Colorimetric biomimetic sensor systems based on molecularly imprinted polymer membranes for highly-selective detection of phenol in environmental samples

Aim. Development of an easy-to-use colorimetric sensor system for fast and accurate detection of phenol in envi- ronmental samples. Methods. Technique of molecular imprinting, method of in situ polymerization of molecularly imprinted polymer membranes. Results. The proposed sensor is based on free-standing molecularly imprinted polymer (MIP) membranes, synthesized by in situ polymerization, and having in their structure artificial binding sites capable of selective phenol recognition. The quantitative detection of phenol, selectively adsorbed by the MIP membranes, is based on its reaction with 4-aminoantipyrine, which gives a pink-colored product. The intensity of staining of the MIP membrane is proportional to phenol concentration in the analyzed sample. Phenol can be detected within the range 50 nM–10 mM with limit of detection 50 nM, which corresponds to the concentrations that have to be detected in natural and waste waters in accordance with environmental protection standards. Stability of the MIP-membrane-based sensors was assessed during 12 months storage at room temperature. Conclusions. The sensor system provides highly-selective and sensitive detection of phenol in both mo- del and real (drinking, natural, and waste) water samples. As compared to traditional methods of phenol detection, the proposed system is characterized by simplicity of operation and can be used in non-laboratory conditions.Мета. Розробка простих у використанні колориметричних сенсорних систем для швидкого і точного визначення фенолу у зразках із довкілля. Методи. Метод молекулярного імпринтингу, метод полімеризації in situ молекулярно імпринтованих полімерних (МІП) мембран. Результати. Запропонований сенсор створено на основі МІП мембран, синтезованих методом полімеризації in situ, які мають у своїй структурі штучні рецепторні сайти зв’язування фенолу. Кількісне визначення фенолу, селективно адсорбованого МІП мембранами, грунтується на детекції забарвленого у малиновий колір продукту його реакції з 4-аміноантипірином. Інтенсивність забарвлення МІП мембран є пропорційною концентрації фенолу в аналізованому зразку. Фенол детектується у діапазоні 50 нМ–10 мМ, що відповідає концентраціям, які необхідно виявляти у природних і стічних водах. Стабільність сенсорних систем на основі МІП мембран становить12 місяців за кімнатної температури. Висновки. Сенсорні системи забезпечують високоселективний і чутливий аналіз фенолу як у модельних, так і реальних зразках (питна, природна, стічна вода). Порівняно до традиційних методів визначення фенолу пропонована система є простою у використанні та може бути застосована за польових умов.Цель. Разработка простых в использовании колориметрических сенсорных систем для быстрого и точного определения фенола в образцах из окружающей среды. Методы. Метод молекулярного импринтинга, метод полимеризации in situ молекулярно импринтированных полимерных (МИП) мембран. Результаты. Предложенный сенсор создан на основе МИП мембран, синтезированных методом полимеризации in situ, имеющих в своей структуре синтетические рецепторные сайты связывания фенола. Количественное определение фенола, селективно адсорбированного МИП мембранами, основано на детекции окрашенного в малиновый цвет продукта его реакции с 4-аминоантипирином. Интенсивность окрашивания МИП мембран пропорциональна концентрации фенола в анализируемом образце. Фенол можно детектировать в пределах 50 нМ–10 мМ, что соответствует концентрациям, которые необходимо выявлять в природных и сточных водах. Стабильность сенсорных систем на основе МИП мембран составляет 12 месяцев при комнатной температуре. Выводы. Сенсорные системы обеспечивают высокоселективный и чувствительный анализ фенола как в модельных, так и реальных образцах (питьевая, природная и сточная вода). По сравнению с традиционными методами определения фенола предложенная система проста в использовании и может применяться в полевых условиях

