Microchannel avalanche photodiode with wide linearity range

Design and physical operation principles of new microchannel avalanche photodiode (MC APD) with gain up to 10^5 and linearity range improved an order of magnitude compared to known similar devices. A distinctive feature of the new device is a directly biased p-n junction under each pixel which plays role of an individual quenching resistor. This allows increasing pixel density up to 40000 per mm^2 and making entire device area sensitive.Comment: Submitted to Journal of Technical Physic

Физико-химические основы переработки растворов термопластичных полиэфируретанов для прогнозирования возможности их применения в производстве волокнисто-пористых композиционных материалов

Objectives. To study the structure and properties of solutions of thermoplastic poly(ether urethane)s (PEUs) to inform their potential use in the production of fibrous-porous polymer composite materials with a given structure and set of performance properties depending on the field of practical application.Methods. The composition of PEUs was studied by attenuated total reflection infrared (ATR-IR) spectroscopy using a program for correcting the spectra on an IR Fourier spectrophotometer, as well by differential scanning calorimetry (DSC) using a heat flow calorimeter. The viscosity of PEU solutions was determined on a rotational viscometer.Results. The chemical composition of PEUs and the nature of the formation of hydrogen bonds were studied. An analysis of the spectra demonstrates the almost complete identity of the PEUs synthesized from the same 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. In the studied PEUs of the Vitur and Desmopan® brands, as well as Sanpren, pronounced absorption bands characteristic of urethane groups involved in the formation of hydrogen bonds are visible in the region from 1702 to 1730 cm−1. The temperature transitions and thermal stability of the investigated PEUs were determined by DSC. The influence of the ratio of rigid and flexible blocks, as well as the nature of hydrogen bonds on the melting temperatures of polymers, was shown. Analysis of the DSC curves demonstrated all the studied PEUs to have high melting points ranging from 159 to 215°C. From the studied temperature dependences of the structural viscosity of thermoplastic PEUs solutions, all solutions were established to have a minimum viscosity anomaly; the value of the logarithm of viscosity depends on the chemical composition and structure of the initial PEUs. It is shown that the viscosity anomaly of PEU solutions can be reduced with increasing temperature.Conclusions. A comparison of the chemical composition, structure, thermal and rheological characteristics of thermoplastic PEUs with PEU solutions widely used for the production of fibrous-porous materials and coatings of Sanpren LQ-E-6 and Vitur R 0112 grades demonstrates their practicability as production materials and coatings having a predetermined structure and a set of properties depending on the requirements and operating conditions of finished products.Цели. Изучить структуру и свойства растворов термопластичных полиэфируретанов (ПЭУ) для прогнозирования возможности их применения в производстве волокнисто-пористых полимерных композиционных материалов и покрытий с заданной структурой и комплексом эксплуатационных свойств, зависящими от области практического применения.Методы. Состав ПЭУ изучали методом инфракрасной (ИК) спектроскопии с преобразованием Фурье в сочетании с методом многократного нарушенного полного внутреннего отражения и методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) с использованием калориметра теплового потока. Вязкость растворов ПЭУ определяли на ротационном вискозиметре.Результаты. Изучен химический состав ПЭУ и характер образования водородных связей. Анализ ИК спектров демонстрирует практически полную идентичность ПЭУ, синтезированных на основе одного и того же 4.4′-дифенилметандиизоцианата. В исследуемых ПЭУ марок Витур и Desmopan®, а также Санпрен, можно увидеть, что в области от 1702 до 1730 см−1 присутствуют явно выраженные полосы поглощения, характерные для уретановых группировок, задействованных в образовании водородных связей. Методом ДСК определены температурные переходы и термостойкость исследуемых ПЭУ. Показано влияние соотношения жестких и гибких блоков, а также характер водородных связей на температуры плавления полимеров. При анализе кривых ДСК, показано, что все исследуемые ПЭУ обладают высокими температурами плавления, находящимися в диапазоне от 159 до 215 °С. Также исследованы температурные зависимости структурной вязкости растворов термопластичных ПЭУ. Установлено, что все растворы имеют минимальную аномалию вязкости, при этом величина логарифма вязкости зависит от химического состава и структуры исходных ПЭУ. Установлено, что аномалия вязкости растворов ПЭУ может быть снижена при повышении температуры.Выводы. Исследование химического состава, структуры, термических и реологических характеристик термопластичных ПЭУ с позиции их сравнения и сопоставления с широко применяемыми для производства волокнисто-пористых материалов и покрытий растворов ПЭУ марок Санпрен LQ-E-6 и Витур Р 0112 позволяет прогнозировать возможность их использования для производства материалов и покрытий с заранее заданной структурой и комплексом свойств в зависимости от требований и условий эксплуатации готовых изделий

