Using Rounding Function in the Problems of Finite-Element Analysis

This work offers to supplement polynomial elements used by the step function of Heaviside and rounding functions which allows to simplify and formalise the record of test piecewise continuous function applying it for continual problems solution by the method of Galerkin.Key words: Finite element method; Galerkin; Rounding functio

A General Existence Theorem of Zero Points

Let X be a non-empty, compact, convex set in R and an upper semi-continuous mapping from X to the collection of non-empty, compact, convex subsets in R. Its is well knwon that such a mapping has a stationary point in X, i.e. there exists a point in X satisfying that its image under has a non-empty intersection with the normal cone of X at the point. In case for every point in X it holds that the intersection of the image under with the normal cone of X at the point is either empty or contains the origin 0, then must have a zero point on X, i.e. there exists a point in X satisfying that 0 lies in the image of the point. Another well-known condition for the existence of a zero point follows from Ky Fan''s coincidence theorem, which says that if for every point in the intersection of the image with the tangent cone of X at the point is non-empty, the mapping must have a zero point. In this paper we extend all these existence results by giving a general zero point existence theorem, of which the two results are obtained as special cases. We also discuss what kind of solutions may exist when no further conditions are stated on the mapping . Finally, we show how our results can be used to establish several new intersection results on a compact, convex set.Economics ;

Efficiency of therapy of cows and goat with hypogonadism for use of nanopreparation «Caplaestrol + OV»

Розроблено комплексний вітамінно-гормональний нанопрепарат «Каплаестрол + OV» для використання у способі терапії корів та кіз за гіпогонадизму. Склад препарату (каротин, сумарні естрогени і нанобіоматеріал – ортованадат гадолінію активований європієм) визначено з урахуванням причин виникнення і механізму розвитку патології (аліментарно- та екологодефіцитобумовлені фактори, які призводять до ушкодження клітин поєднане з цитотоксичною гіпоксією за вільнорадикального окислення). «Каплаестрол + OV» вводили інтраабдомінально з підсумковим дозуванням за програмою з розрахунку 0,02 мл/кг маси тіла, тобто 10 мл на корову і 1 мл – на козу; кратність ведення – 3–5 разів, курс терапії – 9–20 діб, інтервал – 3–4 доби. За апробації препарату встановлено позитивний плив препарату на показники гомеостазу та структурно-функціональний стан статевих органів – збільшення показників вмісту у сироватці крові β-каротину, вітаміну А; оптимізація балансу прооксидантно-антиоксидантної системи; позитивні зміни у системі кисневого метаболізму; підвищення рівня естрогенів у сироватці крові, нормалізацію колпоцитограм, термограм і сонограм. На заключному етапі визначено, що застосування нанопрепарату «Каплаестрол + OV» забезпечує високий терапевтичний ефект при лікуванні корів та кіз за гіпогонадизму, зокрема: із загальної кількості оброблених тварин ознаки еструсу виявили 87,5% корів та 75% кіз. При цьому тривалість періоду від початку обробок до відновлення яєчників складала 27,3 доби у корів і 34,2 доби – у кіз, а тривалість періоду від початку обробок до еструсу – 40,6 та 51,2 доби, відповідно. Натомість у контролі за період дослідження (90 діб) у жодної з тварин не встановлено відновлення яєчників й, відповідно, прояву ознак еструсу. A complex vitamin-hormonal nanopreparation «Caplaestrol + OV» was developed for use in the treatment of cows and goats with hypogonadism. The composition of the preparation (carotene, total estrogens and nanobiomaterial – ortovanadat gadolinium activated by europium) is determined taking into account the causes and mechanism of pathology development (alimentary and ecologic deficient factors that cause cell damage are associated with cytotoxic hypoxia during free radical oxidation). «Caplaestrol + OV» was administered intra-abdominally with the final dosage according to the program at the rate of 0.02 ml/kg of body weight, i. e. 10 ml per cow and 1 ml – on goat; the frequency of reference is 3–5 times, the course of therapy is 9–20 days, the interval is 3–4 days. The approbation of the drug showed a positive effect of the drug on the homeostasis parameters and the structural and functional state of the genital organs – an increase in the serum levels of β-carotene, vitamin A and zinc; optimization of the balance of the prooxidant-antioxidant system; positive changes in the system of oxygen metabolism; an increase in the level of estrogens in the blood serum, normalization of colpocytograms, thermograms and sonograms. At the final stage it was determined that the application of the nanopreparation «Caplaestrol + OV» provides a high therapeutic effect in the treatment of cows and goats with hypogonadism, in particular: 87.5% of cows and 75% of goats were detected from the total number of treated animals. The duration of the period from the beginning of treatment to recovery of the ovaries was 27.3 days in cows and 34.2 days in goats, and the duration of the period from the beginning of treatments to estrus was 40.6 and 51.2 days, respectively. At the same time, in control for the study period (90 days), none of the animals showed a recovery of the ovaries and, accordingly, signs of estrus. In the future, a broader production test of the drug is expected, its approval for the treatment of females of other species, as well as improvement by adding cerium dioxide and zinc carbonate nanoparticles.

