Single molecule trapping and sensing using dual nanopores separated by a zeptoliter nanobridge

There is a growing realization, especially within the diagnostic and therapeutic community, that the amount of information enclosed in a single molecule can not only enable a better understanding of biophysical pathways, but also offer exceptional value for early stage biomarker detection of disease onset. To this end, numerous single molecule strategies have been proposed, and in terms of label-free routes, nanopore sensing has emerged as one of the most promising methods. However, being able to finely control molecular transport in terms of transport rate, resolution, and signal-to-noise ratio (SNR) is essential to take full advantage of the technology benefits. Here we propose a novel solution to these challenges based on a method that allows biomolecules to be individually confined into a zeptoliter nanoscale droplet bridging two adjacent nanopores (nanobridge) with a 20 nm separation. Molecules that undergo confinement in the nanobridge are slowed down by up to 3 orders of magnitude compared to conventional nanopores. This leads to a dramatic improvement in the SNR, resolution, sensitivity, and limit of detection. The strategy implemented is universal and as highlighted in this manuscript can be used for the detection of dsDNA, RNA, ssDNA, and proteins

Common mechanisms of placental dysfunction in preeclampsia, gestational diabetes, and COVID-19 in pregnant women

COVID-19 infection, preeclampsia and gestational diabetes mellitus in pregnancy cause similar changes in the placenta and influence development of the fetus between conception and birth in gestation. Proper uterine and placental vascularization is essential for normal fetal development. The transplacental exchange is regulated and maintained by the placental endothelium. During placental implantation, the trophoblast differentiates into two distinct layers, the inner cytotrophoblast and outer syncytiotrophoblast, which are key elements of the human placental barrier. Proinflammatory cytokines exacerbate ischemic events and create an upward spiral of an inflammatory reaction in the placenta. Placental pathology in gestational COVID-19 shows desquamation and damage of trophoblast and chronic histiocytic intervillositis. Similar lesions also occur in gestational diabetes mellitus and preeclampsia. The systemic inflammatory response of the mother, the increased inflammation in the placenta and cytokine production by placental trophoblasts should be monitored throughout pregnancy. Placental angiogenesis can be evaluated by serum vascular endothelial growth factor, Annexin A2, placental growth factor or sclerostin. Tissue damage can be assessed by measuring levels of serum lactate dehydrogenase and myeloperoxidase. Blood flow can be monitored with three-dimensional Doppler and pathological changes can be documented with paraffin-embedded tissue sections stained with hematoxylin and eosin, and electron microscope images as well as immunohistochemistry tests for vascular endothelial growth factor, placental growth factor, sclerostin and Annexin A2. The damage of maternal and fetal vascular perfusion (villitis and fibrin deposition) is a common mechanism of gestational diseases. The placenta lesions liberate anti-endothelial factors that lead to anti-angiogenic conditions and are the common mechanism of maternal placental vascular malperfusion in gestational diseases. Keywords: dysfunction, inflammation, pathology, placenta, pregnancy, vascularizatio

Prevalence and correlates of depressive disorders in people with Type 2 diabetes: results from the International Prevalence and Treatment of Diabetes and Depression (INTERPRET‐DD) study, a collaborative study carried out in 14 countries

Aims To assess the prevalence and management of depressive disorders in people with Type 2 diabetes in different countries. Methods People with diabetes aged 18–65 years and treated in outpatient settings were recruited in 14 countries and underwent a psychiatric interview. Participants completed the Patient Health Questionnaire and the Problem Areas in Diabetes scale. Demographic and medical record data were collected. Results A total of 2783 people with Type 2 diabetes (45.3% men, mean duration of diabetes 8.8 years) participated. Overall, 10.6% were diagnosed with current major depressive disorder and 17.0% reported moderate to severe levels of depressive symptomatology (Patient Health Questionnaire scores >9). Multivariable analyses showed that, after controlling for country, current major depressive disorder was significantly associated with gender (women) (PPPPP<0.0001). The proportion of those with either current major depressive disorder or moderate to severe levels of depressive symptomatology who had a diagnosis or any treatment for their depression recorded in their medical records was extremely low and non-existent in many countries (0–29.6%). Conclusions Our international study, the largest of this type ever undertaken, shows that people with diabetes frequently have depressive disorders and also significant levels of depressive symptoms. Our findings indicate that the identification and appropriate care for psychological and psychiatric problems is not the norm and suggest a lack of the comprehensive approach to diabetes management that is needed to improve clinical outcomes

