On propagation failure in 1 and 2 dimensional excitable media

We present a non-perturbative technique to study pulse dynamics in excitable media. The method is used to study propagation failure in one-dimensional and two-dimensional excitable media. In one-dimensional media we describe the behaviour of pulses and wave trains near the saddle node bifurcation, where propagation fails. The generalization of our method to two dimensions captures the point where a broken front (or finger) starts to retract. We obtain approximate expressions for the pulse shape, pulse velocity and scaling behavior. The results are compared with numerical simulations and show good agreement.Comment: accepted for publication in Chao

Comamonas testosteroni strain TI as a potential base for a microbial sensor detecting surfactants

Strain Comamonas testosteroni TI, capable of degrading the nonionic surfactant (NIS) nonylphenolethoxylate (OP-10), was used for constructing a pilot cellular biosensor. The lower NIS detection limit for the biosensor was 0.25 mg/l. We studied the substrate specificity of the biosensor with respect to a wide range of organic compounds: surfactants, polyaromatic compounds (PAC), carbohydrates, alcohols, etc. It was shown that the biosensor based on Comamonas testosteroni TI did not respond to glucose, which was an advantage over the formerly described biosensor based on Pseudomonas rathonis T. The amplitude of the sensor response remained stable for 10 days

Evaluation of substrate specificity of biosensor models based on strains degrading polycyclic aromatic compounds

Models of microbial biosensors based on 11 strains of degraders of surface-active substances (SASS) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were studied. Substrate specificity, sensitivity, and stability of biosensor models were comparatively evaluated

ДІАГНОСТИКА ХРОНІЧНОГО ПАНКРЕАТИТУ І ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПОРУШЕНЬ ПІДШЛУНКОВОЇ ЗАЛОЗИ ПРИ СУПУТНІХ ЗАХВОРЮВАННЯХ ДВАНАДЦЯТИПАЛОЇ КИШКИ

