Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 8, No. 2
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Evaluating the interaction between silicon surface and microorganisms in various solvents under the influence of a static magnetic field using fractal analysis(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Marynchenko, L. V.; Nizhelska, O. I.; Shirinyan, A. S.; Gorchakova, N. O.Проблематика. Особливості взаємодії мікроорганізмів із поверхнею важливі з точки зору функціональності цієї поверхні (напри- клад, імплантів, чіпів, електродів з біоплівкою для продукування електричного струму). Впорядкованість органічних частинок і клітин на різних поверхнях може бути оцінена за допомогою визначення фрактальної розмірності й лакунарності та свідчити про структурний стан або ефективність системи. Мета. Дослідження впливу розчинників і статичного магнітного поля на текстуру суспензій мікроорганізмів, що висохли на поверхні кремнію різних типів, та числова оцінка розмірності утворених структур на основі фрактального аналізу. Методика реалізації. Суспензію клітин після перемішування наносили на поліровану знежирену поверхню пластинок кремнію, розташованих горизонтально, і залишали до повного висихання. В статичному магнітному полі (МП) індукцією 0,17 Тл лінії ін- дукції були перпендикулярні до поверхні зразка. Мікрозображення висохлих клітин обробляли в програмі ImageJ і виконували фрактальний аналіз за допомогою додатка FracLac методом “Box counting”. Результати. Виявлено суттєві відмінності в самоорганізації різних типів клітин мікроорганізмів під час сушіння на поверхнях кремнію за дії магнітного поля та в різних розчинниках. Тенденцією для різних типів мікроорганізмів було утворення псевдо - фрактальних фігур і збільшення середньої фрактальної розмірності D за дії магнітного поля. Зі збільшенням D знижувалась лакунарність L. Однак, якщо дріжджі перебували у фізрозчині, то псевдофрактальні фігури утворювались і за відсутності МП. Висновки. За допомогою аналізу фрактальної розмірності псевдофрактальних фігур, які складаються з клітин мікроорганізмів, на поверхні кремнієвої пластини за впливу МП можна оцінити функціональність клітин, що взаємодіють із поверхнею, а також якість цієї поверхні.Документ Відкритий доступ Recognition and categorization of blood groups by machine learning and image processing method(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Mustafa F. MahmoodBackground. Red blood cells are one of the components of blood. Blood is an important fluid in the human body. Knowing the blood groups is essential in blood transfusion operations, which depend on fixed conditions to avoid fatal errors. The method that is used to determine the blood groups is a traditional method that relies on medical laboratory technicians, as it is subject to human errors. Objective. This paper aims to design and implement a prototype to detect and classify blood groups to avoid human error in blood group detection. The proposed system employs image processing and machine learning algorithms for blood group detection and classification. Methods. The system consists of three stages. First, samples were collected from volunteers. Second, images of the samples were captured using a camera. Third, the images were analyzed using two methods: image processing via MATLAB and machine learning algorithms via Orange, for blood group detection and classification. Results. The accuracy in processing images using the MATLAB program reached 100%, with processing time ranged from 1.5 to 1.6 seconds. Additionally, using machine learning with neural networks in the Orange program, the accuracy was 99.7%, with training times of 13.7 seconds and testing times of 1.2 seconds. Neural networks outperformed other models, as shown in the experimental results. The study concluded that automated blood type detection using image processing and machine learning methods is effective and feasible compared to manual methods. The proposed system outperformed previous studies in terms of accuracy, processing time, training time, and testing time using both methods. Conclusions. This study underscores the urgent need for precise blood type determination before emergency blood transfusions, which currently relies on manual inspection and is susceptible to human errors. These errors have the potential to endanger lives during blood transfusions. The main goal of the research was to develop an approach that combines image processing and machine learning to accurately classify blood groups.Документ Відкритий доступ Моделювання in vitro впливу метаболітів лактобактерій на системну відповідь організму при кишковій вірусній інфекції(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Соловйов, С. О.; Трохименко, О. П.; Поліщук, В. Ю.; Піць, В. В.; Василенко, В. Ю.; Василенко, Є. Ю.; Голь, І. О.; Симчук, А. А.; Костюк, О. В.