The Viking viewer for connectomics: scalable multi-user annotation and summarization of large volume data sets

Modern microscope automation permits the collection of vast amounts of continuous anatomical imagery in both two and three dimensions. These large data sets present significant challenges for data storage, access, viewing, annotation and analysis. The cost and overhead of collecting and storing the data can be extremely high. Large data sets quickly exceed an individual's capability for timely analysis and present challenges in efficiently applying transforms, if needed. Finally annotated anatomical data sets can represent a significant investment of resources and should be easily accessible to the scientific community. The Viking application was our solution created to view and annotate a 16.5 TB ultrastructural retinal connectome volume and we demonstrate its utility in reconstructing neural networks for a distinctive retinal amacrine cell class. Viking has several key features. (1) It works over the internet using HTTP and supports many concurrent users limited only by hardware. (2) It supports a multi-user, collaborative annotation strategy. (3) It cleanly demarcates viewing and analysis from data collection and hosting. (4) It is capable of applying transformations in real-time. (5) It has an easily extensible user interface, allowing addition of specialized modules without rewriting the viewer

Multivariate risks and depth-trimmed regions

We describe a general framework for measuring risks, where the risk measure takes values in an abstract cone. It is shown that this approach naturally includes the classical risk measures and set-valued risk measures and yields a natural definition of vector-valued risk measures. Several main constructions of risk measures are described in this abstract axiomatic framework. It is shown that the concept of depth-trimmed (or central) regions from the multivariate statistics is closely related to the definition of risk measures. In particular, the halfspace trimming corresponds to the Value-at-Risk, while the zonoid trimming yields the expected shortfall. In the abstract framework, it is shown how to establish a both-ways correspondence between risk measures and depth-trimmed regions. It is also demonstrated how the lattice structure of the space of risk values influences this relationship.Comment: 26 pages. Substantially revised version with a number of new results adde

Дослідження впливу сухих екстрактів з листя брусниці і чорниці з додаванням L-аргініну на розвиток метаболічних порушень за умов експериментального цукрового діабету ІІ типу

Investigated the pharmacological properties of dry extractof cranberries and blueberries with the addition of L-arginine in experimental metabolic syndrome in rats induced vsokoprotocnah diet. Revealed more pronounced antiatherogenic properties of extracts of bilberry, compared with an extract of bilberry. Conclusions prospects for the use of extracts of the investigated plants as potential substrates for the treatment and prevention of metabolic syndrome.Исследованы фармакологические свойства сухих екстрактов брусники и черники с добавлением L-аргинина в условиях экспериментального метаболического синдрома у крыс, индуцированного високофруктозной диетой. Выявлено более выраженные антиатерогенные свойства экстрактов черники по сравнению с экстрактом брусники. Сделаны выводы перспективы применения экстрактов исследованных растений в качестве потенциальных субстратов для лечения и профилактики метаболического синдрома.  Досліджено фармакологічні властивості сухих екстрактів брусниці та чорниці з додаванням з L-аргініну за умов експериментального  метаболічного синдрому у щурів, індукованому високофруктозною дієтою. Виявлено більш виразні антиатерогенні властивості екстрактів чорниці порівняно з екстрактом брусниці.  Зроблено висновки щодо перспективи застосування екстрактів досліджених рослин в якості потенційних субстратів для лікування та профілактики метаболічного синдрому. 

