Clean localization super-resolution microscopy for 3D biological imaging

We propose clean localization microscopy (a variant of fPALM) using a molecule filtering technique. Localization imaging involves acquiring a large number of images containing single molecule signatures followed by one-to-one mapping to render a super-resolution image. In principle, this process can be repeated for other z-planes to construct a 3D image. But, single molecules observed from off-focal planes result in false representation of their presence in the focal plane, resulting in incorrect quantification and analysis. We overcome this with a single molecule filtering technique that imposes constraints on the diffraction limited spot size of single molecules in the image plane. Calibration with sub-diffraction size beads puts a natural cutoff on the actual diffraction-limited size of single molecules in the focal plane. This helps in distinguishing beads present in the focal plane from those in the off-focal planes thereby providing an estimate of the single molecules in the focal plane. We study the distribution of actin (labeled with a photoactivatable CAGE 552 dye) in NIH 3T3 mouse fibroblast cells. (C) 2016 Author(s).

Fully 3D refraction correction dosimetry system

The irradiation of selective regions in a polymer gel dosimeter results in an increase in optical density and refractive index (RI) at those regions. An optical tomography-based dosimeter depends on rayline path through the dosimeter to estimate and reconstruct the dose distribution. The refraction of light passing through a dose region results in artefacts in the reconstructed images. These refraction errors are dependant on the scanning geometry and collection optics. We developed a fully 3D image reconstruction algorithm, algebraic reconstruction technique-refraction correction (ART-rc) that corrects for the refractive index mismatches present in a gel dosimeter scanner not only at the boundary, but also for any rayline refraction due to multiple dose regions inside the dosimeter. In this study, simulation and experimental studies have been carried out to reconstruct a 3D dose volume using 2D CCD measurements taken for various views. The study also focuses on the effectiveness of using different refractive-index matching media surrounding the gel dosimeter. Since the optical density is assumed to be low for a dosimeter, the filtered backprojection is routinely used for reconstruction. We carry out the reconstructions using conventional algebraic reconstruction (ART) and refractive index corrected ART (ART-rc) algorithms. The reconstructions based on FDK algorithm for cone-beam tomography has also been carried out for comparison. Line scanners and point detectors, are used to obtain reconstructions plane by plane. The rays passing through dose region with a RI mismatch does not reach the detector in the same plane depending on the angle of incidence and RI. In the fully 3D scanning setup using 2D array detectors, light rays that undergo refraction are still collected and hence can still be accounted for in the reconstruction algorithm. It is found that, for the central region of the dosimeter, the usable radius using ART-rc algorithm with water as RI matched medium is 71.8%, an increase of 6.4% compared to that achieved using conventional ART algorithm. Smaller diameter dosimeters are scanned with dry air scanning by using a wide-angle lens that collects refracted light. The images reconstructed using cone beam geometry is seen to deteriorate in some planes as those regions are not scanned. Refraction correction is important and needs to be taken in to consideration to achieve quantitatively accurate dose reconstructions. Refraction modeling is crucial in array based scanners as it is not possible to identify refracted rays in the sinogram space.

Effect of morphology on the magnetic properties of Gd2O3 nanotubes

Gadolinium oxide (Gd2O3) nanotubes of micron length and average diameter 100 nm have been synthesized by a controlled template-assisted electrochemical deposition technique. Structure and morphology of the synthesized nanotubes have been well characterized by using microscopy and spectroscopy analyses. HRTEM and XRD analysis revealed the crystalline planes of Gd2O3 nanotubes. Magnetic measurements of the aligned Gd2O3 nanotubes have been performed for both parallel and perpendicular orientations of the magnetic field with respect to the axis of the Gd2O3 nanotube array. Large bifurcation in ZFC-FC over the regime of 2-320 K without any signature of long range magnetic ordering confirms the presence of SPM clusters in Gd2O3 nanotubes. Also, large magnetocaloric effect is observed in the cryogenic temperature regime. No anisotropy is seen at the low temperature region but is found to evolve with temperature and becomes significant 300 K. These nanotubes can be considered as promising candidates for magnetic refrigeration at cryogenic temperature. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

Solution processed Cu2SnS3 thin films for visible and infrared photodetector applications