The paper presents the results of the investigation of the tonic and functional activity of the pancreas in the inter-digestive period (IDP) in patients with chronic pancreatitis (CP) with concomitant duodenal pathology (CDP).The aim. To determine the condition of the prostate in IDP in patients with HP in cases of CDP with the use of the method of polymorphism and ultrasonography in the monitoring mode.Results. A study using this technique showed that the size and echostructure of the prostate is not constant in patients, as in healthy patients. They vary depending on the phases of the IDP duodenum. In healthy glands, there is the greatest in the ІІ-th phase of irregular motor, lasting (56.8 ± 4.1) minutes, and in the ІІІ-th phase of rhythmic contractions, lasting (7.6 ± 0.8) minutes - it is the lowest, and its echost structure, at the same time, it increases. The fluctuations in the size of the pancreas relative to the IDP phases, on average, are: in the head region (3.0 ± 0.1) mm, in the body region - (6.0 ± 0.4) mm and in the tail region - (7.0 ± 0.2) mm. In patients with CP, fluctuations in the size and echostructure of the gland depend on the severity and duration of the underlying disease, as well as the type of concomitant dyskinesia of the duodenum. When gptomotor dyskinesia, characteristic of AD and chronic disturbance of duodenal patency, we did not observe pronounced dynamics in changes in the size of the gland and echostructure (P <0.05). In patients with CD and hypermotor dyskinesia of the duodenum, a decrease in the size of the pancreas and an increase in its echostructure in the ІІІ and in the ІІІth phase of motility (Р <0,05) is revealed. In patients with HP, especially with severe course and duration of the disease, more than 15 years, changes in size and ehostruktury in accordance with the phases of IDP - was not detected (P <0.05). The data of ultrasonography of the prostate in the dynamics in these patients corresponded to the form and stage of СP.The use of this technique in our study allowed only 29.0% of the examined patients to identify CP, confirming its presence with clinical, laboratory instrumental studies, in the remaining 71.0% sent to a clinic with a diagnosis of СP, changes from the prostate are considered functional, secondary, clinically relevant hypo- or hypermotor dyskinesia duodenum.Conclusions:      1. Indicators of the phase tonic activity of the prostate in IDP - are important criteria in the differential diagnosis of organic lesions, in particular in СP, and its functional state, corresponding to motor phases and the type of dyskinesia of the duodenum.2. To obtain objective information about the condition of the pancreas in ultrasound, it is necessary to take into account the duration of IDP (in nonsensical 90 minutes), the phase changes in the size and echostructure of the gland and to conduct the study three times with an interval of at least 30 minutes.В работе представлены результаты исследования тонической и функциональной активности поджелудочной железы (ПЖ) в межпищеварительный период (МПП) у больных хроническим панкреатитом (ХП) при сопутствующей патологии двенадцатиперстной кишки (ДПК). Цель – определить состояние ПЖ в МПП у больных ХП при заболеваниях ДПК с использованием метода полиметрии и ультрасонографии в режиме мониторинга. Результаты. Исследование по указанной методике показало, что размеры и эхоструктура ПЖ не постоянны как у больных, так и у здоровых. Они изменяются в зависимости от фаз МПП ДПК. У здоровых железа бывает наибольшей во ІІ фазу нерегулярной моторики, длящуюся (56,8±4,1) минут, а в ІІІ фазу ритмических сокращений, длящуюся (7,6±0,8) минут – она бывает наименшей, а эхоструктура ее при этом повышается. Колебания размеров ПЖ относительно фаз МПМ в среднем составляют: в области головки – (3,0±0,1) мм, в области тела – (6,0±0,4) мм и в области хвоста – (7,0±0,2) мм. У больных ХП колебания размеров и ехоструктуры железы зависят от тяжести и длительности основного заболевания, а также от типа сопутствующей дискинезии ДПК. При гтпомоторной дискинезии, характерной для АД и ХНДП, выраженной динамики в изменениях размеров железы и эхоструктуры мы не наблюдали (Р<0,05). У больных ХД и гипермоторной дискинезией ДПК виявлено уменьшение размеров ПЖ и повышение ее эхоструктуры во ІІ и в ІІІ фазы моторики (Р<0,05). У больных же ХП, особенно при тяжелом течении и длительности заболевания более 15 лет, изменений размеров и эхоструктуры в соответствии с фазами МПМ не выявилось (Р<0,05). Данные ультрасонографии ПЖ в динамике у этих больных соответствовали форме и стадии ХП.Использование указанной методики в нашем исследовании позволило лишь у 29,0 % обследованых больных выявить ХП, подтвердив его наличие клиническими, лабораторними инструментальными исследованиями, у остальных 71,0 %, направленных в клинику с диагнозом ХП, изменения со стороны ПЖ рассматривать как функциональные, вторичные, клинически соответствующие гипо- или гипермоторной дискинезии ДПК.Выводы. 1. Показатели фазной тонической активности ПЖ в МПП – являються важными критериями в дифференцальной диагностике органических поражений, в частности при ХП, и функционального ее состояния, соответствующего фазам моторики и типу дискинезии ДПК.2. Для получения объективной информации о состоянии ПЖ при УЗИ необходимо учитывать длительность МПП (в среднем 90 минут), фазные изменения размеров и эхоструктуры железы и проводить исследование трижды с интервалом минимум 30 минут. В роботі представлені результати дослідження тонічної і функціональної активності підшлункової залози (ПЗ) в міжтравний період (МТП) у хворих на хронічний панкреатит (ХП) при супутній патології дванадцятипалої кишки (ДПК).Мета – визначити стан підшлункової залози в МТП у хворих на ХП при захворюваннях ДПК з використанням методу поліметрії і ультрасонографії в режимі моніторингу. Результати. Дослідження за вказаною методикою показало, що розміри і ехоструктура ПЗ непостійні як у хворих, так і у здорових осіб. Вони змінюються залежно від фаз МТМ ДПК. У здорових залоза буває найбільшою в ІІ фазу нерегулярної моторики, що триває (56,8±4,1) хвилин, в ІІІ фазу – ритмічних скорочень, що триває (7,6±0,8) хвилин, вона буває найменшою, а ехоструктура її підсилюється. Коливання розмірів ПЗ при цьому складають: в ділянці головки – (3,0±0,1) мм, в області тіла – 6,0±0,4 мм і в області хвоста – 7,0±0,2 мм. У хворих на ХП коливання змін розмірів і ехоструктури залози залежать від тяжкості та тривалості основного захворювання, а також від типу супутньої дискінезії ДПК. При гіпомоторній дискінезії, характерній для АД і ХПДП, вираженої динаміки в змінах розмірів та ехоструктури залози ми не спостерігали (Р<0,05). У хворих на ХД з гіпермоторним типом дискінезії ДПК виявлено зменшення розмірів ПЗ і підсилення її ехоструктури в ІІ і ІІІ фази моторики (Р<0,05). У хворих на ХП, особливо при тяжкому перебігу захворювання і тривалості захворювання більше 15 років, коливання змін розмірів і ехоструктури ПЗ за фазами МТМ не виявилось (Р<0,05). Дані ультрасонографії ПЗ у динаміці відповідали формі й стадії ХП.Використання в дослідженні зазначеної методики дозволило виявити ХП лише у 29 % обстежених, підтвердивши його наявність клінічними, інструментальними і лабораторними методами; у інших 71,0 % обстежених, які в поліклініці при направленні в клініку класифікувалися як хворі на «хронічний панкреатит», зміни з боку ПЗ розглядати як функціональні, вторинні, клінічно відповідні гіпо- або гіпермоторній дискінезії ДПК.Висновки. 1. Показники фазної тонічної активності ПЗ в МТП є важливими критеріями в диференціальній діагностиці органічних уражень ПЗ, зокрема при ХП, і функціонального її стану, відповідно фазам моторики і типу дискінезії ДПК.2. Для одержання об’єктивної інформації про стан підшлункової залози при ультрасонографії слід враховувати тривалість МТП (в середньому 90 хвилин), фазні зміни розмірів і ехоструктури ПЗ, та проводити дослідження тричі з інтервалом не менше 30 хвилин