Biosensors based on conductometric detection

The present paper is a self-review on the development of about 20 conductometric biosensors based on planar electrodes and containing different biological material (enzymes, cells, antibodies), bio-mimics or synthetic membranes, including Imprinting polymers, as a sensitive element. Highly specific, sensitive, simple, fast and cheap determination of different analytes makes them promising for needs of medicine, biotechnology, environmental control, agriculture and food industry. Non-specific interference of back-ground ions may be overcome by the differential mode of measurement, the usage of rather concentrated sample buffer and additional negatively or positively charged membranes, which decrease buffer capacity influence and extend a dynamic range of sensors response. For development of easy-to-use small conductometric immunosensors several approaches seem to be promising: i) the usage of polyaniline as electroconductive label for antibodies detection in competitive electroimmunoassay; ii) the elaboration of multilayer structures with phtalocyanine films; iii) the usage of acrylic copolymeric membranes. The advantages and disadvantages of conductometric biosensors created are discussed. For future commercialisation our effort are aimed to unite a thin-film technology with membranes deposition and to find the ways of membrane stabilisation, including bio-mimics creation, utilisation of bioaffinity polymeric membranes, imprinting polymers etc.Огляд присвячено аналізу власних робіт з розробки близько 20 кондуктометричних біосенсорів на основі планарних електродів та різноманітного біологічного матеріалу (ферменти, клітини, антитіла), синтетичних мембран як чутливих елементів. Висока селективність, чутливість, низька ціна, простота та експресність визначення різноманітних речовин роблять біосенсори необхідними для потреб медицини, біотехнологїі, екологи, сільського господарства та харчової промисловості. При аналізі реальних зразків неспецифічний вплив фонових електролітів можна суттєво зменшити завдяки використанню диференційного режиму вимірювань, більш концентрованих буферних розчинів, а також додаткових негативно чи позитивно заряджених мембран, які запобігають впливові буферної ємності та іонної сили розчинів і розширюють динамічний діапазон роботи сенсорів. Для створення мініатюрних імуносенсорів було запропоновано такі підходи: а) використання поліаніліну як електропровідної мітки при виз наче пні антитіл у конкурентному імуноаналізі: б) створення багатошарових структур з плівками фталоціаніну; в) використання акрилових сополімерних мембран. Обговорено переваги та недоліки розроблених кондуктометричних біосенсорів. Подальша комерціалізація таких приладів пов'язана з пошуком шляхів стабілізації чутливих мембран та суміщення тонкоплівкових технологій з нанесенням мембран у єдиному технологічному циклі.Обзор посвящен анализу собственных работ по разработке около 20 кондуктометрических биосенсоров на. основе планарных электродов и различного биологического материала, (ферменты, клетки, антитела) и синтетических мембран о качестве чувствительных элементов. Высокая селективность, чувствительность, дешевизна, простота и быстрота определения различных веществ делают биосенсоры необходимыми в медицине, биотехнологии, экологии, сельском хозяйстве и пищевой промышленности. При анализе реальных образцов неспецифическое влияние фоновых электролитов можно устранить благодаря использованию дифференциального режима измерений, более концентрированных буферных растворов, а также дополнительных отрицательно или положительно заряженных мембран, уменьшающих влияние буферной емкости и ионной силы растворов и расширяющих динамический диапазон работы сенсоров. Для создания миниатюрных иммуносенсоров предложены следующие подходы: а) использование полианилина как электропроводящей метки при определении антител в конкурентном иммуноанализе; б) создание многослойных структур с пленками на основе фталоцианина; в) использование акриловых со полимерных мембран. Обсуждены преимущества и недостатки разработанных кондуктометрических биосенсоров. Дальнейшая коммерциализация, таких приборов связана с поиском путей стабилизации чувствительных мембран и совмещения, тонкопленочной технологии с нанесением мембран в едином технологическом цикле

Системная воспалительная реакция как фактор прогноза при раке молочной железы. Часть II. Гематологические маркеры воспаления