Digital receivers for low-frequency radio telescopes UTR-2, URAN, GURT

This paper describes digital radio astronomical receivers used for decameter and meter wavelength observations. This paper describes digital radio astronomical receivers used for decameter and meter wavelength observations. Since 1998, digital receivers performing on-the-fly dynamic spectrum calculations or waveform data recording without data loss have been used at the UTR-2 radio telescope, the URAN VLBI system, and the GURT new generation radio telescope. Here we detail these receivers developed for operation in the strong interference environment that prevails in the decameter wavelength range. Data collected with these receivers allowed us to discover numerous radio astronomical objects and phenomena at low frequencies, a summary of which is also presented.Comment: 24 pages, 15 figure

Metal spinning of axially symmetric parts using proportional electro-hydraulic drive with tracking system

В роботі розглянуті методи та верстатне обладнання для виконання процесу ротаційної витяжки. Запропоновано застосувати для виконання процесу ротаційної витяжки електрогідравлічний привод зі стежною системою, що дає можливість виготовляти деталі на різних верстатах токарно-фрезерної групи включаючи верстати з ЧПК. Розроблено розрахункову схему та математичну модель електрогідравлічного приводу та проведені порівняльні дослідження його роботи зі стежною системою та без неї.В работе рассмотрены методы и станочное оборудование для выполнения процесса ротационной вытяжки. Предложено применить для выполнения процесса ротационной вытяжки электрогидравлический следящий привод, что позволяет изготавливать детали на различных станках токарно-фрезерной группы, включая станки с ЧПУ. Разработана расчетная схема и математическая модель электрогидравлического следящего привода и проведены сравнительные исследования его работы со следящей системой и без нее.The paper discusses methods and machine equipment for metal spinning process. It is proposed to apply for performing of metal spinning process electro-hydraulic drive with a tracking system that allows to produce parts by different machines such as turning, milling including CNC machines. The design scheme and a mathematical model of the electro-hydraulic drive are developed. Comparative researches of electro-hydraulic drive work with a tracking system and without it are carried out

Требования к разработке информационно-диагностического комплекса мониторинга и прогнозирования технического состояния резервуаров с горючим в условиях Антарктики

