logo
blue band back
   НОМЕРА ЖУРНАЛА "НП"

"Научное приборостроение" 2016, т. 26, № 2. ISSN 2312–2951

РЕФЕРАТЫ

© О. В. Мосин, И.Игнатов, В. И. Швец, Г. Тыминский

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ С БОМБАРДИРОВКОЙ БЫСТРЫМИ АТОМАМИ В УСТАНОВЛЕНИИ ПУТЕЙ БИОСИНТЕЗА ПУРИНОВОГО РИБОНУКЛЕОЗИДА [2Н]ИНОЗИНА

Продемонстрирована возможность применения масс-спектрометриис бомбардировкой быстрыми атомами (ББА) на импульсном масс-спектрометре VG-70SEQ ("Fisons VG Analytical", США) для установления путей биосинтеза 2Н-меченого пуринового рибонуклеозида инозина, секретируемого в культуральную жидкость (КЖ)грамположительной хемогетеротрофной бактерией Bacillus subtilis ВКПМ B-3157 при выращивании на тяжеловодородной среде с 2 % гидролизатом дейтерированной биомассы метилотрофной бактерии Brevibacterium methylicum ВКПМ B-5662 какисточника 2Н-меченых ростовых субстратов. Выделение [2Н]инозинаиз КЖ производили адсорбцией/десорбцией смеси рибонуклеозидов на поверхности активированного угля, экстракцией 0.3 М NH4-формиатным буфером (рН =8.9) с последующей перекристаллизацией в 80 % этаноле и ионообменной хроматографией на колонке с катионообменной смолой AG50WX 4, уравновешенной 0.3 М NH4-формиатным буфером с 0.045 М NH4Cl. Исследование распределения дейтерия в молекуле биосинтетического [2H]инозина методо ммасс-спектрометрии ББА продемонстрировало включение 5 атомов дейтерия в молекулу (общий уровень дейтерированности – 62.5 атом. % 2H) с включением 3 атомов дейтерия в рибозный фрагмент и 2 атомов дейтерия – в гипоксантиновый фрагмент молекулы. Три не обмениваемые атома дейтерия были включены в рибозный фрагмент молекулы за счет гликолиза по пути Эмбдена–Мейергофа вследствие реакций ферментативной изомеризации глюкозы в 2H2O-среде с участием реакций изотопного (1Н–2Н) обмена, в то время как два других атома дейтерия при С2-, С8-положениях в гипоксантиновом остатке происходили из [2H]аминокислот дейтерированного метилотрофногогидролизата Brevibacterium methylicum ВКПМ B-5662.

 
Кл. сл.: 2H-меченый инозин, биосинтез, тяжелая вода, Bacillus subtilis ВКПМ B-3157, масс-спектрометрия ББА

Полный текст >>

Московский государственный университет прикладной биотехнологии (Мосин О.В.)
Научно-исследовательский центр медицинской биофизики, София, Болгария (Игнатов И.)
Московский государственный университет тонких химических технологий
им. М. В. Ломоносова
(ШвецВ.И.)
Европейское научное общество, Европейская академия естественных наук, Ганновер, Германия (Тыминский Г.)
Контакты: Мосин Олег Викторович, mosin-oleg@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 14.02.2016

Стр. 3—16

 

© Д. А. Белов, Н. А. Корнева, А. C. Альдекеева, Ю. В. Белов, И. Г. Киселев

ПОВЫШЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ДНК

В статье предложена усовершенствованная модель сигналов кривой плавления ДНК и методика оптимизации ее параметров на основе одного из наиболее эффективных способов обработки сигналов – способа аппроксимации с помощью сигмоидальнойфункции (СФ). Основным результатом применения СФ является определение величины температуры плавления ДНК Tm. При использовании предлагаемой методики аппроксимируется непосредственно кривая плавления, построение производной кривой плавления не требуется. Результаты применения СФ представлены в графическом виде. Показана возможность полной автоматизации вычислений для определения температуры плавления ДНК.

