logo
blue band back
   НОМЕРА ЖУРНАЛА "НП"

"Научное приборостроение" 2016, т. 26, № 3. ISSN 0868–5886

РЕФЕРАТЫ

© Г. В. Котельников, С. П. Моисеева

НАНОКАЛОРИМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ В МИТОХОНДРИЯХ

Измерение трансформации и диссипации энергии в митохондриях калориметрическим методом было осуществлено во второй половине прошлого столетия. Однако до настоящего времени не было создано специализированного калориметра для этой цели. Выбор соединений, обеспечивающих разобщенное дыхание митохондрий без повреждения компонентов дыхательной цепи, для использования в составе фармацевтических композиций лекарственных средств, разработка новых нейропротекторов, новых нефропротекторов, требуют прецизионных измерений тепловыделений митохондрий под действием различных разобщителей окислительного фосфорилирования. В ИБП РАН создан капиллярный дифференциальный нанокалориметр для изучения трансформации и диссипации энергии в митохондриях, который отвечает этим требованиям. Принципиальное достоинство калориметра заключается в том, что он имеет тепловые мосты для термостатирования инъекции митохондрий. В них инъекция митохондрий приобретает температуру измерительного объема калориметрических камер в течение нескольких секунд. Митохондрии вводятся тонким слоем по всей длине калориметрической камеры, перемещающейся дозирующей иглой. Это обеспечивает смешивание митохондрий с образцом без больших энергетических затрат и тепловых шумов. Прецизионные измерения тепловой мощности процессов трансформации и диссипации энергии в митохондриях выполняются с абсолютной погрешностью не более 50 нВт.

 
Кл. сл.: капиллярный нанокалориметр, митохондрия, тепловой шунт, изотермический режим, разобщение

Полный текст >>

Институт биологического приборостроения РАН,
г . Пущино, Московская область

Контакты: Моисеева Софья Петровна, spmoiseeva@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 28.04.2016

Стр. 3—9

 

© Д. А. Белов, Ю. В. Белов, В. В. Манойлов

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПРИ ПЛАВЛЕНИИ ПРОДУКТОВ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

В статье изложены результаты разработки методики обработки данных для получения высокого разрешения при плавлении продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени. В работе использован способ аппроксимации производной кривой плавления ДНК с помощью производной сигмоидальной функции (СФ) с одновременной компенсацией дрейфа нулевой линии и фильтрацией шума. Предлагаемая методика позволяет уменьшить шаг дискретности измерения температуры плавления Tm для экспериментальной кривой плавления с шагом 1 ºС до величины 0.1 ºС и менее, а также уменьшить влияние на погрешность измерения температуры плавления Tm шумов и дрейфа нулевой линии.

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

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Белов Д.А., Белов Ю.В., Манойлов В.В.)
СПбИТМО (Манойлов В.В.)
Контакты: Белов Дмитрий Анатольевич, onoff_10@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 22.07.2016

Стр. 10—14

 

© А. Г. Варехов

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН

В статье обосновывается туннельная природа трансмембранного тока и суммируются представления о механизмах этого тока. Произведен расчет параметров, характеризующих электропроводность мембран, в частности кинетики электронных переходов, удельной электропроводности, подвижности и концентрации носителей, что целом позволяет рассматривать биологическую мембрану как эквивалентный полупроводник. Материал статьи направлен, в частности, на проблему разработки и исследования биотехнических устройств на основе естественных и синтезированных биологических мембран.

 
Кл. сл.: трансмембранный ток, туннелирование, мембранный полупроводник, полупроводниковые параметры

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 1.07.2016

Стр. 15—23

 

© Л. Н. Галль, А. А. Семенов, В. Н. Кудрявцев, А. В. Лизунов, И. Г. Лесина, Б. В. Иванов,
А. Н. Букин, А. С. Штань, Г. Е. Кирьянов, А. Антонов, Н. Р. Галль

НОВЫЕ РЕШЕНИЯ В МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОМ ИЗОТОПНОМ АНАЛИЗЕ ВОДОРОДНО-ГЕЛИЕВЫХ СМЕСЕЙ. УСЛОВИЕ ПОЛУЧЕНИЯ ДОСТОВЕРНЫХ ДАННЫХ

Статья посвящена выбору оптимального приборного решения для изотопного анализа гелиево-водородных смесей. Проводит критический обзор выпускавшихся ранее и существующих коммерческих приборов, а также подходов к формулировке аналитических требований, исходя из целевого назначения. Сделан вывод что наиболее привлекательным является т. н. "компромиссный" вариант требований: прибор должен обеспечивать разрешение всех мультиплетов на 2—7 массовых числах (кроме Т+3Не+), но его не следует ориентировать на разделение изотопно-замещенных углеводородов, т. к. требуемая при этом разрешающая способность (~27 000) практически исключает точностные измерения. Выдвинут ряд технических предложений, направленных на построение оптимального специализированного прибора – компактного и имеющего разрешающую способность порядка 3500 при относительной интенсивности соседних ионов 10—3. Показано, что только статические масс-спектрометры обладают формой линии, достаточной для таких измерений, а оптимальной является комбинация источника ионов холодной электронной ионизации и призменного масс-анализатора с двойной фокусировкой, для которого ранее был создан прототип.