Сучасні проблеми зі збереження навколишнього середовища ставлять перед дослідниками й інженерами нові завдання, серед яких забезпечення безпечної експлуатації еколого-небезпечних об’єктів, зокрема резервуарів для зберігання пального, що знаходяться на антарктичних станціях. Це обумовлено складними кліматичними умовами, важкодоступністю та жорсткими вимогами до екологічної безпеки в Антарктиці. Таким чином, існує проблема контролю технічного стану резервуару для зберігання пального. На даний момент для її вирішення якнайкраще підходять новітні інформаційно-діагностичні комплекси. Щоб забезпечити їх надійну роботу на всіх етапах життєвого циклу необхідно визначити вимоги до таких комплексів відповідно до існуючих законів та нормативно-технічних документів. У роботах інших авторів або взагалі не встановлюються вимоги до систем діагностики, або вимоги, що були встановлені ними не відповідають складним умовам експлуатації в Антарктиці. Тому метою даної роботи є: 1) удосконалення класифікації для систем комплексного моніторингу; 2) встановлення вимог для інформаційно-діагностичних комплексів резервуарів з пальним, що експлуатуються на території Антарктики. Тому було проаналізовано та удосконалено нормативно-технічні документи щодо експлуатації резервуарів, контролю та діагностики будівель і споруд та вимог до систем моніторингу, що експлуатуються на території Антарктики. Досліджено та проаналізовано конструкцію резервуару для зберігання пального. Для моніторингу та визначення поточного технічного стану резервуару з пальним запропоновано інформаційно-діагностичний комплекс, який за своєю структурою, функціональними можливостями та характеристики відповідає встановленим вимогам.Modern environmental conservation confront scientists and engineers new challenges, including the safe operation of environmental and hazardous objects, including storage tanks located at the Antarctic stations. This is due to adverse climatic conditions, poor access and strict requirements for environmental safety in Antarctica. Thus, there is the issue of control of technical condition of the tank for fuel. At the moment, its solution is best suited information- diagnostic systems. To ensure their safe operation at all stages of the life cycle to define the requirements for such a complex in accordance with existing laws and regulations and technical documents. Other authors or no set requirements for diagnosis, or the requirements established by them do not meet the demanding conditions in Antarctica. The aim of this paper is to: 1) improve the classification of integrated monitoring, 2) establishing requirements for information-diagnostic systems with fuel tanks operated in Antarctica. Therefore be analyzed and improved regulatory and technical documents on operation of tanks, monitoring-diagnosis of buildings and structures and requirements for monitoring systems operating in Antarctica. Investigated and analyzed the design of the tank for fuel. To monitor and determine the current condition of the fuel tank offered information and diagnostic system, which by its structure, functionality and characteristics of the performance requirements.Современные проблемы сохранения окружающей среды ставят перед исследователями и инженерами новые задачи, среди которых обеспечение безопасной эксплуатации эколого-опасных объектов, в частности резервуаров для хранения топлива, находящихся на антарктических станциях. Это обусловлено сложными климатическими условиями, труднодоступностью и жесткими требованиями к экологической безопасности в Антарктике. Таким образом, существует проблема контроля технического состояния резервуара для хранения топлива. На данный момент для её решения лучше всего подходят информационно-диагностические комплексы. Чтобы обеспечить их надежную работу на всех этапах жизненного цикла необходимо определить требования к таким комплексам в соответствии с существующими законами и нормативно-техническими документами. В работах других авторов или вообще не устанавливаются требования к системам диагностики, или требования установленные ими не соответствуют сложным условиям эксплуатации в Антарктике. Поэтому целью данной работы является: 1) усовершенствование классификации для систем комплексного мониторинга, 2) установление требований для информационно-диагностических комплексов резервуаров с горючим, эксплуатируемых на территории Антарктики. Поэтому были проанализированы и усовершенствованы нормативно-технические документы по эксплуатации резервуаров, контроля и диагностики зданий и сооружений и требований к системам мониторинга, эксплуатируемых на территории Антарктики. Исследована и проанализирована конструкция резервуара для хранения топлива. Для мониторинга и определения текущего технического состояния резервуара с горючим предложено информационно-диагностический комплекс, который по своей структуре, функциональным возможностям и характеристике соответствует установленным требованиям