Biosensor Monitoring of Microbial Treatment of Wastewater from Nonylphenol Polyethoxylates under Flow-through Conditions

Biodegradation of nonylphenol polyethoxylates (NPEO) has been studied in laboratory column bioreactors with a polyethylene carrier on which destructor bacteria of Pseudomonas surface-active compounds were immobilized. To monitor the efficiency of microbial treatment of model wastewater, a biosensor based on the oxygen Clark electrode and destructor bacteria of NPEO from bioreactors was designed. The designed biosensor allowed us to detect the content of polyethylene glycol monoalkyl phenyl ether on the basis of polymer distillate (OP-10), which is a commercial NPEO preparation, in samples in the range of 1-200 mg/l. Operation of the biosensor was stable within 7 days with the standard deviation of 1.35 mg/l for 20 consecutive measurements of OP-10 concentration, which was 20 mg/l (7%)

Microbial Biosensors for Rapid Determination of Biochemical Oxygen Demand: Approaches, Tendencies and Development Prospects

One of the main indices of the quality of water is the biochemical oxygen demand (BOD). A little over 40 years have passed since the practical application of the first microbial sensor for the determination of BOD, presented by the Japanese professor Isao Karube. This time span has brought new knowledge to and practical developments in the use of a wide range of microbial cells based on BOD biosensors. At present, this field of biotechnology is becoming an independent discipline. The traditional BOD analysis (BOD5) has not changed over many years; it takes no less than 5 days to carry out. Microbial biosensors can be used as an alternative technique for assessing the BOD attract attention because they can reduce hundredfold the time required to measure it. The review examines the experience of the creation and practical application of BOD biosensors accumulated by the international community. Special attention is paid to the use of multiple cell immobilization methods, signal registration techniques, mediators and cell consortia contained in the bioreceptor. We consider the use of nanomaterials in the modification of analytical devices developed for BOD evaluation and discuss the prospects of developing new practically important biosensor models

Determination of ethanol in acetic acid-containing samples by a biosensor based on immobilized Gluconobacter cells

Reshetilov AN, Kitova AE, Arkhipova AV, Kratasyuk VA, Rai MK. 2012. Determination of ethanol in acetic acid containing samples by a biosensor based on immobilized Gluconobacter cells. Nusantara Bioscience 4: 97-100. A biosensor based on Gluconobacter oxydans VKM B-1280 bacteria was used for detection of ethanol in the presence of acetic acid. It was assumed that this assay could be useful for controlling acetic acid production from ethanol and determining the final stage of the fermentation process. Measurements were made using a Clark electrode-based amperometric biosensor. The effect of pH of the medium on the sensor signal and the analytical parameters of the sensor (detection range, sensitivity) were investigated. The residual content of ethanol in acetic acid samples was analyzed. The results of the study are important for monitoring the acetic acid production process, as they represent a method of tracking its stage