The Cu2SnS3 thin films were deposited using an economic, solution processible, spin coating technique. The films were found to possess a tetragonal crystal structure using X-ray diffraction. The film morphology and the particle size were determined using scanning electron microscopy. The various planes in the crystal were observed using transmission electron microscopy. The optimum band gap of 1.23 eV and a high absorption coefficient of 104 cm-1 corroborate its application as a photoactive material. The visible and infrared (IR) photo response was studied for various illumination intensities. The current increased by one order from a dark current of 0.31 mu A to a current of 1.78 mu A at 1.05 suns and 8.7 mu A under 477.7 mW/cm(2) IR illumination intensity, at 3 V applied bias. The responsivity, sensitivity, external quantum efficiency and specific detectivity were found to be 10.93 mA/W, 5.74, 2.47% and 3.47 x 10(10) Jones respectively at 1.05 suns and 16.32 mA/W, 27.16, 2.53% and 5.10 x 10(10) Jones respectively at 477.7 mW/cm(2) IR illumination. The transient photoresponse was measured both for visible and IR illuminations. (C) 2016 Author(s).

SMO: An Integrated Approach to Intra-array and Inter-array Storage Optimization

The polyhedral model provides an expressive intermediate representation that is convenient for the analysis and subsequent transformation of affine loop nests. Several heuristics exist for achieving complex program transformations in this model. However, there is also considerable scope to utilize this model to tackle the problem of automatic memory footprint optimization. In this paper, we present a new automatic storage optimization technique which can be used to achieve both intra-array as well as inter-array storage reuse with a pre-determined schedule for the computation. Our approach works by finding statement-wise storage partitioning hyper planes that partition a unified global array space so that values with overlapping live ranges are not mapped to the same partition. Our heuristic is driven by a fourfold objective function which not only minimizes the dimensionality and storage requirements of arrays required for each high-level statement, but also maximizes inter statement storage reuse. The storage mappings obtained using our heuristic can be asymptotically better than those obtained by any existing technique. We implement our technique and demonstrate its practical impact by evaluating its effectiveness on several benchmarks chosen from the domains of image processing, stencil computations, and high-performance computing.

The Uniaxial Tensile Deformation of Ni Nanowire: Atomic-Scale Computer Simulations

The mechanical deformations of nickel nanowire subjected to uniaxial tensile strain at 300 K are simulated by using molecular dynamics with the quantum corrected Sutten-Chen many-body force field. We have used common neighbor analysis method to investigate the structural evolution of Ni nanowire during the elongation process. For the strain rate of 0.1%/ps, the elastic limit is up to about 11% strain with the yield stress of 8.6 GPa. At the elastic stage, the deformation is carried mainly through the uniform elongation of the distances between the layers (perpendicular to the Z-axis) while the atomic structure remains basically unchanged. With further strain, the slips in the {111} planes start to take place in order to accommodate the applied strain to carry the deformation partially, and subsequently the neck forms. The atomic rearrangements in the neck region result in a zigzag change in the stress-strain curve; the atomic structures beyond the region, however, have no significant changes. With the strain close to the point of the breaking, we observe the formation of a one-atom thick necklace in Ni nanowire. The strain rates have no significant effect on the deformation mechanism, but have some influence on the yield stress, the elastic limit, and the fracture strain of the nanowire.

Characterisation of carbon nano-onions using Raman spectroscopy

Characteristics of the Raman spectrum from carbon onions have been identified in terms of the position of the G peak and appearance of the transverse optic phonon peaks. Five new peaks were observed in the low wavenumber region, at about 1100, 861, 700, 450 and 250 cm(-1). The origins of these peaks are discussed in terms of the phonon density of states (PDOS) and phonon dispersion curves of graphite. The curvature of the graphene planes is invoked to explain the relaxation of the Raman selection rules and the appearance of the new peaks. The Raman spectrum of carbon onions is compared with that of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG). The strain of graphene planes due to curvature has been estimated analytically and is used to account for the downward shift of the G peak. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Estructura, diversidad florística y estimación de carbono almacenado en tres bosques del municipio El Castillo, Río San Juan, Nicaragua, 2012