Особливості бактеріальної контамінації секрету молочної залози корів лактаційного періоду за субклінічного маститу

Subclinical mastitis (SCM) in lactating cows is a common disease characterized by a change in the composition of mammary gland secretion, especially due to an increase in number of somatic cells in it over a long period of time. Etiologically, this disease arises as a result of the pathogenic effect of mixed infections caused mainly by bacteria of Staphylococcus and Streptococcus genera. It should be noted that due to high prevalence, reduction of milk yield and changes in the physical and chemical properties of milk of cows, SCM is a more important problem than clinical forms of mastitis. Thus, the aim of the work was to determine the main causative agents of SCM in lactating cows and their resistance to antibiotics in order to justify the feasibility of using alternative means in the schemes of therapy and prevention of this disease. During the bacteriological examination of mammary gland secretion, streptococci were differentiated by morphological and cultural-biochemical properties, and the pathogenicity of staphylococci was determined by the ability to coagulate rabbit blood plasma in the conditions of the testing laboratory of Smartbiolab LLC (Kharkov) in 2019–2021. Subclinical mastitis in lactating cows was determined using a sample with 5 % dimastine and a thermographic study. Before taking milk samples, the udders were wiped with 70 % alcohol, and the milk was expressed in sterile tubes. The samples were transported in plastic boxes with cooling elements (at a temperature of 8–10 °С) and were examined no later than 4 hours after the moment of selection. The results of research in selected samples Streptococcus spp., which has β-hemolytic properties, was found in 42.9 % of samples, E. coli with hemolytic properties in 28.6 %, and Staphylococcus haemolyticus and Staphylococcus aureus in 14.2 % each. The detected pathogens were characterized by the following indicators of antibiotic resistance: E. coli isolates were insensitive to 8 antibiotics (ampicillin, penicillin, streptomycin, neomycin, spectinomycin, spiramycin, lincomycin, chloramphenicol), and Streptococcus spp. (penicillin, amoxicillin, amoxicillin + clavulonic acid, streptomycin, norfloxacin, gatifloxacin, lincomycin) and Staphylococcus aureus (ampicillin, penicillin, amoxicillin, streptomycin, oxytetracycline, ceftiofur and lincomycin) up to 7, respectively.Субклінічний мастит (СКМ) у корів лактаційного періоду є поширеним захворюванням, що характеризується зміною складу секрету молочної залози, особливо за рахунок підвищення у ньому кількості соматичних клітин протягом тривалого періоду. Етіологічно дана хвороба виникає внаслідок хвороботворної дії змішаних інфекцій, викликаних переважно бактеріями родів Staphylococcus і Streptococcus. Зазначимо, що через велику поширеність, зниження надоїв і зміни фізико-хімічних властивостей молока корів СКМ є більш важливою проблемою, ніж клінічні форми маститу. Таким чином, метою роботи було визначення основних збудників СКМ у корів лактаційного періоду та їх стійкості до антибіотичних засобів для обґрунтування доцільності застосування альтернативних засобів у схемах терапії і профілактики даного захворювання. За бактеріологічного дослідження секрету молочної залози проводили диференціацію стрептококів за морфологічними та культурально-біохімічними властивостями, визначали патогенність стафілококів за здатністю коагулювати плазму крові кролика в умовах випробувальної лабораторії ТОВ “Смартбіолаб” (м. Харків) у 2019–2021 рр. Субклінічний мастит у корів лактаційного періоду визначали за допомогою проби з 5 % димастином та термографічним дослідженням. Перед відбором проб молока дійки протирали 70 % спиртом, а молоко зціджували у стерильні пробірки. Проби транспортували в пластикових боксах з охолоджуючими елементами (за температури 8–10 °С) та досліджували не пізніше ніж через 4 години з моменту відбору. Результатами досліджень у відібраних зразках було виявлено у 42,9 % проб Streptococcus spp., що володіє β-гемолітичними властивостями, у 28,6 % – E. coli, що володіє гемолітичними властивостями, і по 14,2 % – Staphylococcus haemoliticus та Staphylococcus aureus. Виявлені збудники характеризувалися такими показниками стійкості до антибіотичних засобів: ізоляти E. coli були нечутливими до 8 антибіотиків (ампіцилін, пеніцилін, стрептоміцин, неоміцин, спектиноміцин, спіраміцин, лінкоміцин, левоміцетин (хлорамфенікол), а Streptococcus spp. (пеніцилін, амоксицилін, амоксицилін + клавулонова кислота, стрептоміцин, норфлоксацин, гатифлоксацин, лінкоміцин) та Staphylococcus aureus (ампіцилін, пеніцилін, амоксицилін, стрептоміцин, окситетрациклін, цефтіофур та лінкоміцин) до 7 відповідно