 
Кл. сл.: ПЦР в реальном времени, температура плавления ДНК, сигмоидальная функция

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Белов Д.А., КорневаН.А., Альдекеева А.C., Белов Ю.В.)
Петербургский государственный университет путей сообщения (Белов Д.А., Киселев И.Г.)
Институт физиологии имени И.П. ПавловаРАН, г. Санкт-Петербург (Альдекеева А.C.)
Контакты: Белов Дмитрий Анатольевич, onoff_10@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 20.04.2016

Стр. 17—22

 

© Д. А. Белов, Ю. В. Белов

КОМПЕНСАЦИЯ РАЗЛИЧИЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТИ ФЛУОРЕСЦЕНТНО-МЕЧЕНЫХ ФРАГМЕНТОВ ДНК ПРИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАХ

В статье предложен способ компенсации различия электрофоретической подвижности флуоресцентно-меченых фрагментов ДНК при определении нуклеотидной последовательности. Определены неравномерности исходной последовательности пиков. Выполнена оптимизация компенсирующих параметров для каждого цветового канала. Оценены результаты компенсации различия электрофоретической подвижности флуоресцентно-меченых фрагментов ДНК, при этом показано, что погрешности определения временнόго положения пиков значительно уменьшаются и имеют случайный характер. На конкретном примере выполнена оптимизация параметров временнόго сдвигапиков для каждого цветового канала и построены уточненные графики в диапазоне до 300 нуклеотидов. С целью расширения диапазона применимости предложенного способа можно использовать калибровку и линеаризацию горизонтальной оси. Предложенный способ обеспечивает надежное определение пропущенных и "лишних" пиков.

 
Кл. сл.: ДНК, генетический анализатор, флуоресцентная детекция

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Белов Дмитрий Анатольевич, onoff_10@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 22.04.2016

Стр. 23—28

 

© А. Г. Варехов

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ СУСПЕНЗИЙ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ (ОБЗОР)

В статье рассматривается флуоресценция как метод исследования суспензий биологических частиц (бактериальных клеток, митохондрий, хлоропластов, липосом и др.). Приводятся выражения для расчета мембранного потенциала, трансмембранного градиента pH и плотности поверхностного заряда частиц. Рассматриваются новые направления флуоресцентных исследований, в том числе технологии, основанные на процессах миграции энергии возбуждения в биологическом материале. Рассмотрены многочисленные FRET-сенсоры, предназначенные для таких технологий, и особенности их использования.

 
Кл. сл.: мембранный потенциал, градиент pH, поверхностный заряд, FRET-сенсоры

Полный текст >>

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Контакты: Варехов Алексей Григорьевич, varekhov@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 11.03.2016

Стр. 29—36

 

© Л. П. Кислякова, А. Л.Буляница, Ю. Я. Кисляков, В. И. Гуляев

ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КОНДЕНСАТА ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА, РЕГИСТРИРУЕМЫМ ПОЛИСЕЛЕКТИВНЫМИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ СЕНСОРАМИ, С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОЕКЦИОННЫХ МЕТОДОВ МНОГОМЕРНОГО АНАЛИЗА

Статья посвящена выполнению Проекта, который реализует новый принцип неинвазивной диагностики и медико-биологических исследований с применением искусственной мультисенсорной обучаемой аналитической системы "Электронный язык". Его сущность – в применении массива полиселективных сенсоров с перекрестной чувствительностью для оценки содержания физиологически значимых компонентов в конденсате выдыхаемого воздуха, их анализа c применением искусственных нейроподобных систем и математических методов обработки больших массивов многомерной информации. Разработана структура и создан макет аналитической системы, включающей модуль пробоподготовки для сбора конденсата выдыхаемого воздуха и три функциональных модуля: сенсорный, микропроцессорный измерительный и информационный, обеспечивающий формирование образов исследуемого объекта, их запоминание и распознавание. Разработаны составы рабочих растворов для калибровки, кондиционирования, хранения сенсоров и оценки их перекрестной чувствительности, а также методики сбора конденсата, подготовки сенсоров к измерениям, оценки их характеристик в контрольных растворах. Проведены технические и физиологические исследования, которые свидетельствуют об эффективности использованного принципа неинвазивной диагностики функционального состояния испытуемых в покое и при умеренных физических нагрузках, контролируемых по показателям сенсоров, чувствительных к различным компонентам конденсата выдыхаемого воздуха. Показана эффективность применения проекционного метода главных компонент для формирования образа реакции (изменения функционального состояния) человека на физические нагрузки. Традиционный способ построения корреляционной матрицы, использующий в качестве обучающей выборки массивы информативных сигналов обследуемых пациентов. Предложен альтернативный способ формирования корреляционной матрицы, основанный на аналогии форм выражений для коэффициента корреляции и косинуса угла между векторами. При этом координатами векторов являются коэффициенты чувствительности (тангенс угла наклона калибровочной характеристики) каждого полиселективного сенсора по отношению к различным тестовым веществам. Независимость выбора тестовых веществ обеспечивает ортогональность координат вектора. Тем самым коэффициенты корреляции численно равны косинусу угла между соответствующими векторами, а способ построения корреляционной матрицы позволяет отказаться от предварительного "обучения" диагностической системы с помощью испытуемых пациентов.