La planificación y manejo integral de fincas es un mod elo con tendencias productivas, en Nicaragua la ausencia de metodologías sencillas, flexibles, con alta factibilidad económica y confiabilidad de los resultados, es un factor determinante de la aceptación e implementación de los planes de manejo a nivel de finca. El presente estudio se realizó con la finalidad de contribuir información de metodología para inventarios forestales y resultados florísticos en el almacenamiento de carbono, en tres fincas productivas del bosque húmedo tropical del municipio El Castillo, Río San Juan. El estudio se estableció en tres etapas metodológicas: planificación de trabajo, fase de campo y almacenamiento de datos (procesamiento). Para cumplir los objetivos se implementó un inventario forestal por muestreo sistemático con diferentes intensidades de muestreo en cada finca, se establecieron parcelas de 10m x 50m (0.05 ha), para comparar la diversidad entre fincas se utilizó igual tamaño de parcelas (0.3 ha), mediante el índice de Margalef (riqueza) e índice de Shannon-Weiner (equidad), se analizó la estructura horizontal mediante el cálculo de abundancia, área basal y volumen por hectárea, para la estimación de carbono se optó por el método no destructivo utilizando la ecuación general de biomasa (Brown, 1997) y el factor de carbono según IPCC, 2005. Las variables estudiadas son: nombre botánico de la especie arbórea, DAP (1.30m sobre el suelo ) mayor a 10 cm y altura fustal. Se identificaron 31 familias botánicos, 57 géneros y 68 especies, las familias más representativas, según el número de especie son, Moraceae, Rubiaceae, Fabaceae, Sapotaceae, Anonaceae, Burseraceae, Cumbretaceae, Lauraceae, Meliaceae, Vochysiaceae, Mimosaceae, alta presencia de especies indicadoras de bosques alterados o secundarios y bajo número de especies comerciales. No obstante el estudio de muestra alta riqueza en las tres fincas sin diferencias significativas (X²= 0,916; P>0,05) y baja equidad en La Pavona y La Perilla, por el contrario La Primavera presenta mejor representatividad de las especies. El bosque con mayor área basal y volumen (desarrollo estructural), fue La Pavona (26.51 m2ha-1 y 365.39 m3 ha-1), también almacenó mayor carbono por hectárea (195.66Mg C ha-1), básicamente los resultado de carbono son similares entre las tres fincas (La Perilla con 184.38 MgC ha-1 y La Primavera con 192.21 MgC ha-1), también se encontró alta relación entre el estado de desarrollo (clases naturales de edades), abundancia, volumen y el almacenamiento de carbono por la alta cantidad de biomasa.

铜-铝扩散焊及拉伸的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了铜-铝扩散焊过程,分析了理想平面铜-铝试件(001)晶面间扩散焊的过渡层厚度,并利用径向分布、键对分析方法分析了在不同的降温速率下过渡层的结构变化.降温速率大时,过渡层保持原有无序结构,降温速率小时,过渡层从无序结构向面心立方结构转变.还对扩散焊后的铜-铝试件进行了拉伸模拟,并与尺寸大小相近的单晶铜和单晶铝的拉伸模拟结果进行比较.结果发现焊接后的强度比单晶铝和单晶铜的强度都要小,最大应变值也小.

Diagnóstico agronómico y económico de la producción de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en la zona de Nueva Guinea en época de apante (1994-1995)

El presente estudio se desarrolló durante la época de apante (1994-1995) en la zona de Nueva Guinea (Zelaya central) con los objetivos de conocer la problemática agronómica y económica que se presenta en la producción de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en el área de estudio, y más específicamente con el propósito de investigar qué factores de la producción no necesariamente técnicos o económicos están limitando el potencial del rendimiento del cultivo. Como criterio principal se consideraron los niveles de tecnología utilizados por el productor en el caso del frijol de tecnología media y baja. Se tomaron como muestra quince productores. De igual forma se recolectó información sobre todos los aspectos involucrados en la producción de frijol, labores requeridas, mano de obra utilizada, costos de insumos y de mano de obra, y al foral se recolectó información sobre la problemática encontrada durante el ciclo de apante. 1994, la producción obtenida y el precio del producto final, a como lo vendió el productor. Los resultados relevantes del estudio muestran que existe poca atención de parte de las instituciones gubernamentales para potenciar el desarrollo agro técnico del cultivo del frijol. Referente a aspectos agronómicos existe gran variación en las densidades de población manejadas por los productores y no existen criterios objetivos para impulsar planes de fertilización. Los productores de frijol de tecnología media obtienen rendimientos aceptables en sus cultivos. A pesar de conocer la problemática del ataque de plagas y enfermedades en la plantación son pocos los productores que realizan un manejo adecuado de las mismas, los criterios de manejo de plagas y enfermedades no están completamente definidos, por lo que es común notar que son pocos los productores que realizan aplicaciones de insecticidas o fungicidas en sus áreas de producción. Hay una completa ausencia de prácticas de fitoprotección específicamente para el manejo de enfermedades ya que ninguno de los productores reportó ataque de estas. Con relación a las plagas se reporta que solo tres productores no realizan esta labor por reportar una baja o poca incidencia de daños provocados por éstos insectos, el resto de productores si realizan prácticas de control en sus plantíos. Casi todos los productores encuestados en sistema de frijol de tecnología baja, logran un margen bastante bajo de ganancia con respecto a los rendimientos obtenidos al levantar sus cosechas.