Chronic inflammation is one of the recognized factors contributing to the onset and progression of malignant neoplasms. At the systemic level, a chronic inflammatory process is accompanied by an increased levels of inflammatory mediators and a change in hematological parameters of peripheral blood. According to numerous clinical studies, the change in the ratio of blood cell populations in cancer patients is an independent prognostic factor in malignant tumors of various localizations. This review is devoted to hematological parameters of the systemic inflammatory response (SIR) in breast cancer (BC). The review presents the characteristics of blood cells used for calculations of hematological indices (neutrophils, lymphocytes, monocytes, platelets); approaches for assessing SIR using these indices (NLR, PLR, LMR, etc.); comparative analysis of data on the association of the hematological indices with the clinical and morphological features of BC, patient survival and tumor response to chemotherapy. The data indicating the benefit of SIR hematological markers investigation during monitoring after treatment are summarized. Complex algorithms, including clinical, morphological and hematological factors, which are proposed to improve the quality of prognosis assessment, are considered. The information accumulated to date suggests that hematological indices reflecting SIR activity in BC patients can serve as additional independent prognostic factors. The development of the prognostic algorithms that are informative for certain clinical groups of BC patients is a promising area of research.Хроническое воспаление один из признанных факторов, способствующих возникновению и прогрессии злокачественных новообразований. На системном уровне хронический воспалительный процесс сопровождается изменением содержания в крови медиаторов воспаления и гематологических показателей периферической крови. Соотношение количества определенных популяций клеток крови у онкологических больных, по данным многочисленных клинических исследований, является независимым фактором прогноза при злокачественных опухолях различных локализаций. Настоящий обзор посвящен гематологическим показателям системной воспалительной реакции (СВР) при раке молочной железы (РМЖ). В статье описаны свойства клеток периферической крови (нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, тромбоцитов), определяющие их связь с развитием онкологической патологии, и способы оценки выраженности СВР с использованием гематологических показателей (индексы NLR, PLR, LMR и др.). Представлен сравнительный анализ данных о взаимосвязи этих показателей с клинико-морфологическими особенностями РМЖ, выживаемостью больных и ответом опухоли на химиотерапию. Рассмотрены комбинированные алгоритмы, включающие клинико-морфологические факторы и гематологические индексы, которые предлагаются для повышения качества прогностической оценки. Накопленные на сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что гематологические индексы, отражающие активность СВР у больных РМЖ, могут служить дополнительными независимыми факторами прогноза заболевания. Разработка прогностических алгоритмов, информативных для определенных клинических групп больных РМЖ, является перспективным направлением исследований

Системная воспалительная реакция как фактор прогноза при раке молочной железы. Часть I. Опухоль-промотирующее воспаление. Сывороточные маркеры воспаления

Chronic inflammation caused by exposure to external or internal factors increases the risk of developing malignancies and promotes tumor progression due to the influence on the key elements of carcinogenic mechanisms. At the system level signs of a chronic inflammation are manifested by an increase of inflammatory mediators and acute phase proteins levels in the blood, a change in the ratio of circulating leukocyte populations, and disturbances in the hemostasis system. This review is devoted to serum and hematological parameters of the systemic inflammatory response (SIR) in breast cancer (BC). The first part of the review outlines general concept about the role of inflammatory factors in the development of malignant tumors. It provides information on the most well studied serum inflammatory markers in breast cancer: cytokines, including interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8), tumor necrosis factor-alpha (TNF-), as well as C-reactive protein (CRP). The main properties of these polypeptides, which link them with tumor-promoting inflammation, are considered. An analysis of the data on the clinical significance of the serum level of cytokines and CRP in breast cancer accumulated to date is presented. Correlations of the elevated levels of the serum inflammatory markers with clinical and morphological characteristics of the disease, tumor response to chemotherapy, overall and relapse-free survival of patients indicate the feasibility of in-depth investigation of the issue for the purpose of the practical application of the systemic inflammatory markers as predictive and prognostic indicators in BC.Хроническое воспаление, вызванное воздействием внешних или внутренних факторов, увеличивает риск развития злокачественных новообразований и способствует опухолевой прогрессии, оказывая промотирующее действие на ведущие патогенетические звенья канцерогенеза. Признаки хронического воспалительного процесса на системном уровне проявляются увеличением в крови содержания медиаторов воспаления и белков острой фазы, изменением соотношения популяций циркулирующих лейкоцитов, нарушениями со стороны системы гемостаза. Настоящий обзор посвящен исследованиям сывороточных и гематологических показателей системной воспалительной реакции (СВР) при раке молочной железы (РМЖ). В первой части обзора изложены общие представления о роли факторов хронического воспаления в развитии злокачественных опухолей. Представлены сведения о наиболее хорошо изученных при РМЖ сывороточных маркерах воспаления: цитокинах интерлейкине-6 (ИЛ-6), интерлейкине-8 (ИЛ-8), факторе некроза опухолей-альфа (ФНО-), а также С-реактивном белке (СРБ). Рассматриваются основные свойства этих полипептидов, связывающие их с механизмами опухоль-промотирующего воспаления. Приводится анализ накопленных на сегодняшний день данных о клинической значимости сывороточного уровня цитокинов и СРБ при РМЖ. Наблюдаемые корреляции выраженности системного воспалительного ответа с клинико-морфологическими характеристиками заболевания, частотой ответа на химиотерапию, общей и безрецидивной выживаемостью свидетельствуют о целесообразности углубленных исследований системных маркеров воспаления при РМЖ с целью их практического использования как дополнительных предиктивных и прогностических показателей