 
Кл. сл.: мультисенсорная система, полиселективный сенсор, перекрестная чувствительность, функциональное состояние человека, конденсат выдыхаемого воздуха, метод главных компонент, корреляционная матрица, тестовый раствор, скалярное произведение

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(КисляковаЛ.П., Буляница А.Л., Кисляков Ю.Я., Гуляев В.И.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Буляница А.Л.)
Контакты: Кисляков Юрий Яковлевич, yukis@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 1.04.2016

Стр. 37—47

 

© Ю. П. Туров, Д. А. Лазарев

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИБОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПОГРЕШНОСТИ В КОЛИЧЕСТВЕННОЙ АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

В работе рассмотрены способы обнаружения и оценки влияния приборных погрешностей, вызванных неравномерностью энергетической спектральной эффективности дифракционной решетки и нелинейностью спектральной чувствительности детектора спектрофотометра, при исследовании спектров поглощения и оптической плотности образцов.

 
Кл. сл.: поглощение света, оптическая плотность, погрешность измерения, искажение контура полосы поглощения

Полный текст >>

Сургутский государственный университет
Контакты: Туров Юрий Прокопьевич, yuri_tom@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 8.04.2016

Стр. 48—53

 

© Е. В. Бутаева, А. В. Гребенюк, С. М. Иркаев, В. В. Панчук, В. Г. Семенов

НОВЫЙ АЛГОРИТМ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА В МЁССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Для проведения количественного анализа локально неоднородных систем в мёссбауэровской спектроскопии в настоящее время используется подход, основанный на экспериментальном определении всех параметров, входящих в уравнение связи концентрации элемента с аналитическим сигналом. Для этого проводится анализ формы мёссбауэровского спектра на основе интеграла пропускания, и устанавливаются основные параметры, оказывающие влияние на результаты эксперимента.

 
Кл. сл.: неразрушающий метод анализа, мёссбауэровская спектроскопия, локально неоднородная система, сверхтонкие взаимодействия, количественный анализ, стандартный образец

Полный текст >>

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии
(Бутаева Е.В., Панчук В.В., СеменовВ.Г.)
Институтан алитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Гребенюк А.В., Иркаев С.М., ПанчукВ.В., Семенов В.Г.)
Контакты: Гребенюк Андрей Владимирович, yax-light@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 6.02.2016

Стр. 54—59

 

© А. И. Жерновой, Ю. В. Улашкевич, С. В. Дьяченко

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФРАКРАСНОГО СПЕКТРА ПОГЛОЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ (КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ)

Наблюдалось резонансное поглощение энергии инфракрасного излучения магнитной жидкостью, содержащей однодоменные наночастицы магнетита, при помещении ее в магнитное поле. Высказано предположение, что поглощение энергии излучения вызвано вынужденной переориентацией магнитных моментов однодоменных наночастиц в магнитном поле.

 
Кл. сл.: магнитная жидкость, однодоменные ферромагнитные наночастицы, поглощение энергии инфракрасного излучения

Полный текст >>

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)

Контакты: Жерновой Александр Иванович, azhspb@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 15.04.2016

Стр. 60—63

 

© Т. А. Лукашенко, А. Н. Тупик, Г.Е. Рудницкая, А. Л. Буляница, А. И. Цымбалов, А. А. Евстрапов

СПОСОБЫ СПЕКАНИЯ, СКЛЕИВАНИЯ И ХИМИЧЕСКОЙ СВАРКИ РАСТВОРИТЕЛЕМ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОЛИМЕРНЫХ И ПОЛИМЕР-СТЕКЛЯННЫХ МИКРОЧИПОВЫХ УСТРОЙСТВ

Одним из направлений развития современного приборостроения является создание аналитических систем на микрочиповой платформе для биологических, биохимических, генетических исследований. При изготовлении микрочиповых устройств герметизация обычно является финальной стадией и представляет собой процесс получения неразъемного соединения пластин. В работе представлены технологии герметизации, разработанные для микрочиповых устройств из полиметилметакрилата (ПММА), предназначенных для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР). Рассмотрены особенности способов спекания, склеивания фотоотверждаемыми композициями и химической сварки растворителем. Показано, что химическая сварка может применяться для герметизации гибридных (ПММА–неорганическое стекло) устройств. Предложен и апробирован критерий оценки герметичности микрочипового устройства гравиметрическим методом.

