A Process for Co-Designing Educational Technology Systems for Refugee Children

There is a growing interest in the potential for technology to facilitate emergency education of refugee children. However, designing in this space requires knowledge of the displaced population and the contextual dynamics surrounding it. Design should therefore be informed by both existing research across relevant disciplines, and from the practical experience of those who are on the ground facing the problem in real life. This paper describes a process for designing appropriate technology for these settings. The process draws on literature from emergency education, student engagement and motivation, educational technology, and participatory design. We emphasise a thorough understanding of the problem definition, the nature of the emergency, and of socio-cultural aspects that can inform the design process. We describe how this process was implemented leading to the design of a digital learning space for children living in a refugee camp in Greece. This drew on involving different groups of participants such as social-workers, parents, and children

Magnetic phase separation in ordered alloys

We present a lattice model to study the equilibrium phase diagram of ordered alloys with one magnetic component that exhibits a low temperature phase separation between paramagnetic and ferromagnetic phases. The model is constructed from the experimental facts observed in Cu$_{3-x}$AlMn$_{x}$ and it includes coupling between configurational and magnetic degrees of freedom which are appropriated for reproducing the low temperature miscibility gap. The essential ingredient for the occurrence of such a coexistence region is the development of ferromagnetic order induced by the long-range atomic order of the magnetic component. A comparative study of both mean-field and Monte Carlo solutions is presented. Moreover, the model may enable the study of the structure of the ferromagnetic domains embedded in the non-magnetic matrix. This is relevant in relation to phenomena such as magnetoresistance and paramagnetism.Comment: 12 pages, 11 figures, accepted in Phys. Rev.

Стан метаболічних показників крові білих щурів за субхронічного перорального надходження наночастинок ортованадату гадолінію на фоні кормового стресу

The prohibition of using antibiotics with growth-stimulating properties in the European Union led to the search for new, safer, more effective, and cheaper feed additives. One of these substances was rare earth elements (REE, atomic numbers 57–71) due to their low toxicity and protective and antioxidant properties. At the same time, higher efficiency of organic forms of REE was noted. Thanks to this, it is possible to assume their even more pronounced effect in nano-sized form as feed additives and the need to conduct research in this direction. Therefore, this work aims to study the metabolic parameters of the blood in rats under long-term oral administration of nanoparticles of one of the representatives of rare earth elements – gadolinium orthovanadate (NP GdVO4:Eu3+) under food stress. Experimental samples of gadolinium orthovanadate nanoparticles activated by Europium (spindle-shaped geometry; size 8×25 nm; initial concentration 1.0 g/dm3) were used in work. Experimental studies on rats were carried out based on the vivarium of the NSC “IEKVM”. The object of research was 140 mature male Wistar rats with an initial weight of 180–200 g. Four groups of animals, 35 rats each, were formed according to the principle of analogs. During the experiment, animals of the control group received drinking water without additives; rats of the І experimental group were given a solution of NP GdVO4:Eu3+ at a dose of 0.2 mg/dm3 (≈ 0.03 mg/kg of body weight); II research group – at a dose of 1.0 mg/dm3 (≈ 0.15 mg/kg of body weight) and rats of III research group – at a dose of 2.0 mg/dm3 (≈ 0.30 mg/kg of body weight). Drinking was carried out for 56 days, then it was completed, and the rats were observed for another 14 days. A nutritionally unbalanced diet was used as a stress factor. Taking into account the results of biochemical studies, the adaptogenic effect of NP GdVO4:Eu3+ in the range of doses of 0.2–1.0 mg/dm3 of drinking water (≈ 0.03–0.15 mg/kg of body weight) on the body of white rats was established under conditions of food stress with optimal duration of action – 28–42 days. Under the conditions of administration at a dose of 2.0 mg/dm3 of drinking water (≈ 0.30 mg/kg of body weight), a hepatic(cyto-)toxic effect of nanoparticles was detected, which was accompanied by an irreversible decrease in the structural indicators of lipid metabolism, the consumption of antioxidant resources and the induction of intensity processes of lipid peroxidation against the background of alanine aminotransferase hyperenzymemia.Заборона у Європейському Союзі застосування антибіотиків з ростостимулювальними властивостями спровокувала потребу пошуку нових більш безпечних, ефективних та дешевих кормових добавок. Одними з таких речовин виявилися рідкісноземельні елементи (РЗЕ, атомні номери 57–71), завдяки низькій токсичності, протекторним та антиоксидантним властивостям. При цьому виявлено вищу ефективність органічних форм РЗЕ, що дозволяє зробити припущення про ще більш виражену їх дію у нанорозмірній формі як кормових добавок і необхідність проводити дослідження в цьому напрямі. Тому метою даної роботи стало дослідження метаболічних показників крові щурів за субхронічного переорального надходження наночастинок одного з представників рідкісноземельних елементів – ортованадату гадолінію (NP GdVO4:Eu3+) на фоні кормового стресу. У роботі використовували дослідні зразки наночастинок ортованадату гадолінію, активованих Європієм (веретеноподібна геометрія; розмір 8×25 нм; вихідна концентрація 1,0 г/дм3). Експериментальні дослідження на щурах були проведені на базі віварію ННЦ “ІЕКВМ”. Як об’єкт досліджень було використано 140 статевозрілих щурів-самців лінії Wistar з початковою масою (180–200) г. За принципом аналогів було сформовано 4 групи тварин по 35 щурів у кожній. Упродовж експерименту тварини контрольної групи отримували питну воду без добавок; щурам І дослідної групи випоювали розчин NP GdVO4:Eu3+ у дозі 0,2 мг/дм3 (≈ 0,03 мг/кг маси тіла); ІІ дослідної групи – у дозі 1,0 мг/дм3 (≈ 0,15 мг/кг маси тіла) і щурам ІІІ дослідної групи – у дозі 2,0 мг/дм3 (≈ 0,30 мг/кг маси тіла). Випоювання здійснювали протягом 56 діб, потім його завершували і спостерігали за щурами ще 14 діб. Як стресовий фактор використовували незбалансований за поживними речовинами раціон. Враховуючи результати біохімічних досліджень, за умов кормового стресу установлено адаптогенну дію NP GdVO4:Eu3+ у діапазоні доз 0,2–1,0 мг/дм3 питної води (≈ 0,03 – 0,15 мг/кг маси тіла) на організм білих щурів із оптимальним терміном дії – 28–42 доби, тимчасом як за введення у дозі 2,0 мг/дм3 питної води (≈ 0,30 мг/кг маси тіла) виявлено гепато(цито-)токсичну дію наночастинок, що супроводжується незворотним зниженням структурних показників ліпідного обміну, витрачанням антиоксидантних ресурсів та індукцією інтенсивності процесів пероксидного окиснення ліпідів на фоні гіперензимемії аланінамінотрансферази