Проблематика. Вірусні інфекції залишаються вагомою причиною захворюваності та смертності насе- лення в усьому світі. Відсутність ефективних етіотропних препаратів для лікування вірусних гастро- ентеритів підкреслює актуальність різних форм комбінованої терапії, включаючи збалансоване хар- чування та застосування пробіотиків. Мета. Верифікація in vitro гіпотези про вплив метаболітів пробіотичних штамів лактобактерій на си- стемну відповідь організму при кишковій вірусній інфекції. Методика реалізації. Об’єктами дослідження були фільтрати культуральних рідин пробіотичних шта- мів лактобактерій Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis LE та L. rhamnosus LB3. Як біологічні системи використано культури клітин Namalwa, HEp-2, а також вірус везикулярного стоматиту. В досліджен- ні виконувався спектрофотометричний і цитофлюориметричний аналіз. Результати. Виявлено відсутність прямого протизапального ефекту в зразків фільтратів культураль- них рідин лактобактерій. Найбільш виражені властивості ко-індуктора інтерферону проявляє фільт- рат культуральної рідини лактобактерій штаму L. delbrueckii subsp. lactis LE. Аналіз проліферативного індексу (ПІ) клітин культури HEp-2 за різних впливів виявив, що при інкубації клітин із фільтратом культуральної рідини лактобактерій (LE) ПІ зростає для молодих клітин, зменшуєтьсяя для серед- ньозрілих клітин і зростає для пізньозрілих клітин. Комбінований вплив фактора некрозу пухлин альфа та фільтрату культуральної рідини лактобактерій LE відзначався стимуляцією ПІ середньозрі- лих клітин і значним пригніченням ПІ пізньозрілих клітин. Висновки. Синергічна дія фільтратів культуральних рідин лактобактерій і фактора запалення сприя- тиме прискореній елімінації з кишківника пізньозрілих і уражених клітин та стимулюватиме до про- ліферації молоді та середньозрілі клітини на їх заміну, що сприятиме регенерації епітелію кишків- ника та прискорить одужання. Разом із тим пробіотичні штами лактобактерій можуть сприяти під- силенню інтерфероногенних властивостей вірусів-збудників гастроентеритів і в кінцевому результаті стимулюватимуть формування специфічного імунітету при цих захворюваннях.Документ Відкритий доступ Роль активних форм кисню в реалізації протипухлинної дії нанокомплексів на основі наночастинок GdEuVO4 І холестерину(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Гольцев, А. М.; Бондарович, М. О.; Гаєвська, Ю. О.; Бабенко, Н. М.; Дубрава, Т. Г.; Останков, М. В.Проблематика. Експериментальне вивчення протипухлинної дії нанокомплексів (НК), що склада- ються з наночастинок GdYEuVO4 і холестерину, свідчить про доцільність їх використання в онколо- гічній практиці. Механізм реалізації протипухлинної дії НК може бути пов’язаний з утворенням під їхнім впливом активних форм кисню (АФК), які зумовлюють загибель пухлинних клітин. Мета. Вивчення прооксидантних і протипухлинних властивостей НК, що складаються з наночасти- нок GdYEuVO4 і холестерину, в системі in vitro. Методика реалізації. Експерименти проводили на клітинах асцитної аденокарциноми Ерліха (АКЕ), які перещеплювали внутрішньочеревно мишам лінії BALB/c. На 7-му добу розвитку АКЕ клітини виділяли та in vitro обробляли НК протягом 3 год. Контролем були клітини, не оброблені НК. Фор- мування внутрішньоклітинних АФК визначали методом проточної цитометрії з використанням на- бору Fluorometric Intracellular ROS Kit, рівень метаболічної активності клітин АКЕ ‟ за допомогою МТТ-тесту колориметричним методом, кількість клітин у стані апоптозу або некрозу оцінювали з використанням проточної цитометрії та набору реагентів FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I. Результати. Інкубація клітин АКЕ з НК приводить до більш ніж трикратного посилення порівняно з контролем формування АФК. Під впливом НК також відбувається майже двократне пригнічення метаболічної активності клітин АКЕ, що супроводжувалося зменшенням на 25 % кількості життєздат- них клітин АКЕ. Показано, що НК належать до тих унікальних сполук, які одночасно можуть ви- кликати кілька видів загибелі клітин, але загибель пухлинних клітин після обробки НК відбувалася переважно унаслідок некрозу. Висновки. Цитотоксична дія НК відносно клітин АКЕ реалізується за рахунок їхніх прооксидантних властивостей. Отримані результати можуть бути враховані при створенні нових стратегій терапії зло- якісних новоутворень.Документ Відкритий доступ Systems for genetic assessment of the impact of environmental factors(ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Kislyak, S. V.; Duhan, O. M.; Yalovenko, O. I.One of the most important components of environmental protection is the development of hygiene standards aimed at shielding the human population from the adverse effects of environmental pollution. The European and American Chemical Societies have reported approximately 800,000 chemicals, with no available information on potential risks to human genetic health and negative environmental impact. Given the exponential increase in chemical compounds generated by humanity in various industries, the issue of effectivly identifying and accounting for various genetic and carcinogenic hazards is particularle relevant. The assessment of potential genotoxicity of environmental factors is an integral part of genetic safety assessment for both prokaryotic and eukaryotic organisms, including humans. The evaluation of the genetic activity of chemical compounds is a fundamentsl requirement for their comprehensive toxicological assessment. From the perspective of genetic and epigenetic mechanisms of influence, our review considers standard methods for detecting and assessing the potential genetic hazard associated with environmental factors. These methods are part of a standard, generally accepted test system battery. Additionally, the review covers some modern experimental methods that are not widely accepted today. A detailed analysis of approaches to the assessment of potential genetic mutagenic activity was carried out, presenting their main advantages and disadvantages. Taking into account the recommendations issued by the Organisation for Economic Co-operation and Development on testing hazardous chemical compounds that may affect human health, an attempt was made to find optimal approaches to solving the task of predicting genetic effects and their consequences for humans.