Моделирование воздействия ветровой нагрузки на вертикальный стальной резервуар

Поточні вимоги з безпечної експлуатації резервуарів з екологічно небезпечними речовинами (РЕНР) ставлять перед дослідниками й інженерами нові завдання, серед яких розробка ефективних методів і прийомів для безперервного контролю технічного стану РЕНР. Це особливо важливо, коли РЕНР працює в суворих кліматичних умовах, за яких є ризик виникнення надзвичайних ситуацій. У роботах інших авторів зазвичай відсутній вибір геометричних моделей та аналіз причин виникнення тріщин, тому метою даної статті є: 1) розробка геометричної моделі РЕНР та дослідження впливу елементів його конструкції на результати моделювання; 2) моделювання і визначення впливу вітрового навантаження (як одного з найсильніших зовнішніх впливів у районі Антарктики) на РЕНР. Саме тому були побудовані шість геометричних складальних одиниць резервуара, і було вивчено вплив елементів його конструкції на результати моделювання. Також було проведено порівняння результатів імітаційного моделювання та аналітичного розрахунку вітрових навантажень на резервуар. Проаналізовано взаємодію рідина-конструкція і визначені місця виникнення найбільших напружень і деформацій резервуара внаслідок вітрового навантаження. Аналіз результатів дослідження побудованих геометричних моделей дозволив обґрунтувати вибір найбільш оптимальної моделі з точки зору простоти і точності для використання в інформаційно-діагностичному комплексі. Подальше дослідження впливу сейсміки та взаємозв'язку між внутрішнім і зовнішнім резервуаром дозволить визначити технічний стан внутрішнього резервуара за результатами моніторингу зовнішнього.Current requirements for the safe operation of tanks with environmentally hazardous substances (TEHS) rise new challenges for researchers and engineers, among them is development of effective methods and techniques for continuous monitoring of technical condition of TEHS. This is particularly important when the TEHS is operating in harsh environmental conditions, due to which there is a risk of an emergency situations. Other authors usually do not consider the selection of geometric model and analysis of the causes of cracks, so the purposes of this article are: 1) development of the geometric models of the TEHS and study of the influence of structural elements on the simulation results; 2) simulation and determination of the influence of the wind load (as one of the strongest external influence in the Antarctic region) on the TEHS. That is why in this paper six geometric assembly units of tanks were built and the influence of the elements of their design on simulation results was studied. A comparison of simulation and analytical calculation of wind loads on the tank was conducted. The analysis of the interaction of fluid-structure was conducted. Locations of the greatest stresses and strains of the tank, due to wind load, were defined. Analysis of the results of the study of geometrical models allowed to justify the selection of the optimal model in terms of simplicity and accuracy for use in information-diagnostic complex. Further study of the seismic influence and the relationship between the internal and external tank will allow to define technical condition of the internal tank based on the monitoring of the external tank.Текущие требования по безопасной эксплуатации резервуаров с экологически опасными веществами (РЭОВ) ставят перед исследователями и инженерами новые задачи, среди которых разработка эффективных методов и приемов для непрерывного контроля технического состояния РЭОВ. Это особенно важно, когда РЭОВ работает в суровых климатических условиях, из-за которых есть риск возникновения чрезвычайных ситуаций. В работах других авторов обычно отсутствует выбор геометрических моделей и анализ причин возникновения трещин, поэтому целями данной статьи являются: 1) разработка геометрической модели РЭОВ и исследование влияния элементов его конструкции на результаты моделирования; 2) моделирование и определение влияния ветровой нагрузки (как одного из сильнейших внешних воздействий в районе Антарктики) на РЭОВ. Для этого были построены шесть геометрических сборочных единиц резервуара, и было изучено влияние элементов его конструкции на результаты моделирования. Также было проведено сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета ветровых нагрузок на резервуар. Проанализировано взаимодействие жидкость-конструкция и определены места возникновения самых больших напряжений и деформаций резервуара вследствие ветровой нагрузки. Анализ результатов исследования построенных геометрических моделей позволил обосновать выбор наиболее оптимальной модели с точки зрения простоты и точности для использования в информационно-диагностическом комплексе. Дальнейшее исследование влияния сейсмики и взаимосвязи между внутренним и внешним резервуаром позволит определить техническое состояние внутреннего резервуара по результатам мониторинга внешнего

Эффективность комплексных NPK-удобрений, получаемых из конверсионных щелоков производства сульфата калия

