Charge transfer transitions in the photoluminescence spectra of Zn1-xMexO (Me = Mn, Ni, Co) oxide compounds

Crystals of Zn1-xCoxO and Zn1-xNixO are studied by photoluminescence at temperatures of 8 and 90 K. By resolving the spectra into sums of gaussian distributions and using the known positions of donor and acceptor levels of 3d-impurities relative to the edges of the allowed bands, the observed peaks in the photoluminescence spectra are interpreted in terms of radiative recombination through donor and acceptor levels of nickel and cobalt ions. These results are compared with previously observed features of the photoluminescence spectra of Zn1-xMnxO crystals. © 2013 American Institute of Physics

The complete mitochondrial genome of the acid-tolerant fungus Penicillium ShG4C

AbstractComplete mitochondrial genome of the acid-tolerant fungus Penicillium ShG4C, isolated from oxidized sediments of an abandoned polymetallic mine site, has been sequenced using high-throughput sequencing approach. The mitochondrial genome represents a circular DNA molecule with size of 26,725bp. It encodes a usual set of mitochondrial genes, including 15 protein coding genes, large and small ribosomal RNAs and 27 tRNA genes. All genes are located on H-strand DNA and transcribed in one direction. Taxonomic analysis based on concatenated sequences of mitochondrial proteins confirmed taxonomic position of this fungus within the genus Penicillium. The sequence of the complete mitochondrial genome of Penicillium ShG4C was deposited in DBBJ/EMBL/GenBank under accession number KX931017

Parallel Algorithm for Calculating General Equilibrium in Multiregion Economic Growth Models

We develop and analyze a parallel algorithm for computing a solution in a multiregion dynamic general equilibrium model. The algorithm is based on an iterative method of the Gauss–Seidel type and exploits a special block structure of the model. Calculation of prices and input-output ratios in production for different time steps is carried out in parallel. We implement the parallel algorithm using the OpenMP interface for systems with shared memory. The efficiency of the algorithm is studied with the numbers of cores varying in the full range from one to the number of time steps of the model.We are grateful to R .Loft and M. Weitzel for useful discussions of the results

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОНОЗАМЕЩЕННЫХ НИТРОФЕНОЛОВ В ВОДЕ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Nitrophenols are highly toxic hydrophilic organic compounds. Nitrophenols prevalence in the biosphere is associated with both human industrial activity and with natural processes in the atmosphere and hydrosphere. Nitrophenols determination using gas chromatography requires chemical modification in order to reduce the hydrophilicity and polarity of the analytes. The derivatization must be carried out before the extraction concentration stage, but in most methods of the nitrophenols determination in water this approach is not implemented. The method of determination of mononitrophenols (2-, 3-, and 4-nitrophenols) in water was developed. It involved the nitrophenols bromination directly in the water, bromoderivatives liquid extraction with toluene, silylation by N-tert-Butyldimethylsilyl-N-methyltrifluoroacetamide (MTBSTFA) extract and gas chromatographic determination with the electron-capture detector (GC-ECD). The nitrophenols bromination conditions in aqueous solutions were optimized (pH value, bromination duration, bromide-ions concentration). In order to reduce the oxidizing activity of bromine, the nitrophenols bromination was recommended in the presence of bromide anions. The extraction (degree of extraction) and gas chromatographic (retention indices, ECD relative molar responses) properties and nitrophenols bromoderivatives properties were studied. It was shown that the degree of extraction of brominated nitrophenols in the toluene/water system exceeded 80% and the subsequent silylation of the bromoderivatives significantly improved their chromatographic properties. The analytical range of nitrophenols in water was 0.02-10 µg/dm3 with an error of 10-35%, the detection limits were 0.05-0.07 μg/dm3, the sample volume for analysis was 50 cm3, the analysis duration was 90 min.Key words: mononitrophenols, chemical modification, gas-chromatography, electron-capture detector  DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2020.24.2.006I.V. Gruzdev, B.M. Kondratenok, E.I. Lyu-Lyan-Min Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IB FRC Komi SC UB RAS),Kommunisticheskaya st., 28, Syktyvkar, 167982, Russian FederationНитрофенолы – высокотоксичные гидрофильные органические соединения, распространение которых в окружающей среде связано как с промышленной деятельностью человека, так и с протеканием ряда природных процессов в атмосфере и гидросфере. При определении нитрофенолов методом газовой хроматографии требуется снижать их гидрофильность и полярность, для чего применяется химическая модификация с различными реагентами. Дериватизацию нитрофенолов необходимо проводить до стадии их экстракционного концентрирования, но в большинстве методик этот подход не реализуется. Разработан способ определения изомерных нитрофенолов (2-, 3- и 4-нитрофенол) в различных водных объектах, предполагающий получение их бромпроизводных непосредственно в воде, жидкостную экстракцию толуолом, силилирование в экстракте N-трет-бутилдиметилсилил-N-метилтрифторацетамидом (MTBSTFA) и газохроматографическое определение полученных эфирных производных с галогенселективным детектором электронного захвата (ГХ-ДЭЗ). Установлены оптимальные условия проведения бромирования нитрозамещенных фенолов в условиях водного раствора (значение рН, продолжительность бромирования, концентрация бромид-ионов). Для снижения окислительной активности брома и повышения устойчивости в растворе получаемых аналитических форм, бромирование нитрофенолов рекомендуется проводить в присутствии бромид-анионов. Изучены экстракционные (степень извлечения) и газохроматографические (индексы удерживания, относительные мольные отклики ДЭЗ) характеристики нитрофенолов и их бромсодержащих производных. Показано, что степень извлечения бромированных нитрофенолов при выбранных условиях экстракции в системе толуол/вода превышает 80 %, а последующее силилирование бромпроизводных значительно улучшает их хроматографические свойства. Интервал определяемых концентраций нитрофенолов в воде 0.2-10 мкг/дм3, пределы обнаружения 0.05-0.07 мкг/дм3, погрешность определения – 10-35 %, объем пробы – 50 см3, продолжительность анализа – 90 минут.Ключевые слова: нитрофенолы, газовая хроматография, химическая модификация, детектор электронного захватаDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2020.24.2.00