Features of physical therapy of people with endocrine system pathology

Aim:To check the effectiveness of the program of physical therapy of patients with type 1 diabetes. Materials and Methods: The study involved 30 people (25-35-year-old women) with type 1 diabetes of moderate severity of the disease in the subcompensation stage, who were at the sanatorium stage of treatment. Patients, along with following a diet and insulin therapy, were engaged in physical exercises according to the author’s program based on the Nordic Walking. Assessment of the impact of physical rehabilitation was performed on blood sugar level, heart rate, blood pressure. Results: It is established that at the end of the experiment the blood sugar level of the EG patients significantly (p≤0.05) decreased by 0.8 mmol/l (7.54%), in contrast to CG, where the difference is 0.3 mmol/l (2.75%) and is unreliable (p≥0.05). This indicates the effectiveness of the developed program of physical therapy for diabetic patients based on Nordic Walking classes in combination with traditional methods of treatment. Conclusions: Nordic Walking classes for patients with type 1 diabetes help to increase insulin sensitivity, stabilize blood pressure, reduce the risk of developing coronary heart disease, increase immunity, expand the functional capabilities of the body, improve the well-being and psychoemotional state of patients

СЦИНТИГРАФИЯ МИОКАРДА С 123I-МЕТАЙОДБЕНЗИЛГУАНИДИНОМ В ОЦЕНКЕ СИМПАТИЧЕСКОЙ ИННЕРВАЦИИ МИОКАРДА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА У БОЛЬНЫХ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА С ФИБРИЛЛЯЦИЕЙ ПРЕДСЕРДИЙ

