Laser-driven 1st order spin reorientation and Verwey phase transitions in the magnetite Fe3_3O4_4 beyond the range of thermodynamic equilibrium

Ultrafast photo-induced phase transitions occurring under the impact of femtosecond laser pulses provide versatile opportunities to switch solids between distinctly-different crystalline, electronic, and spin states and thus modify their functional properties in a significant manner. In this paper, we report on the laser-induced spin reorientation and Verwey phase transitions in a ferrimagnetic single crystalline magnetite Fe$_3$O$_4$. Using femtosecond optical and magneto-optical pump-probe techniques, we define the range of initial sample temperatures and laser fluences when partial or complete photo-induced phase transitions occur from a monoclinic insulating to a cubic metallic state with concomitant switching of magnetic anisotropy from the uniaxial to the cubic one. We thus reveal a connection between these phase transitions when driven by femtosecond laser pulses. Using transient linear and quadratic magneto-optical effects, we examine magnetization dynamics launched by the magnetic anisotropy axis switching, and unveil the presence of the domains undergoing the laser-induced phase transitions even below the established thershold fluence for the transitions, as well as when the material is initially in the cubic phase. This is the manifestation of the 1st order of these laser-induced phase transitions beyond the range of thermodynamic equilibrium.Comment: 9 pages, 5 figure, 1 supplemental materia

Вкусовые рецепторы к горькому вкусу в сыворотке крови при бронхиальной астме (гипотеза)

Recently, bitter taste receptor (TAS2R) expression has been found in the respiratory system, but function of these receptors is largely unknown. The aim of our study was to assess serum concentration of TAS2R38 bitter taste receptors in patients with asthma. Methods. We examined 49 patients with asthma and 33 healthy individuals. Asthma was diagnosed according to GINA, 2016. Bitter taste receptor (TAS2R) expression was measured in paired samples using the immunoenzyme analysis. Results. Bitter taste receptor (TAS2R) expression levels significantly differed between healthy males and healthy females with the highest values in females. Bitter taste receptor (TAS2R) expression level was twice lower in female patients with atopic asthma compared to the healthy females. This parameter did not differ significantly between both males and females with non-atopic asthma compared to controls and to atopic asthma patients. Serum concentration of TAS2R38 bitter taste receptors was related to blood cell counts (lymphocytes, monocytes, neutrophils). In patients with non-atopic asthma, serum concentration of TAS2R38 bitter taste receptors was related to sputum count of ciliated cells. TAS2R38 receptor concentration was also related to some infectious upper airway diseases (pharyngitis, tonsillitis) in females with atopic asthma. Lung function parameters (peak expiratory flow and the maximal expiratory flow at 50% of the forced vital capacity) were inversely related to TAS2R38 receptor concentration. Conclusion. We suppose that soluble serum TAS2R38 bitter taste receptors could probably act as negative regulators and contribute to the inflammation in asthma.К настоящему времени выявлена экспрессия вкусовых рецепторов к горькому вкусу (TAS2R) в респираторной системе, однако во многом функция этих рецепторов пока остается неясной. Целью исследования явилось определение уровня вкусовых рецепторов TAS2R38 к горькому вкусу в сыворотке крови при различных вариантах бронхиальной астмы (БА). Материалы и методы. Обследованы больные БА (n = 49) и практически здоровые лица (n = 33). Диагноз устанавливался в соответствии с критериями и стандартами Международного консенсуса по вопросам диагностики и лечения бронхиальной астмы (GINA, 2016). Уровень экспрессии TAS2R38 в сыворотке крови определялся иммуноферментным методом согласно инструкции тест-системы фирмы Cloud-CloneCorp(США) в парных образцах при спектрофотометрии (длина волны 450 нм). Результаты. При оценке уровней рецепторов TAS2R38 в группе практически здоровых лиц выявляются достоверные различия между мужчинами и женщинами, причем у женщин отмечаются наиболее высокие значения. При аллергической БА (АБА) у женщин выявлено достоверно меньшее значение (почти в 2 раза) уровней рецепторов TAS2R38 по сравнению с таковым у женщин контрольной группы. При неаллергической БА (НАБА) существенных различий по уровням рецепторов TAS2R38 по сравнению с группами практически здоровых лиц и АБА ни у мужчин, ни у женщин не найдено. Выявлены корреляционные связи между уровнями рецепторов TAS2R38 в сыворотке крови и форменными элементами крови (% в лейкограмме): положительные корреляции – с лимфоцитами, моноцитами и отрицательные – с нейтрофилами. Выявлена достоверная положительная корреляционная зависимость уровней TAS2R38 с количеством клеток реснитчатого эпителия в мокроте, причем только при НАБА. У женщин с АБА выявлены связи уровней рецепторов TAS2R38 и некоторыми инфекционными заболеваниями органов (фарингитом, тонзиллитом), которые входят в структуру верхних дыхательных путей и имеют вкусовые рецепторы к горькому вкусу. С уровнем рецепторов TAS2R38 отрицательно коррелируют такие функциональные показатели, как пиковая объемная скорость вдоха и максимальная объемная скорость на уровне 50 % выдоха форсированной жизненной емкости легких. Заключение. Высказана гипотеза о том, что растворимые (в сыворотке крови) вкусовые рецепторы к горькому вкусу TAS2R38 при БА, по-видимому, могут принимать участие в качестве негативных регуляторов процессов, которые при этом заболевании вовлечены в развитие воспаления и связаны с древнейшей защитной сенсорной системой – вкусовой.