PARALLEL ALGORITHM FOR CALCULATING GENERAL EQUILIBRIUM IN MULTIREGION ECONOMIC GROWTH MODELS

We develop and analyze a parallel algorithm for computing a solution in a multiregion dynamic general equilibrium model. The algorithm is based on an iterative method of the Gauss–Seidel type and exploits a special block structure of the model. Calculation of prices and input-output ratios in production for different time steps is carried out in parallel. We implement the parallel algorithm using the OpenMP interface for systems with shared memory. The efficiency of the algorithm is studied with the numbers of cores varying in the full range from one to the number of time steps of the model

Federated learning enables big data for rare cancer boundary detection

Although machine learning (ML) has shown promise in numerous domains, there are concerns about generalizability to out-of-sample data. This is currently addressed by centrally sharing ample, and importantly diverse, data from multiple sites. However, such centralization is challenging to scale (or even not feasible) due to various limitations. Federated ML (FL) provides an alternative to train accurate and generalizable ML models, by only sharing numerical model updates. Here we present findings from the largest FL study to-date, involving data from 71 healthcare institutions across 6 continents, to generate an automatic tumor boundary detector for the rare disease of glioblastoma, utilizing the largest dataset of such patients ever used in the literature (25,256 MRI scans from 6,314 patients). We demonstrate a 33% improvement over a publicly trained model to delineate the surgically targetable tumor, and 23% improvement over the tumor's entire extent. We anticipate our study to: 1) enable more studies in healthcare informed by large and diverse data, ensuring meaningful results for rare diseases and underrepresented populations, 2) facilitate further quantitative analyses for glioblastoma via performance optimization of our consensus model for eventual public release, and 3) demonstrate the effectiveness of FL at such scale and task complexity as a paradigm shift for multi-site collaborations, alleviating the need for data sharing