 
Кл. сл.: масс-спектрометрия, водород, дейтерий, тритий, изотопный анализ, гелий, электронная ионизация, призменные ионно-оптические системы

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Галль Л.Н.)
АО "ВНИИНМ", г. Москва (Семенов А.А., Кудрявцев В.Н., Лизунов А.В.,
Лесина И.Г., Иванов Б.В., Букин   А.Н.
)
АО "НИИТФА", г.Москва (Штань А.С., Кирьянов Г.Е.)
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург
(Антонов А., Галль Н.Р.)
Контакты: Галль Николай Ростиславович, gall@ms.ioffe.rssi.ru

 
Материал поступил в редакцию 20.07.2016

Стр. 24—34

 

© Т. Э. Кулешова, М. Н. Блашенков, Д. О. Кулешов, Н. Р. Галль

РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ФИТОТРОНА С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ВАРЬИРОВАНИЯ СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ СУТОЧНОЙ ЭКСПОЗИЦИИ И ЕГО БИОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Разработан и оттестирован компактный лабораторный фитотрон с программируемым светодиодным источником облучения для изучения влияния физических факторов на растения. Устройство позволяет обеспечить воспроизводимость результатов биофизических исследований и стандартизовать условия роста и развития растений, используемых как объекты исследования. Изучено действие спектра освещения и суточной экспозиции, в том числе в условиях светодефицита, на содержание светочувствительных пигментов в хлорофитуме хохлатом (Chlorophytum comosum maculatum) и овсе посевном (Avena sativa).

 
Кл. сл.: спектр освещения, световой день, фитотрон, светодиодный источник освещения, фотосинтетический поток фотонов, содержание хлорофилла, Chlorophytum comosum maculatum, Avena sativa

Полный текст >>

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург
(Кулешова Т.Э., Галль Н.Р.)
OOO "Кристалл Техносервиc", г. Санкт-Петербург (Блашенков М.Н.)
Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Кулешов Д. О., Галль Н.Р.)
Контакты: Кулешова Татьяна Эдуардовна, www.piter.ru@bk.ru

 
Материал поступил в редакцию 16.05.2016

Стр. 35—43

 

© С. В. Кулешов, А. Ю. Аксёнов, А. А. Зайцева

О ПОДХОДЕ К ПОСТРОЕНИЮ ПРОГРАММНО-ОПРЕДЕЛЯЕМОЙ КАМЕРЫ (ОБЗОР)

В статье предлагается подход к созданию программно-определяемых цифровых камер, которые могут изменять свои свойства в процессе работы без механической перестройки оптической системы и использования движущихся частей. Описывается возможная структура такой камеры.

 
Кл. сл.: программно-определяемый, камера, фотосенсор, диафрагма, оптическая система

Полный текст >>

Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН
Контакты: Зайцева Александра Алексеевна, cher@iias.spb.su

 
Материал поступил в редакцию 5.05.2016

Стр. 44—49

 

© В. В. Манойлов, Ю. А. Титов, А. Г. Кузьмин, И. В. Заруцкий

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И КЛАССИФИКАЦИИ МАСС-СПЕКТРОВ ВЫДЫХАЕМЫХ ГАЗОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСКРИМИНАНТНОГО АНАЛИЗА

В работе рассматриваются методы классификации масс-спектров, основанные на использовании линейного дискриминантного анализа. Рассмотрена задача классификации людей по группам здоровья на основе анализа масс-спектров выдыхаемых газов. Приводятся примеры апробации предлагаемых методов.

 
Кл. сл.: масс-спектрометр, линейный дискриминантный анализ, классификация масс-спектров

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Манойлов В.В., Титов Ю.А., Кузьмин А.Г., Заруцкий И.В.)
Университет ИТМО, г. Санкт-Петербург (Манойлов В.В.)
Контакты: Манойлов Владимир Владимирович, manoilov_vv@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 21.04.2016

Стр. 50—56

 

© Б. П. Шарфарец, Е. Б. Шарфарец, Н. Н. Князьков, Т. Н. Пашовкин

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕРМОУПРУГОСТИ И ГИДРОДИНАМИКИ ТЕПЛОПРОВОДЯЩЕЙ СЖИМАЕМОЙ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ПАКЕТОВ

Проделан выборочный анализ адекватности конкретного пакета по численному решению задач математической физики. Анализ показал необходимость обязательной верификации алгоритмов, принятых в пакете для моделирования, по нужным исследователю математическим моделям, а не по имеющимся в пакете. Это предполагает прописывание в пакете оригинальных пользовательских моделей.