The aim of this study was assessment of cardiac sympathetic activity in patients with atrial fibrillation by planar scintigraphy with 123I-metaIodbenzilguanidine (123I-MIBG).Material and Methods. The study included 28 (average age (57.4 ± 11.6) years) patients with suspected coronary artery disease. All patients to divide 3 groups: 13 patients (group 1) with paroxysmal AF (PAF),6 patients (group 2) with long-standing persistent AF (LSPAF) and 10 patients with no signs of AF (group 3).Planar imaging was performed to study initial (imaging started 20 minutes after MIBG injection 148 MBq 123I-MIBG) and delayed (imaging started 4 hours after 123I-MIBG injection). For the anterior planar 123I-MIBG images, regions of interest were constructed for the heart and upper mediastinum, and the heart-mediastinal ratio (HMR).Results. The delayed HMR in patients with PAF and LSPAF was significantly lower compared that in patients third group (1.59 ± 0.16, 1.54 ± 0.17 and 1.82 ± 0.11 respectively, p < 0.05). The washout rate of 123I-MIBG in patients with PAF and LSPAF was significantly highest compared that in patients with no signs of AF (33.4 ± 17.5, 29 ± 11.7 and 17.2 ± 9.6 respectively, p < 0.05). In assessment of regional sympathetic activity in patients with LSPAF defect accumulation 123I-MIBG in both the early and delayed scintigrams was significantly higher compared with groups of patients with PAF and without AF.Results of this study indicated, that the patients with atrial fibrillation has of regional LV myocardial changes, according with 123I-MIBG imaging. More sympathetic innervation abnormality was observed in patients with long-standing persistent AF.С помощью сцинтиграфии с 123I-метайодбензилгуанидином (123I-МЙБГ) оценивали состояние симпатической иннервации миокарда левого желудочка (ЛЖ) у больных с фибрилляцией предсердий (ФП).Материал и методы. В исследование были включены 28 пациентов с диагнозом «стенокардия, ишемическая болезнь сердца I–II функционального класса», из них 12 больных с пароксизмальной формой ФП (ПФП), 6 больных с длительно персистирующей формой ФП (ДПФП) и 10 пациентов без признаков ФП. По данным планарной сцинтиграфии миокарда оценивали общую симпатическую активность по соотношению «сердце/средостение» (С/Ср) и скорости вымывания индикатора. По данным эмиссионной томографии оценивали регионарную симпатическую активность.Результаты. Анализ результатов показал, что у пациентов с ПФП и ДПФП значение соотношения С/Ср как на ранних, так и на отсроченных сцинтиграммах было достоверно ниже по сравнению с аналогичным показателем у больных без признаков ФП (1,59 ± 0,16; 1,54 ± 0,17 против 1,82 ± 0,11 на ранних сцинтиграммах и 1,49 ± 0,19; 1,46 ± 0,18 против 1,83 ± 0,13 на отсроченных сцинтиграммах соответственно, p < 0,05). Также у пациентов с ПФП и ДПФП была достоверно выше скорость вымывания индикатора по сравнению с группой пациентов без ФП (33,4 ± 17,5; 29 ± 11,7 против 17,2 ± 9,6 соответственно, p < 0,05). При оценке регионарной симпатической активности у пациентов с ДПФП дефект накопления 123I-МЙБГ как на ранних, так и на отсроченных сцинтиграммах был достоверно больше по сравнению с группами больных с ПФП и без ФП.Вывод. У пациентов с ФП имеют место выраженные изменения функционального состояния симпатической нервной системы миокарда ЛЖ по сравнению с группой пациентов без ФП. Наиболее значимые нарушения регионарной симпатической активности наблюдаются у пациентов с ДПФП

Structural Heterogeneity and Quantitative FRET Efficiency Distributions of Polyprolines through a Hybrid Atomistic Simulation and Monte Carlo Approach

Förster Resonance Energy Transfer (FRET) experiments probe molecular distances via distance dependent energy transfer from an excited donor dye to an acceptor dye. Single molecule experiments not only probe average distances, but also distance distributions or even fluctuations, and thus provide a powerful tool to study biomolecular structure and dynamics. However, the measured energy transfer efficiency depends not only on the distance between the dyes, but also on their mutual orientation, which is typically inaccessible to experiments. Thus, assumptions on the orientation distributions and averages are usually made, limiting the accuracy of the distance distributions extracted from FRET experiments. Here, we demonstrate that by combining single molecule FRET experiments with the mutual dye orientation statistics obtained from Molecular Dynamics (MD) simulations, improved estimates of distances and distributions are obtained. From the simulated time-dependent mutual orientations, FRET efficiencies are calculated and the full statistics of individual photon absorption, energy transfer, and photon emission events is obtained from subsequent Monte Carlo (MC) simulations of the FRET kinetics. All recorded emission events are collected to bursts from which efficiency distributions are calculated in close resemblance to the actual FRET experiment, taking shot noise fully into account. Using polyproline chains with attached Alexa 488 and Alexa 594 dyes as a test system, we demonstrate the feasibility of this approach by direct comparison to experimental data. We identified cis-isomers and different static local environments as sources of the experimentally observed heterogeneity. Reconstructions of distance distributions from experimental data at different levels of theory demonstrate how the respective underlying assumptions and approximations affect the obtained accuracy. Our results show that dye fluctuations obtained from MD simulations, combined with MC single photon kinetics, provide a versatile tool to improve the accuracy of distance distributions that can be extracted from measured single molecule FRET efficiencies