ОСОБЕННОСТИ ПРОБОПОДГОТОВКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ФЕНОЛА В ВЫСОКОЦВЕТНЫХ ПРИРОДНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Existing the phenol determination methods in water suggest the use of extraction concentration combined with heating the sample and phenol derivatization in alkaline media. It is shown that humic substances of water samples is destructed by the alkaline solutions or heating. Humic substances destruction produces phenol and distorts the results of quantitative chemical analysis. The interfering effect of humic substances need to be eliminate in beginning of the analytical cycle. A method for removing humus by coagulation on the Al2O3 layer with simultaneous impregnation of the sorbent with copper (II) cations is proposed. The method allows to eliminate the interfering effect of humic substances in the phenol quantification in natural waters. The conditions of humic substances complete removal from the water samples is established, the role of copper (II) cations in this process is shown. Under optimal conditions, the native phenol adsorption on alumina surface does not exceed 3 %. For selective and sensitive gas-chromatographic determination of phenol in the eluate we used preliminary bromination. Phenol bromoderivative (2,4,6-tribromophenol) with a halogen-selective electron-capture detector was detected. A procedure was developed for phenol determination in water of 0.2 to 10 μg/dm3, the relative error of measurement in this range does not exceed 30 %. The water sample volume is 25 cm3, the analysis duration is 30 min.Keywords: phenol, gas chromatography, high-color natural water, chemical modification, humic substances, aluminum oxideDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.004(Russian)I.V. Gruzdev, B.M. Kondratenok, O.M. Zueva, E.I. Lyu-Lyan-Min Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IB Komi SC UB RAS), Kommunisticheskaya st., 28, Syktyvkar, 167982, Russian FederationРяд методик определения фенольных соединений в водных средах предполагает использование в аналитическом цикле экстракционного концентрирования в сочетании с нагреванием пробы и проведение реакций дериватизации в щелочных средах. Показано, что такие операции, проводимые в присутствии гумусовых веществ, вызывают их деструкцию с образованием фенола. Предложен способ удаления гумуса путем коагуляции на слое Al2O3 при одновременном импрегнировании сорбента катионами меди (II). Способ позволяет устранить мешающее влияние гумусовых веществ при количественном определении фенола в природных водах. Установлены условия, при которых достигается полное удаление гумусовых веществ из анализируемой пробы воды, показана роль катионов меди в этом процессе. При установленных оптимальных условиях адсорбция нативного фенола на оксиде алюминия не превышает 3 %. С целью повышения чувствительности и селективности определения фенола в получаемом элюате проводится его химическая модификация в 2,4,6-трибромфенол с последующим газохроматографическим анализом с галогенселективным электронозахватным детектором. Диапазон определяемых концентраций фенола в воде от 0.2 до 10 мкг/дм3 с относительной погрешностью не более 30 %. Объем пробы воды, необходимый для анализа, – 25 см3, продолжительность анализа – 30 минут.Ключевые слова: фенол, газовая хроматография, высокоцветные природные воды, химическая модификация, гумусовые вещества, оксид алюминияDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.00