 
Кл. сл.: теплоперенос в жидкости, термоупругость, уравнение Навье–Стокса

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Шарфарец Б.П., Шарфарец Е.Б., Князьков Н.Н.)
Институт биофизики клетки РАН, Московская обл., г. Пущино (Пашовкин Т.Н.)
Контакты: Шарфарец Борис Пинкусович, sharb@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 26.02.2014

Стр. 57—63

 

© А. С. Ильин

СВОЙСТВА МЕДИАНЫ С УЧЕТОМ ДРЕЙФА ОДНОГО ИЗ ГРУППЫ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПРИ НОРМАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ

Предполагается, что данные, поступающие от каждого измерителя, распределяются по нормальному закону. Получены формулы вычисления математического ожидания и дисперсии медианы, когда данные от одного из группы измерителей подвержены дрейфу. В качестве медианы берем значение, оказавшееся в середине сортированного списка значений от нечетного количества измерителей. Оказалось возможным взять интегралы и получить аналитические формулы при использовании приближенной формулы интеграла вероятности (функции Лапласа). На основе результатов численного интегрирования в полученные формулы добавлены поправочные функции. Определены границы предпочтительности медианы в сравнении со средним арифметическим.

 
Кл. сл.: медиана, нормальное распределение, 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 15.04.2016

Стр. 64—74

 

© В. Б. Алмазов

МОДЕЛЬ ПЕРЕХОДНОГО ПОЛЯ МЕЖДУ КВАДРУПОЛЬНЫМ ФИЛЬТРОМ МАСС И ПРЕФИЛЬТРОМ

Предложена аналитическая функция, описывающая переходное поле в области между квадрупольным фильтром масс (КФМ) и префильтром. Функция была получена путем построения численной модели распределения потенциала в области соединения КФМ и префильтра с помощью программного обеспечения SIMION 8 и последующей аппроксимации методом наименьших квадратов функции распределения потенциала в этой области. В качестве базовой для аппроксимации была выбрана экспоненциальная функция по аналогии с описанной ранее функцией краевого поля. Предложены два варианта функции переходного поля: полный вариант трех координат, учитывающий поперечные координаты x, y и продольную z, и упрощенный вариант одной продольной координаты z. Наличие функции переходного поля вместе с функцией краевого поля позволяет аналитически описать движение иона в электродной системе КФМ–префильтр, что дает возможность исследовать характеристики такой системы методами динамики фазового пространства.

 
Кл. сл.: квадрупольный фильтр масс, префильтр, переходное поле

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Йошкар-Ола

Контакты: Алмазов Виктор Борисович, diamondvictor@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 18.05.2016

Стр. 75—82

 

© А. С. Ильин

ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ КОРРЕКТИРОВКИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ ОДНОТИПНЫХ ДАТЧИКОВ (НА ПРИМЕРЕ КОСИНУСНОГО ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ)

Предполагается, что на этапе эксплуатации существует возможность производить измерение изотропного фона. Выполняя сортировку измеренных значений в группе однотипных датчиков, в случае одинаковости их чувствительности получаем для каждого датчика равномерную картину распределения по позициям сортированного списка. В случае дрейфа чувствительности одного датчика возникает дисбаланс: измеренные значения от этого датчика оказываются в одной половине чаще, чем в другой. Представлены формулы и результаты вычислений, устанавливающие зависимость дисбаланса от величины дрейфа одного датчика в качестве основы для динамической корректировки коэффициентов чувствительности однотипных датчиков. В качестве примера рассмотрено косинусное распределение измеряемой случайной величины. Сделан выбор параметров этого распределения по некоторым критериям сходства с нормальным распределением.

 
Кл. сл.: интеллектуальные датчики, чувствительность, дрейф, корректировка, точность, живучесть, самовосстановление

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 21.06.2016

Стр. 83—94

 

© Б. П. Шарфарец

О ВОЛНОВОДНОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ ЗВУКОВЫХ ПУЧКОВ В НЕЛИНЕЙНОЙ СРЕДЕ. ОБЗОР

Обзор посвящен изложению условий, при которых возникает эффект самовоздействия акустических пучков в нелинейной среде. Для этого излагается формализм получения решения безразмерного уравнения Хохлова–Заболотской и нахождения соответствующих критериев подобия Хохлова, при которых возникает эффект самовоздействия акустических пучков. Приводятся различные формы уравнения Хохлова–Заболотской. Исследуется дополнительно вопрос, связанный с необходимой точностью задания параметров в уравнении Хохлова–Заболотской.

 
Кл. сл.: нелинейная акустика, самовоздействие акустических пучков, уравнение Хохлова–Заболотской, критерий подобия Хохлова

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Шарфарец Борис Пинкусович, sharb@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 12.07.2016

Стр. 95—107

 

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.