 
Кл. сл.: полиметилметакрилат, микрочиповое устройство, герметизация, неразъемное соединение, склеивание, спекание, химическая сварка растворителем, гравиметрический метод, полимеразная цепная реакция

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Лукашенко Т.А., Тупик А.Н., Рудницкая Г.Е., Буляница А.Л., Цымбалов А.И., Евстрапов А.А.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Буляница А.Л.)
Университет ИТМО, Санкт-Петербург (Евстрапов А.А.)
Контакты: Лукашенко Татьяна Алексеевна, tanly@fromru.com

 
Материал поступил в редакцию 16.02.2016

Стр. 64—74

 

© Д. В. Лисин, Н. И. Лебедев

К ВОПРОСУ СОЗДАНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ КЛЮЧЕЙ РАЗРЯДА ИНТЕГРАТОРА ЗАРЯДА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРАХ НАБЛЮДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ДАЛЬНЕГО КОСМОСА

В статье рассматривается метод схемотехнической реализации электронного ключа разряда интегратора заряда с учетом специфики применения, обусловленной проведением спектрометрических измерений солнечного излучения в условиях космических экспериментов. Приводятся данные лабораторных испытаний синтезированной схемы и оценка вносимой погрешности измерений солнечного потока с помощью ПЗС-матриц с применением данного ключа.

 
Кл. сл.: солнечный спектрометр, линейный фотоприемник, ключ сброса интегратора, космический эксперимент

Полный текст >>

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН, г. Москва

Контакты: Лисин Дмитрий Валерьевич, lisindv@izmiran.ru

 
Материал поступил в редакцию 15.03.2016

Стр. 75—81

 

© А. И. Петров

ПЕРЕХОД ОТ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ЯЗЫКА К АВТОМАТНОМУ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

В статье рассматриваются основные положения автоматного программирования и обосновываются преимущества его использования при разработке программного обеспечения. Описывается методология построения проблемно-ориентированного языка на основе поведенческих, функциональных, информационных и структурных моделей, выполненных на стадии эскизного проекта при разработке аналитических приборов, и приводятся примеры успешного применения предлагаемого подхода на практике.

 
Кл. сл.: проблемно-ориентированный язык программирования, автоматное программирование, автоматный язык, конечный автомат, аналитические приборы

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Петров Александр Иванович, fataip@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 4.04.2016

Стр. 82—92

 

© А. С. Ильин

СВОЙСТВА МЕДИАНЫ С УЧЕТОМ ДРЕЙФА ОДНОГО ИЗ ГРУППЫ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ (НА ПРИМЕРЕ РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ)

Представлен детальный вывод формул для вычисления математического ожидания и дисперсии медианы. При этом рассматривается равномерный закон распределения и предполагается, что данные от одного из группы измерителей подвержены дрейфу. Количество измерителей нечетное, поэтому в качестве медианы берется только одно значение, оказавшееся в середине сортированного списка. Для равномерного закона распределения оказалось возможным взять интегралы и получить точные аналитические формулы при некоторых значениях величины дрейфа. Представлены результаты вычислений, позволяющие сравнивать параметры медианы и среднего арифметического, а также формировать экспертное мнение о необходимом количестве измерителей.

 
Кл. сл.: медиана, среднее арифметическое, математическое ожидание, дисперсия, дрейф чувствительности

Полный текст >>

Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики, г.Санкт-Петербург
Контакты: Ильин Анатолий Степанович, TOLY@RTC.RU

 
Материал поступил в редакцию 12.04.2016

Стр. 93—100

 

ИАП РАН, Рижский пр., 26., Санкт-Петербург, 190103
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su

контент: Беленков В.Д. дизайн: Куспанова Б.С.