Development of oral cancer tissue-mimicking phantom based on polyvinyl chloride plastisol and graphite for terahertz frequencies

Abstract Significance: A new concept of a biotissue phantom for terahertz (THz) biomedical applications is needed for reliable and long-term usage. Aim: We aimed to develop a new type of biotissue phantom without water content and with controllable THz optical properties by applying graphite powders into a polyvinyl chloride plastisol (PVCP) matrix and to give a numerical description to the THz optical properties of the phantoms using the Bruggeman model (BM) of the effective medium theory (EMT). Approach: The THz optical properties of graphite and the PVCP matrix were measured using THz time-domain spectroscopy, which works in the frequency range from 0.1 to 1 THz. Two phantoms with 10% and 12.5% graphite were fabricated to evaluate the feasibility of describing phantoms using the EMT. The EMT then was used to determine the concentration of graphite required to mimic the THz optical properties of human cancerous and healthy oral tissue. Results: The phantom with 16.7% of graphite has the similar THz optical properties as human cancerous oral tissue in the frequency range of 0.2 to 0.7 THz. The THz optical properties of the phantom with 21.9% of graphite are close to those of human healthy oral tissue in the bandwidth from 0.6 to 0.8 THz. Both the refractive index and absorption coefficient of the samples increase with an increase of graphite concentration. The BM of the EMT was used as the numerical model to describe the THz optical properties of the phantoms. The relative error of the BM for the refractive index estimation and the absorption coefficient is up to 4% and 8%, respectively. Conclusions: A water-free biotissue phantom that mimics the THz optical properties of human cancerous oral tissue was developed. With 21.9% of graphite, the phantom also mimics human healthy oral tissue in a narrow frequency range. The BM proved to be a suitable numerical model of the phantom

Correctional and Rehabilitation Activities in the Modern Educational Space

Авторський колектив: Дегтяренко Т. М. – доктор педагогічних наук, професор; Боряк О. В. – доктор педагогічних наук, доцент; Бондаренко Ю. А. – доктор педагогічних наук, доцент; Дмитрієва І. В. – доктор педагогічних наук, професор; Кузікова С. Б. – доктор психологічних наук, професор; Пахомова Н.Г. – доктор педагогічних наук, професор; Колишкін О. В. – кандидат педагогічних наук, доцент; Косенко Ю. М. – кандидат педагогічних наук, доцент; Лопатинська Н. А. – кандидат педагогічних наук, доцент; Прядко Л. О. – кандидат педагогічних наук, доцент; Усик Д. Б. – кандидат психологічних наук, доцент; Іваненко А. С. – кандидат психологічних наук, старший викладач; Чобанян А. В. – старший викладач; Золотарьова Т. В. – викладач; Скиба Т. Ю. – викладач; Стайко О. С. – аспірантка; Курєнкова°А. В. – аспірантка.У монографії представлено теоретичні та прикладні результати наукових досліджень науковців, аспірантів щодо реалізації навчання, виховання та розвитку дітей з особливми освітніми потребами (за нозологіями) та взаємодії з їх батьками, наведено моделі сучасної системи допомоги цим дітям. Монографія адресована широкому колу фахівців, спеціалістам у галузі спеціальної та інклюзивної освіти, аспірантам, студентам та батькам, які мають дітей з особливими освітніми потребами.The monograph presents theoretical and applied results of scientific research of scientists, graduate students on the implementation of education, upbringing and development of children with special educational needs (nosologies) and interaction with their parents, models of modern care for these children. The monograph is addressed to a wide range of specialists, specialists in the field of special and inclusive education, graduate students, students and parents who have children with special educational needs