SCIENTIFIC SUBSTANTIATION OF THE CONCEPTION OF CONTINUOUS ECONOMIC EDUCATION DEVELOPMENT

The Conception of continuous economic education development developed by us is based on the idea of continuous education, in which economic education is considered as an important structural element in the conditions of the new Russian developing economy. As a result of Russia's transition to a market economy, there is an urgent need for economic training of specialists who successfully work in the new socio-economic conditions, quickly and adequately responding to the changing market conditions. Economic education is aimed at the formation of economic competencies (key, professional and additional), and economic training is carried out in order to: the formation of economic thinking; development of business qualities of an economically educated person; accumulation of knowledge in the field of economy, management, taxation. In the conditions of market type economy professional education is focused on formation of the competitive, demanded in the labor market specialist possessing necessary economic competences which are formed in the course of economic training and economic education including knowledge of the objective economic laws and categories system; formation of economic competences and their realization in economic behavior; development of business qualities of the economically educated person; accumulation of knowledge in the field of economy, management, and taxation. The analysis of the classifications of competencies on various grounds allowed us to develop a structure of economic competence of students, including key, professional, and additional economic competences. The Conception of continuous economic education development developed by us takes into account the idea of continuing education, in which continuing economic education becomes an important structural element of vocational education in the conditions of the new Russian developing economy

The development of the higher education services market as a priority direction of the professional school modernization

Introduction. The quality of professional education is a complex multi-level and dynamic system of qualities oriented on preparing a graduate who is in demand in the labor market. Research Methodology. The article's authors share P.F. Drucker's point of view, who believed that a system management should go in accordance with the plurality of its goals, and the efficiency of this process is measured, alongside with other factors, by the balance of the organizational goals. Research Results. The educational system of higher school is a kind of social economical system functioning on the scale of: micro-level (an educational institution); meso-level (a regional educational system); national level (the educational system of the Russian Federation); world level (global educational space). Discussion. In the Russian Federation, state control over statutory compliance in the higher school rests with the federal center and strictly follows timeframes. However, control and estimating procedures are neither comprehensive nor free from drawbacks. Besides, the process of state control over the education quality depends on a number of factors. Conclusion. Lack of due attention to the problems of education quality can lead to certain disproportions in the education services market. © 2018

Clinical significanse of prostate-specific antigen in breast cancer patients

Background. Prostate-specific antigen (PSA) is predominantly produced by prostate epithelium, however, other tissues can serve as its minor sources in both men and women, including breast tissue. In women, elevated serum PSA levels have been described in different physiological and pathological conditions, including benign breast diseases and breast cancer (BC). PSA is considered as a potential serum tumor marker for BC, but evidences of its possible clinical significance are insufficiently convincing. Aim of the study: investigation of PSA levels in female BC patients and assessment of perspectives of its study as a diagnostic tool for early detection of BC. Material and methods. Serum PSA levels were measured by chemiluminescence immunoassay (ARCHITECT, Abbott) in 99 female patients with histologically confirmed BC (carcinoma in situ - 11, stage I - 56, stage IIA - 32) and 25 conditionally healthy female donors. Results. In the donor group, serum PSA was revealed in 22/25 (88,0 %) cases, and its mean level was 4.0 ± 0.9 ng/l. In the group of BC patients, detectable PSA level was revealed in 68/99 (68.7 %) cases, and its mean level was 2.8 ± 0.9 ng/l. Differences between groups of BC patients and donors in mean marker values were not statistically significant (p>0,05). Serum PSA levels were higher in young women: in the group of BC patients under 40 years old, percentage of PSA -positive cases was 89 %, in the group of patients over 50 years old - 60 %; in groups of donors under 40 and over 50 years old - 100 % and 80 %, respectively. In cases of in situ carcinoma, the mean serum PSA was higher than in cases with stages I and II (3.0 ± 1.2 ng/l vs 1.9 ± 0.3 ng/l and 1.6 ± 0.3 ng/l, respectively; p>0,05). In the group of BC patients, no PSA levels were found to be dependent on the histological type, grade and molecular subtype of the tumor. Conclusion. The PSA level has no clinical significance in early stages of BC, since the proportion of cases with elevated PSA levels and it’s mean value in patients with early stages of BC don’t differ from those in the group of healthy women. © 2020, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences. All rights reserved