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕНОЛА В ПОЧВЕ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Existing techniques for the phenol extraction from the soil differ in the nature of the extractant mixture and in the mode of carrying out this procedure. The recommendations on the conditions for the phenol extraction are contradictory. The known techniques imply the extraction of the phenol with organic solvents, aqueous/organic, or aqueous solutions. The use of microwave or ultrasonic fields are recommended to ensure the complete extraction. However, the possibility of attaining maximum extraction of phenol without the destruction of the organic matrix of the soil has not been discussed. We have demonstrated that during phenol extraction with acidic or alkaline aqueous solutions the humic substances of the soil are destroyed. Humic substances destruction produces phenol, and thus distorts the results of the quantitative chemical analysis. The use of water/ethanol mixtures for the phenol extraction from the soil were proposed. These mixtures do not exert a harsh effect on the organic matter of the soil, while moisturizing the soil and dissolving the phenol well. The optimum conditions for the phenol extraction from the soil were established. They occurred during the extraction with a water/ethanol mixture (с(C2H5OH) = 50 % vol.) under the mechanical stirring for two hours. To increase the selectivity and sensitivity of the determination of phenol in the extract, the preliminary bromination to obtain Phenol bromoderivative (2,4,6-tribromophenol) was used with the subsequent gas chromatographic analysis with a halogen-selective electron-capture detector. A procedure was developed for the phenol determination in the soil of 0.01 to 10 mg/kg, the relative error of measurement in this range did not exceed 35%.Keywords: phenol, soil, extraction, chemical modification, gas chromatography(Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2018.22.1.006 I.V. Gruzdev1, O.M. Zueva1, E.S. Titova1, V.V. Staliugin2, B.M. Kondratenok1 1Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IB Komi SC UB RAS), Kommunisticheskaya st., 28, Syktyvkar, 167982, Russian Federation2Syktyvkar State University named after Pitirim Sorokin, Petrozavodskaia st., 12, Syktyvkar, 167005, Russian FederationСуществующие подходы к экстрагированию фенола из почвы различаются природой экстрагирующей смеси и режимом проведения этой процедуры. Рекомендации по условиям экстракции фенола противоречивы, не обсуждается и возможность разрушения органического вещества почвы в процессе извлечения аналита. Показано, что при экстрагировании фенола кислыми или щелочными водными растворами, гумусовые вещества почвы деструктируют и продуцируют фенол, что приводит к существенному завышению результатов количественного химического анализа. Для экстрагирования фенола из почвы предложены водно-этанольные смеси, не оказывающие жесткого воздействия на органическое вещество почвы при сохранении хорошей смачиваемости образца и высокой растворимости фенола в экстрагенте. Установлены условия, при которых для разных типов почв достигается максимальное извлечение фенола без разрушения почвенной матрицы – экстрагирование водно-этанольной смесью (c(C2H5OH) = 50 % об.) в режиме механического перемешивания в течение двух часов. Для повышения селективности и чувствительности определения фенола в экстракте проводится получение его бромпроизводного (2,4,6-трибромфенол) и последующий газохроматографический анализ с галогенселективным детектором электронного захвата. Диапазон измерений массовой доли фенола в почве от 0.01 до 10 мг/кг, относительная погрешность измерения в этом диапазоне не превышает 35 %.Ключевые слова: фенол, почва, экстракция, химическая модификация, газовая хроматографияDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2018.22.1.00

Characterization of pathomorphological variations of liver in young patients with chronic viral hepatitis С with different genotypes

The research involved 103 patients with chronic viral hepatitis С (CVH-C) with genotypes 1b and 3a. Age of patients with mentioned genotypes and duration of the disease didn't vary significantly. The data for the following is presented: intensity of such CVH-C anatomical phenomena as adipose degeneration and albuminous degeneration; alteration of biliary ducts; frequency of occurrence of lymphoid follicles; and manifestation degree of fibrosis. There was made a conclusion about predominance of pathological process activity in cases with genotype 3a HCV, as distinct from genotype 1b, due to periportal necrosises and prevalence of lymph-histiocytic infiltration of septs.В исследование включено 103 больных хроническим вирусным гепатитом С (ХВГ-С) с генотипами 1b и За. Пациенты с указанными генотипами не имели существенных различий в возрасте и длительности заболевания. Представлены данные о выраженности таких морфологических феноменов ХВГ-С, как жировая и белковая дистрофия, изменения желчных протоков, частота встречаемости лимфоидных фолликулов и степень выраженности фиброза. Получены результаты о преобладании активности патологического процесса при наличии генотипа За HCV в отличие от генотипа 1b за счет порто — перипортальных некрозов и преобладания лимфогистиоцитарной инфильтрации септ

Excitons and Photoluminescence in ZnO and Zn0.99Mn 0.01O Nanocrystals

The photoluminescence and photoluminescence excitation spectra for Zn 1-x Mn x O nanocrystals are presented. After annealing of powders in air, the intensity of the bands attributable to manganese decreases noticeably. This suggests that the oxygen vacancies affect the Zhang-Rice-like states appearing due to strong d-p-hybridization, which is confirmed by an increase in the band gap of Zn1-x Mn x O for low x. The origin of the 2.9-eV peak and the shape of its excitation spectrum are discussed qualitatively. For Zn1-x Mn x O nanocrystals, the shape of the excitation spectrum is as unusual as the intense absorption in the range (2.2-3.0) eV. © 2010 Pleiades Publishing, Ltd.We wish to thank T. Dietl, V.I. Anisimov, and A.V. Lukoyanov for the discussion of localized states in the Zn1–xMnxO system. This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (project nos. 07 02 00910_a and 08 02 99080r ofi), and Russian Federal Agency on Science and Innovations (grant no. 02.740.11.0217)