Waste-free technology for producing chlorine-free fertilizers (potassium sulphate) and recycling liquid wastes (conversion liquors of potassium sulphate production) for obtaining additional products (various grades of complex fertilizers based on them) allowing to reduce price cost of plant production is vital for agricultural production. The paper dwells on results of studies on production and agrochemical efficiency of complex NPK fertilizer of 16-10-16 grade obtained based on conversion alkaline solution at potassium sulfate and ammophos production. Fertilizer is obtained by method of low-temperature conversion of potassium chloride with ammonium sulfate. It allows to obtain chlorine-free fertilizer (potassium sulfate) and arrange processing of conversion alkaline solution to obtain a wide range of complex fertilizers, including the experimental brand. Agrochemical efficiency of NPK fertilizer (16-10-16 grade) during cultivation of vegetable crops (carrot, cabbage, onion) on sod-podzolic loose soil was determined. It was determined that nitrogen-phosphorus-potassium fertilizer of 16-10-16 brand in equivalent doses with standard solids (urea, ammoniated superphosphate, granulated potassium chloride) during cultivation of vegetable crops provides yield of carrot, cabbage and onion at the level of the standard (standard solids) with no significant changes in product quality, there is only a tendency to increase of sugar and reduction of nitrate content in products. The complex NPK-fertilizer of 16-10-16 brand has been recorded in the “State Register of Plant Protection Products and Fertilizers Allowed on the Territory of the Republic of Belarus” and is allowed to be used at agro-industrial complex and for retail sale.Важное значение для сельскохозяйственного производства имеет использование безотходной технологии получения бесхлорных удобрений (сульфата калия) и утилизация жидких отходов (конверсионных щелоков производства сульфата калия) для получения дополнительной продукции (различных марок комплексных удобрений на их основе), что позволяет снизить себестоимость растениеводческой продукции. В статье приведены результаты исследований по получению и агрохимической эффективности комплексного NPK-удобрения марки 16-10-16, полученного на основе конверсионных щелоков производства сульфата калия и аммофоса. Удобрение получено методом низкотемпературной конверсии хлористого калия сульфатом аммония, что позволяет получить бесхлорное удобрение (сульфат калия) и организовать процесс переработки конверсионных щелоков для получения широкой линейки комплексных удобрений, в том числе и исследуемой марки. Определена агрохимическая эффективность NPK-удобрения (марка 16-10-16) при возделывании овощных культур (моркови, капусты, лука) на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве. Установлено, что применение азотно-фосфорно-калийного удобрения марки 16-10-16 в эквивалентных дозах со стандартными удобрениями (карбамидом, суперфосфатом аммонизированным, калием хлористым гранулированным) при возделывании овощных культур обеспечивает урожайность моркови, капусты и лука на уровне эталона (стандартные удобрения) без существенных изменений качества продукции, отмечается лишь тенденция увеличения содержания сахаров и снижения содержания нитратов в продукции. Комплексное NPK-удобрение марки 16-10-16 внесено в «Государственный реестр средств защиты растений и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь» и разрешено для применения в агропромышленном комплексе и для розничной продажи населению

Prevalence and correlates of depressive disorders in people with Type 2 diabetes: results from the international prevalence and treatment of diabetes and depression (INTERPRET-DD) study, a collaborative study carried out in 14 countries

AIMS: To assess the prevalence and management of depressive disorders in people with Type 2 diabetes in different countries. METHODS: People with diabetes aged 18-65 years and treated in outpatient settings were recruited in 14 countries and underwent a psychiatric interview. Participants completed the Patient Health Questionnaire and the Problem Areas in Diabetes scale. Demographic and medical record data were collected. RESULTS: A total of 2783 people with Type 2 diabetes (45.3% men, mean duration of diabetes 8.8 years) participated. Overall, 10.6% were diagnosed with current major depressive disorder and 17.0% reported moderate to severe levels of depressive symptomatology (Patient Health Questionnaire scores >9). Multivariable analyses showed that, after controlling for country, current major depressive disorder was significantly associated with gender (women) (P<0.0001), a lower level of education (P<0.05), doing less exercise (P<0.01), higher levels of diabetes distress (P<0.0001) and a previous diagnosis of major depressive disorder (P<0.0001). The proportion of those with either current major depressive disorder or moderate to severe levels of depressive symptomatology who had a diagnosis or any treatment for their depression recorded in their medical records was extremely low and non-existent in many countries (0-29.6%). CONCLUSIONS: Our international study, the largest of this type ever undertaken, shows that people with diabetes frequently have depressive disorders and also significant levels of depressive symptoms. Our findings indicate that the identification and appropriate care for psychological and psychiatric problems is not the norm and suggest a lack of the comprehensive approach to diabetes management that is needed to improve clinical outcomes