Theoretical investigation of epitaxial deformation and the hcp-bcc transition of alkali metals

The deformation of alkali metals K, Rb, and Cs under epitaxial deformation is studied via the ab initio pseudopotential plane wave method using the local-density approximation. Under loading from the stable fee phase, metastable stares along directions [001], [111], and [201] are identified. One metastable state, presented at direction [201], has a very low symmetry in contrast to the planes [001] and [201]. Our results show that the softening direction and sequences of growth is significantly affected by the existence of the metastable states and magnitude of the energy barrier. The resulting softening sequences from soft to hard are [201], [110], [001], and [111] under biaxial compression and [001], [111], [201], and [110] under biaxial tension. An orthorhombic deformation path is used to investigate the fact, that the structure of the alkali films K and Cs evolve from the quasihexagonal structure into the (110)-oriented bcc structure, observed by experiments.

Diagnóstico agronómico del sistema de producción de frijol (Phaseolus vulgaris L) en tres localidades representativas del municipio de Ticuantepe, Managua, Nicaragua

El presente estudio se desarrolló durante la época de postrera (1996) en la zona de Ticuantepe, Managua, en las localidades de Buenos Aires, El Edén y Cebadilla, con los objetivos de conocer y profundizar en la problemática agronómica y socioeconómica que se presenta en la producción de frijol (Phaseolus vulgaris L) en el área de estudio, y específicamente investigar que factores de producción están limitando el potencial de rendimiento del cultivo. Como criterio principal se consideró el nivel tecnológico de los productores, definiendo tres grupos de tecnología: tecnología alta, tecnología media y tecnología baja. Se tomaron como muestra veinte productores. La información se recolectó a través de encuesta semi-estructurada, abordando los aspectos involucrados en la producción de frijol tanto agronómicos como socioeconómicos, se aplicó una hoja de campo para analizar los componentes del rendimiento, se calculó la producción estimada para realizar análisis de rendimiento y rentabilidad del cultivo al igual que se realizaron consultas con las instituciones de apoyo al agro que se desempeñan en la zona en diversos aspectos. Los resultados del estudio muestran que existe poca asistencia técnica de parte de las instituciones de apoyo a la agricultura y ausencia de planes de apoyo crediticio de cualquier modalidad. En referencia al manejo agronomico el estudio mostro que existen deficiencias especialmente en lo que se refiere a la fertilización, manejo de plagas y enfermedades debido a la falta de conocimientos basicos de los productores en estos aspectos. De igual forma los criterios de fertilización no están bien definidos, por lo que es comun el mal uso de formulas y dosis del fertilizante. Los productores de tecnologia alta presentan buena rentabilidad con un promedio de 359.21 por ciento de acuerdo a los rendimientos estimados y valor de venta del producto. De igual forma los productores de tecnología media obtienen buena rentabilidad con un promedio de 281.4 por ciento, a excepción de un productor que obtuvo rentabilidad negativa (24.90). Los productores de tecnología baja tienen los rendimientos estimados y rentabilidades más bajas con un promedio de 169.64 por ciento, y aún así, de ocho productores solo tres obtienen rentabilidad negativa (25.4, 47.60 y 22.10 por ciento), lo que demuestra que el cultivo de frijol si es un cultivo rentable a pesar de las diferentes problemáticas que presentan los productores, al igual que se perfila como un cultivo que pasa a ser de subsistencia a un cultivo que genera ganancias.

Manejo de la fertilización orgánica e inorgánica en el cultivo del café (Coffea arabica L.), en dos años consecutivos (1998/1999)