O нормировании уровня KIM-1 на содержание креатинина в моче у больных почечно-клеточным раком [On normalizing of urinary KIM-1 level to urine creatinine in patients with renal cell cancer]

KIM-1 (kidney injury molecule 1), a marker of acute kidney injury, is produced by epithelial cells of renal proximal tubules. Elevated KIM-1 levels in urine and plasma are associated with renal cell carcinoma (RCC). The aim of this study was to compare the significance of non-normalized uKIM-1 values and those normalized to urine creatinine, as urinary biomarkers in RCC. The uKIM-1, urine creatinine and their ratio (uKIM-1/Cre) were studied in 118 RCC patients and 58 apparently healthy subjects. The median of uKIM-1 in the healthy group was 0.71 ng/ml (1st and 3rd quartiles were 0.35 and 1.23, respectively) and in RCC patients it was 2.36 (1.43; 5.93) ng/ml. The medians of uKIM-1/Cre were 0.77 (0.49; 1.18) and 2.42 (1.41; 4.61) ng/mgCre, respectively. Stage I RCC is statistically significantly different from stages II-III and stage IV using uKIM-1/Cre values (p = 0.0056 and p = 0.0012, respectively); using uKIM-1 values significant differences occur only when comparing stages I and IV (p = 0.015). In both healthy individuals and RCC patients, uKIM-1/Cre levels were slightly lower in subgroups younger than 50 years than in subgroups older than 50 years, whereas a similar trend was observed for uKIM-1 only in patients. In healthy men and male patients, uKIM-1 levels were higher than in the corresponding groups of women (the differences were not statistically significant), but the use of uKIM-1/Cre values eliminated the gender differences. A high correlation was found between the concentrations of uKIM-1 and urine creatinine in three healthy subjects followed up for 3 weeks (Spearman's correlation coefficients were 0.758, 0.825 and 0.933, respectively). The data obtained are clear evidence of the need for normalization uKIM-1 to urine creatinine in RCC patients

The development of the higher education services market as a priority direction of the professional school modernization

Introduction. The quality of professional education is a complex multi-level and dynamic system of qualities oriented on preparing a graduate who is in demand in the labor market. Research Methodology. The article's authors share P.F. Drucker's point of view, who believed that a system management should go in accordance with the plurality of its goals, and the efficiency of this process is measured, alongside with other factors, by the balance of the organizational goals. Research Results. The educational system of higher school is a kind of social economical system functioning on the scale of: micro-level (an educational institution); meso-level (a regional educational system); national level (the educational system of the Russian Federation); world level (global educational space). Discussion. In the Russian Federation, state control over statutory compliance in the higher school rests with the federal center and strictly follows timeframes. However, control and estimating procedures are neither comprehensive nor free from drawbacks. Besides, the process of state control over the education quality depends on a number of factors. Conclusion. Lack of due attention to the problems of education quality can lead to certain disproportions in the education services market. © 2018

DESIGN CULTURE OF R&D PROJECT SPECIALIST IN THE LIGHT INDUSTRY

A fashion designer (FD) is a person who plays a key role in creating new variants of clothing, shoes, hats and other things of this kind (including accessories). The professional patterns proposed by this worker determine the fit, the potential demand and other important characteristics of the product. Previously, the designer was a specialist who combined a number of professional functions: he/she was responsible for the choice of fabric, the style, the cutting and the sewing. However, in the future many tasks were distributed among other employees: designer, cutter and tailor. Therefore, the FD's functions have significantly decreased. Currently his/her duties include studying fashion trends, formulating fresh ideas and creating sketches. The technologist processes fabrics, modernizes the production process and improves the tailoring technique. The constructor deals with drawings, i.e. is involved in both technical and artistic aspects of the activity. As a rule, these specialists work together in a team, making a common contribution to the creation of new collections. As for the FD, in most cases he/she is engaged in a ready-made sketch developed by the constructor. In other words, the former is obliged to realize the latter's creative idea, turn it into a tangible and visible object with the lowest material and technical costs. The FD decides which fabric should be used for a particular model, deals with patterns and templates, provides various approaches to the implementation of the original plan. Thus, we are talking about activities of technical nature with an element of creativity, which requires special education and specific professional skills