Melanosomes in pigmented epithelia maintain eye lens transparency during zebrafish embryonic development

Altered levels of trace elements are associated with increased oxidative stress that is eventually responsible for pathologic conditions. Oxidative stress has been proposed to be involved in eye diseases, including cataract formation. We visualized the distribution of metals and other trace elements in the eye of zebrafish embryos by micro X-ray fluorescence (mu-XRF) imaging. Many elements showed highest accumulation in the retinal pigment epithelium (RPE) of the zebrafish embryo. Knockdown of the zebrafish brown locus homologues tyrp1a/b eliminated accumulation of these elements in the RPE, indicating that they are bound by mature melanosomes. Furthermore, albino (slc45a2) mutants, which completely lack melanosomes, developed abnormal lens reflections similar to the congenital cataract caused by mutation of the myosin chaperon Unc45b, and an in situ spin trapping assay revealed increased oxidative stress in the lens of albino mutants. Finally transplanting a wildtype lens into an albino mutant background resulted in cataract formation. These data suggest that melanosomes in pigment epithelial cells protect the lens from oxidative stress during embryonic development, likely by buffering trace elements.Peer reviewe

Spectroscopic studies of dye-surfactant interactions in aqueous solutions in pre- and post-micelle formation concentration ranges

The interaction between cationic dialkyloxacarbocyanine perchlorate (DlOCn) dyes with different alkyl chain length and anionic surfactant sodium dodecylsulfate (SDS) has been studied spectrophotometrically in aqueous solutions in surfactant pre- and post-micellar concentrations (CMC). In aqueous solutions of DlOC2 with SDS at SDS concentrations far before the CMC, the formation of ion-pair complexes of 1:1 composition between dye cations and surfactant anions has been revealed. Using absorption spectra of the dyes in solutions at SDS concentration above the CMC, binding constants (Kb) of the dyes to the surfactant micelles and fraction of the dyes bound to the micelles (fmic) have been calculated by means of the Benesi-Hildebrand equation. It has been shown that binding of oppositely charged dyes and surfactant micelles is controlled by both electrostatic and hydrophobic forces. However, even a small increase in the dye alkyl chain length causes an abrupt nonlinear increase of the fmic value that points to the fact that the hydrophobic interactions plays a major role in the dye to micelle incorporation.Методами оптичної спектроскопії у водних розчинах досліджено взаємодію між катіонними барвниками діалкілоксакарбоціанін-перхлоратами (ДіОКп) з різною довжиною вуглеводневих радикалів та аніонною поверхнево-активною речовиною (ПАР) додецилсульфатом натрію (НДС) в концентрації останнього нижче та вище критичної концентрації міцелоутворення (ККМ). У водних розчинах ДіОКп з НДС при концентрації НДС нижче ККМ зареєстровано утворення комплексів складу 1:1 між катіоном барвника та аніоном ПАР. 3і спектрів поглинання барвників у водних розчинах при концентрації ПАР вищій від ККМ з використанням рівняння Бенеші-Гільдебранда отримано константи зв'язування барвників з міцелами НДС (Кb) та фракції зв'язаних барвників (fmic). Показано, що зв'язування протилежно заряджених барвника та ПАР зумовлено як електростатичними, так і гідрофобними взаємодіями. Однак той факт, що навіть невелике збільшення гідрофобності барвника за рахунок збільшення довжини вуглеводневого радикалу призводить до різкого нелінійного зростання величини fmic, свідчить про те, що гідрофобні взаємодії відіграють ключову роль.Методами спектроскопии в водных растворах исследованы взаимодействия между катионными красителями диалкилоксакарбоцианин-перхлоратами (ДиОКп) с различной длинной углеводородных радикалов и анионным поверхностно-активным веществом (ПАВ) додецилсульфатом натрия (НДС), при концентрации последнего ниже и выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ). В водных растворах ДиОКп с НДС при концентрации НДС намного ниже ККМ наблюдалось образование комплексов состава 1:1 между катионом красителя и анионом ПАВ. Из спектров поглощения красителей в водных растворах при концентрации ПАВ выше КМК, с использованием уравнения Бенеши-Гильдебранда определены константы связывания красителей с мицеллами НДС (Кb) и доли связанных красителей (fmic). Показано, что связывание противоположно заряженных красителя и мицелл ПАВ определяется как электростатическими, так и гидрофобными взаимодействиями. Однако тот факт, что даже небольшое увеличение гидрофобности красителя за счет увеличения длины углеводородного радикала приводит к резкому нелинейному увеличению значения fmic, свидетельствует о том, что ключевую роль играют гидрофобные взаимодействия