Theoretical estimation, simulation and experimental evaluation of deformation-induced heating of magnesium during lateral extrusion

Theoretical estimation, computer simulation and experiment were performed to evaluate temperature of the deformation heating of magnesium during severe plastic deformation by lateral extrusion method. The simulation of the deformation process was carried out by DEFORM-3D. Experimental temperature measurement of magnesium deformation-induced heating at the deformation zone was made. According to the simulation, temperature of the magnesium billet has reached 114°C during deformation. Experimental results showed that the maximum temperature of deformation heating of the material is ~ 140°C. © 2020 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.The work was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research (RFBR). The experimental part and math estimation were performed within the framework of RFBR project No. 18-33-00474. Computer simulation was carried out within the framework of RFBR project No. 20-38-90051

Luminescence Solvato- and Vapochromism of Alkynyl-Phosphine Copper Clusters

The reaction of [Cu(NCMe)4][PF6] with aromatic acetylenes HC2R and triphosphine 1,1,1-tris(diphenylphosphino)methane in the presence of NEt3 results in the formation of hexanuclear Cu(I) clusters with the general formula [Cu6(C2R)4{(PPh2)3CH}2][PF6]2 (R = 4-X-C6H4 (1-5) and C5H4N (6); X = NMe2 (1), OMe (2), H (3), Ph (4), CF3 (5)). The structural motif of the complexes studied consists of a Cu6 metal core supported by two phosphine ligands and stabilized by σ- and π-coordination of the alkynyl fragments (together with coordination of pyridine nitrogen atoms in cluster 6). The solid state structures of complexes 2-6 were determined by single crystal XRD analysis. The structures of the complexes in solution were elucidated by (1)H, (31)P, (1)H-(1)H COSY NMR spectroscopy, and ESI mass spectrometry. Clusters 1-6 exhibit moderately strong phosphorescence in the solid state with quantum yields up to 17%. Complexes 1-5 were found to form solvates (acetone, acetonitrile) in the solid state. The coordination of loosely bound solvent molecules strongly affects emission characteristics and leads to solvato- and vapochromic behavior of the clusters. Thus, solvent-free and acetonitrile solvated forms of 3 demonstrate contrasting emission in orange (615 nm) and blue (475 nm) regions, respectively. The computational studies show that alkynyl-centered IL transitions mixed with those of MLCT between the Cu6 metal core and the ligand environment play a dominant role in the formation of excited states and can be considerably modulated by weakly coordinating solvent molecules leading to luminescence vapochromism.This research has been supported by St. Petersburg State University Research Grant 0.37.169.2014, and Russian Foundation for Basic Research Grants 13-03-00970, 14-03-32077, and 13-03-12411. Academy of Finland (Grant 268993/2013, I.O.K), University of Eastern Finland (strategic funding—Russian–Finnish collaborative project), is also gratefully acknowledged. The work was carried out using equipment of the Analytical Center of Nano- and Biotechnologies of SPbSPU with financial support of the Ministry of Education and Science of Russian Federation; Centers for Magnetic Resonance, X-ray Diffraction Studies, Chemical Analysis and Materials Research, Optical and Laser Materials Research; and Computer Center of St. Petersburg State University