En la finca La Cabaña, ubicada en el km 247.5, carretera Panamericana, comarca Los Planes perteneciente al Municipio de Dipilto, en el departamento de Nueva Segovia, se estableció el presente trabajo, en Enero de 1998 hasta Marzo del 2000. Teniendo como objetivo determinar el efecto de la fertilización mezcla física y mezcla química para la fertilización del cafeto (Coffea arabica L.). El diseño utilizado fue de Bloques completos al azar (BCA) formado por siete tratamientos y cuatro repeticiones con doce plantas por parcela experimental. Durante el año 1998 se tomaron las siguientes variables: Altura (cm), número de bandolas productivas, número de bandolas con ramas secundarias y longitud de bandolas (cm). En el año 1999 al experimento se agregaron otras variables con el objetivo de consolidar los resultados, estos fueron: Número de bandolas no productivas, número de hojas por bandola y componentes de rendimiento; número de frutos en un kilogramo de cereza, peso de café pergamino seco (g), peso de café oro (g), porcentaje de granos vanos, peso de 1000 frutos cereza (kg) y peso de 1000 granos oro (g), todas estas variables solamente se evaluaron en el ciclo productivo 1999/2000. El análisis estadístico realizado para cada una de las variables fue Análisis de Varianza (ANDEVA) y separación de medias por rango múltiples de Duncan al 5% de margen de error, donde no se encontró influencias significativas de la fertilización sobre estas variables. Las fertilizaciones realizadas tuvieron influencia en el número de hojas por bandolas, peso de 1000 frutos cereza y peso de 1000 granos oro. En el ciclo 1998/1999 DO se expresaron diferencias significativas en el rendimiento presentando la fertilización mezcla física el mayor rendimiento con 1 587.67 kg/ha, en el ciclo 1999/2000 sí se observaron diferencias significativas entre las fertilizaciones evaluadas, obteniendo la mezcla física más orgánica el mayor rendimiento con 1 824 kg/ha. Los análisis económicos reflejaron que la fertilización mezcla física se obtiene los mayores ingresos en el ciclo 1999/2000 con US$ 2.56 dólares por cada dólar invertido.

Intento explicativo de la teoría austriaca del ciclo y de su relación con conceptos ampliamente aceptados en las finanzas de la empresa y en la economía ortodoxa

Introducción: En el párrafo que citamos, de Sir John R. Hicks, el economista británico reconoce la importancia de tener un abordaje del proceso económico y de las situaciones de desajuste que influyen en su marcha, desde una posición que considere la importancia del capital, el tiempo, y el rol preponderante de la tasa de interés. Que tenga, asimismo, en consideración toda la dinámica del fenómeno de formación de capital y de elección entre distintos sistemas de producción. Ya antes había manifestado: “¿Qué determina el equilibrio de corto plazo de un sistema cerrado, cuando se le concibe no solo en términos de gustos y recursos, sino en términos de planes y expectativas, orientado hacia el futuro que queda fuera del período en cuestión?” (2) Pero: ¿Por qué este interés en analizar el proceso de elección de sistemas de producción y de formación de capital desde una visión dinámica y considerando el punto de vista de los comerciantes, o tomadores de decisión en la economía, es decir, si se prefiere, de los empresarios? ¿De donde surge esta idea? El subtitulo del libro citado en el epígrafe nos puede dar una pista

Diagnóstico sobre la aplicación de buenas prácticas agrícolas en seis unidades de producción del cultivo de la piña (Ananas comosus L) en el municipio de Nueva Guinea RAAS, Nicaragua

Entre el 10 de octubre del 2005 al 15 de abril del 2006 se realizó un diagnóstico sobre la aplicación de Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) en seis unidades de producción del cultivo de la Piña ( Ananás comosus L) en el Municipio de Nueva Guinea RAAS, Nicaragua. Para realizar este estudio se utilizó el formato oficial que el Ministerio Agropecuario-Forestal (MAGFOR) emplea para este tipo de diagnostico. Dicho instrumento contiene 15 secciones y por cada sección un número variable de preguntas. Este instrumento esta diseñado paradeterminar la situación actual de cada una de las unidades de producción en lo relativo al cumplimiento de los requisitos mínimos obligatorios establecidos por el estado nicaragüense para otorgar una certificación de BPA. Una vez levantada la información se hizo una verificación in situ de la misma al observar directam ente las condiciones en las unidades productivas. Posteriormente, se procedió a procesar la información, tabulando la misma y estableciendo el porcentaje de cumlimiento por cada sección y productor, así como el cumplimiento promedio de cada sección. En todos los casos (unidades de producción) no hubo el mínimo cumplimiento (80 %) establecido para otorgar la certificación BPA. En general, los sistemas de producción de piña empleados en las fincas en estudio, son poco tecnifica dos, los productores tienen poca o nula capacitación técnica y conocimientos para la implementación de las BPA, así com o pobres recursos para implementar los planes de mejora que el diagnóstico indica. Se recomienda capacitar a los agricultores en los temas: a. Buenas Prácticas Agrícolas, b. Agrotecnia del cultivo de la Piña y c. Manejo Integrado de Plagas con énfasis en el cultivo de la piña. Los agricultores deben de formular un plan de medidas correctivas para alcanzar la certificación BPA definido en relación a las medidas a aplicar y los períodos de tiempo para su cumplimiento. También se recomienda que los agricultores gestionen financiamiento para implementar las medidas correctivas necesarias.