Translation of Galuzo, I. G., N. I. Sevast\u27yanova, M. N. Mel\u27nikh, A. E. Grigorashenko, U. D. Vustina, A. M. Krivkova, L. S. Bogdanyuk, and M. E. Bokova. 1970. Serologicheskaya kharakteristika shtammov toksoplazm, vydelennykh ot razlichnykh vidov zhivotnykh [= Serologic characterization of strains of \u3ci\u3eToxoplasma\u3c/i\u3e isolated from various species of animals]. \u3ci\u3eVoprosy Prirodnoi Ochagovosti Boleznei\u3c/i\u3e [= \u3ci\u3eContributions on the Natural Nidality of Disease\u3c/i\u3e], Alma-Ata, Kazakhstan, USSR 3: 37-48

Translation number 28, College of Veterinary Medicine, University of Illinois, Urbana, Illinois, United States (9 pages) Translation of Galuzo, I. G., N. I. Sevast\u27yanova, M. N. Mel\u27nikh, A. E. Grigorashenko, U. D. Vustina, A. M. Krivkova, L. S. Bogdanyuk, and M. E. Bokova. 1970. Serologicheskaya kharakteristika shtammov toksoplazm, vydelennykh ot razlichnykh vidov zhivotnykh [= Serologic characterization of strains of Toxoplasma isolated from various species of animals]. Voprosy Prirodnoi Ochagovosti Boleznei [= Contributions on the Natural Nidality of Disease], Alma-Ata, Kazakhstan, USSR 3: 37-48 Translated from Russian to English by Frederick K. Plous, Jr., and edited by Norman D. Levin

Модельные системы in vivo для исследований в онкологии

Cancers are one of the leading causes of mortality in the world. Cellular and physiological mechanisms of cancer development remain not well defined. In vivo models are an attractive  approach for understanding of cancer origin and progression. This review presents current state of experimental in vivo systems including syngeneic models, patient-derived xenografts (PDX), cell line-derived xenografts (CDX) and various animals – humanized and genetically engineered models (GEM). These models provide opportunities for developing patients’ avatars, lifetime visualization of tumor migration and invasion at the organism level, and the evaluation of new therapeutic  methods aimed at primary tumors, metastases, and cancer prevention. We also discuss the problems of choosing the optimal model and potential solutions for their overcoming.На сегодняшний день онкологические заболевания являются одной из основных причин смертности населения. в понимании клеточных и физиологических процессов канцерогенеза и опухолевой прогрессии остаются существенные пробелы, заполнение которых возможно посредством использования моделей in vivo. в данном обзоре представлено современное состояние экспериментальных систем in vivo, включая сингенные модели, ксенотрансплантаты от клеток опухоли пациентов (patient-derived  xenograft, PDX), модели ксенографтов с использованием клеточных культур (cell line derived xenograft, CDX) и различные типы животных – гуманизированные и генно-инженерные (genetically engineered models, GEM). Рассматриваются возможности, которые открывают животные модели: создание аватара пациента, прижизненная визуализация опухолевой миграции и инвазии на организменном уровне и оценка новых терапевтических подходов, нацеленных на первичную опухоль, метастазы и профилактику онкологических заболеваний. Обсуждаются проблемы, с которыми сталкивается исследователь при выборе оптимальной модели, предлагаются возможные пути их решения

