микроорганизмов. Методика реализации. В работе применялись методы парного и множественного выравнивания с использованием свободной в доступе программы “BLAST” Национального центра биотехнологической информации. Результаты исследования. Выявлено, что такие штаммы, как E. Coli (541-15), K. pneumoniae 342, C. Perfringens str. 13, P. fluorescens, являются потенциальными продуцентами именно кристаллического магнетита, а микроорганизмы S. aureus RF122, S. suis BM407, E. aerogenes KCTC 2190, K. pneumoniae RYC492, P. aeruginosa M18 могут быть продуцентами внутриклеточных аморфных БМН. Сила магнитодипольного взаимодействия между БМН бактерий и БМН опухолей составляет 10⁻⁷–10⁻⁸ Н. Выводы. Объясняется эффект обезвреживания патогенных микроорганизмов с помощью метода магнитной гипертермии за счет наличия БМН. Предложено использовать для лечения гнойно-воспалительных процессов не только антибиотические препараты, но и электромагнитные поля для тех микроорганизмов, которые являются продуцентами БМН. Показано, что в качестве векторов для целевой доставки лекарственных препаратов целесообразно использовать микроорганизмы с естественными магнитными свойствами, что сделает метод целевой доставки препаратов надежным и более эффективным и уменьшит его стоимость

Maximum Entropy Limit of Small-scale Magnetic Field Fluctuations in the Quiet Sun

The observed magnetic field on the solar surface is characterized by a very complex spatial and temporal behavior. Although feature-tracking algorithms have allowed us to deepen our understanding of this behavior, subjectivity plays an important role in the identification and tracking of such features. In this paper, we continue studies Gorobets, A. Y., Borrero, J. M., & Berdyugina, S. 2016, ApJL, 825, L18 of the temporal stochasticity of the magnetic field on the solar surface without relying either on the concept of magnetic features or on subjective assumptions about their identification and interaction. We propose a data analysis method to quantify fluctuations of the line-of-sight magnetic field by means of reducing the temporal field's evolution to the regular Markov process. We build a representative model of fluctuations converging to the unique stationary (equilibrium) distribution in the long time limit with maximum entropy. We obtained different rates of convergence to the equilibrium at fixed noise cutoff for two sets of data. This indicates a strong influence of the data spatial resolution and mixing-polarity fluctuations on the relaxation process. The analysis is applied to observations of magnetic fields of the relatively quiet areas around an active region carried out during the second flight of the Sunrise/IMaX and quiet Sun areas at the disk center from the Helioseismic and Magnetic Imager on board the Solar Dynamics Observatory satellite.Comment: 11 pages, 5 figures, The Astrophysical Journal Supplement Series (accepted