Генетические особенности опухолей невыявленной первичной локализации

Background. Cancer of unknown primary (CUP) is a metastatic lesion with diffcult identifcation of the primary tumor site using standard diagnostic approaches. Although the incidence of CUP is not high, this type of cancer often shows a high aggressiveness and therapy resistance and results in poor patient survival. The mechanisms of CUP origin are not clear, and further studies are needed.This study aims to analyze the mutational landscape of CUP and identify specifc genetic alterations.Material and Methods. Whole exome sequencing was used to analyze the mutational landscape of CUP. Results. CUP had single nucleotide variants (SNVs) in the EPHA8 (ephrin receptor) gene. CUP also harbored copy number variations (CNAs) in the ID2, FOXD4, ZMYND11, ZNF596, KIDINS220, LRRN1, GEMIN4, CEP72, TPPP, and MXRA5 genes. According to functional enrichment analysis, these genes are involved in the regulation of transcription, biogenesis of microRNA, cellular cytoskeleton, adhesion, extracellular matrix remodeling, proliferation, apoptosis, and epithelial-mesenchymal transition.Conclusion. Cancer of unknown primary harbors mutations in the genes that regulate different biological processes particularly cell motility. Введение. Опухоли невыявленной первичной локализации (ОНПЛ) представляют собой метастатические очаги, для которых стандартное диагностическое исследование не позволяет определить первичный опухолевый очаг на момент постановки диагноза. Частота выявления ОНПЛ невысокая, однако данное заболевание характеризуется агрессивностью течения, низкой эффективностью лечения и плохой выживаемостью. Поэтому понимание биологии и механизмов формирования этих злокачественных новообразований является важной задачей.Цель исследования ‒ идентификация генетических нарушений, характерных для ОНПЛ.Материал и методы. В исследовании использовалось полноэкзомное секвенирование образцов ОНПЛ.Результаты. В ОНПЛ обнаружены однонуклеотидные изменения в гене эфринового рецептора EPHA8. Помимо этого, для ОНПЛ были характерны аберрации числа копий ДНК в хромосомных регионах, содержащих гены ID2, FOXD4, ZMYND11, ZNF596, KIDINS220, LRRN1, GEMIN4, CEP72, TPPP и MXRA5. Функциональное аннотирование вышеуказанных генов показало их вовлеченность в транскрипцию, биогенез микроРНК, клеточный цитоскелет, адгезию, ремоделирование внеклеточного матрикса, пролиферацию, апоптоз и эпителиально-мезенхимальный переход.Заключение. Для ОНПЛ характерны нарушения генов, вовлеченных в регуляцию различных биологических процессов, главным образом клеточной миграции.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛЕСОВ В СИБИРИ

The article explores environmental situation in concern of the forests in Siberia and their role as they are very important in the economic aspect. The forests influence the natural processes in the country and bordering countries; they produce bioenergy and oxygen as well. The role of the forests is to influence ionic air regime, purify the air from hazardous gases and dust, reduce noise pollution level etc. The authors found out 1 m3 of the air in Siberian industrial cities contain from 100 to 500 thousands of dust and soot particles whereas the forests contain dust and soot particles 1000 times less. One hectare of forest can keep 32–68 tons of dust a year; developed wooden protective stands (40–45 m width) reduce noise pollution level from the transport on 17–23 dB. Volatile production of the forest appeared to be the important factor of their health-related features. The forests in extremely continental climate of Siberia influence such abiotic environmental factors as wind regime, solar radiation, air and soil temperature regime, precipitation, humidity etc. The publication shows that average yearly wind speed is up to 8 m/sec in bare Siberian tundra, 5 m/sec in sparsely wooded steppe (8 forest cover percent), 4 m/sec in the forest-steppe (18 forest cover percent) and 2.5–3 m/sec in taiga zone (40–50 forest cover percent). Abatement of wind speed influences better climate and V. V. The authors outline that beam solar radiation in the pinetum is 45 %, 30 % in the hardwood and 25 % in spruce forest. Increasing of forest cover percent from 30 to 70 affects low air temperature during vegetation period on 5…13 ºС in regards the average temperature of surrounding area. Soil temperature at a depth of 0.4 meter in December in the forest-steppe area of Western Siberia is –4,7 ºС, and in the southern taiga –1,2 ºС; soil temperature in June in the forest-steppe is +15,6 ºС, and +10 ºС in the southern taiga. Snow cover of leafed forests contains 15–30 % water more and softwood contains 5–10 % water more than in the open biota. Forests influence greatly hydrological regime of rivers. The total square of water-conservation forest in Siberia is 19.6 mln ha. Forests are greatly concerned with wind erosion control and dust whirls damaging the crops. Wind erosion areas in Western Siberia are spread in the steppe zone, mostly in Kulundinskaia steppe covering 17 mln ha. The article declares that crops and sowings margined with permeable shelterbelt produce crop yield 15–20 % higher than that in treeless areas.Приведено экологическое состояние и  роль лесных ресурсов в Сибири, которые имеют важное народно-хозяйственное значение. Они оказывают смягчающее воздействие на природные процессы на территории страны и смежных государств, являются аккумулятором и носителем биоэнергии и фабрикой кислорода. Роль лесов заключается также в способности положительно влиять на ионный режим воздуха, очищать его от вредных газов и пыли, снижать уровень шума и др. В 1 м3 воздуха сибирских индустриальных центров содержится от 100 до 500 тыс. частиц пыли и сажи, в лесу их почти в 1000 раз меньше. Гектар леса в состоянии задержать от 32 до 68 т пыли в год. Хорошо развитые древесные защитные насаждения шириной до 40–45 м снижают уровень шума от городского транспорта на 17–23 дБ. Важным фактором, обусловливающим лечебно-оздоровительные функции лесов, является их фитонцидность. В условиях резко-континентального климата Сибири лес активно влияет на такие абиотические факторы окружающей среды, как ветровой режим, солнечная радиация, температурный режим воздуха и почв, атмосферные осадки, влажность воздуха и др. Так, в безлесной сибирской тундре средняя годовая скорость ветра достигает 8 м/с, в малолесной степи (лесистость 8%)  – 5, в  лесостепной зоне (лесистость 18%) – 4, в лесной таежной зоне (лесистость 40–50%) – 2,5–3 м/с. Уменьшение силы ветра влияет на улучшение климата, и наоборот. Установлено, что по сравнению с открытой местностью прямая и рассеянная солнечная радиация в сосновом насаждении составляет 45%, в лиственном – 30, в еловом – 25. Увеличение лесистости с 30 до 70% обусловливает снижение температуры воздуха в течение вегетационного периода на 5–13ºС в сравнении со средней температурой окружающей местности. В лесостепной зоне Западной Сибири в декабре почва на глуби- не 0,4 м имеет температуру в среднем –4,7ºС, а в южной тайге –1,2ºС, в июне обратная картина; в лесостепи температура почвы +15,6ºС, в южной тайге +10 ºС. В лиственных лесах в снежном покрове накапливается воды на 15–30, а  в  хвойных – на 5–10% больше, чем на открытых биотопах. Леса оказывают мощное влияние на гидрологический режим рек. Общая площадь выделенных водоохранных лесов в Сибири составляет 19,6 млн га. Особенно велика роль лесов и лесных полос в борьбе с ветровой эрозией, с губительными для урожаев пыльными бурями. Районы действия ветровой эрозии в Западной Сибири распространены в степной зоне, преимущественно в Кулундинской степи, занимающей 17 млн га. Посевы зерновых и других сельскохозяйственных культур, окаймленные продуваемыми лесополосами, дают урожайность на 15–20% выше, чем посевы, размещенные на безлесных площадях

Global fine-resolution data on springtail abundance and community structure

Springtails (Collembola) inhabit soils from the Arctic to the Antarctic and comprise an estimated ~32% of all terrestrial arthropods on Earth. Here, we present a global, spatially-explicit database on springtail communities that includes 249,912 occurrences from 44,999 samples and 2,990 sites. These data are mainly raw sample-level records at the species level collected predominantly from private archives of the authors that were quality-controlled and taxonomically-standardised. Despite covering all continents, most of the sample-level data come from the European continent (82.5% of all samples) and represent four habitats: woodlands (57.4%), grasslands (14.0%), agrosystems (13.7%) and scrublands (9.0%). We included sampling by soil layers, and across seasons and years, representing temporal and spatial within-site variation in springtail communities. We also provided data use and sharing guidelines and R code to facilitate the use of the database by other researchers. This data paper describes a static version of the database at the publication date, but the database will be further expanded to include underrepresented regions and linked with trait data.</p