В работе описано применение лазерного метода количественного поляризационно-оптического анализа к изучению структур, формирующихся в магнитной жидкости c избытком поверхностно-активного вещества. Показано, что добавление определенных количеств олеиновой кислоты к коллоидному раствору магнетита в керосине заметно меняет характеристики наблюдаемых поляризационных магнитооптических откликов уже при относительно слабых, порядка нескольких десятков эрстед полях. Данный эффект связан с возникновением коагулятов, изменяющих форму под действием внешнего магнитного поля. Развитые методические подходы и полученные результаты могут быть использованы для исследований процессов агломерации и структурообразования в магнитных жидкостях разных типов.

 
Кл. сл.: лазер, поляризационно-оптический анализ, магнитооптика, магнитные жидкости

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
(Прокофьев А.В., Плешаков И.В.)
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург
(Прокофьев А.В., Плешаков И.В.)
Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Фофанов Я.А.)
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет) (Бибик Е.Е.)
Контакты: Фофанов Яков Андреевич, yakinvest@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 23.08.2017

Проведено экспериментальное изучение и численное моделирование влияния геометрических и электрических параметров источников ионов с ионизацией при атмосферном давлении на транспортировку ионов от места ионообразования до входа в вакуумный интерфейс анализатора. Показана возможность эффективного управления потоком ионов с минимально возможными потерями в плотном газе. Выяснено, что основным источником потери ионов при транспортировке в покоящемся газе является движение по силовым линиям электрического поля замыкающихся, в частности, на краях отверстий электродов в источнике ионов. Влияние на поток ионов рассеяние в плотном газе и объемного заряда второстепенно в исследованной геометрии источника ионов и условиях.

 
Кл. сл.: коронный разряд, мениск распыляемой жидкости, ионный поток, объемный заряд

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Кузьмин Д.А.)
Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Мурадымов М.З., Краснов Н.В., Помозов Т.В., Арсеньев А.Н.)
Контакты: Краснов Николай Васильевич, krasnov@alpha-ms.com

 
Материал поступил в редакцию 14.09.2017

Данная работа является продолжением в основном экспериментальных исследований источников ионов с ионизацией при атмосферном давлении – электроспрей и коронный разряд. Рассмотрен вариант источника ионов, когда игла с коронным разрядом или капилляр с мениском распыляемой жидкости выступают за плоскость противоэлектрода – такую геометрию источника ионов можно назвать инверсной. Проведено экспериментальное изучение и численное моделирование влияния геометрических и электрических параметров источников ионов с ионизацией при атмосферном давлении для инверсной геометрии на транспортировку ионов от места ионообразования до входа в вакуумный интерфейс анализатора. Показана возможность увеличения отбора тока ионов из первичного потока заряженных частиц в несколько раз по сравнению с традиционной геометрией при минимально возможных потерях в плотном газе. Влияние на поток ионов рассеяния в плотном газе и объемного заряда второстепенно в исследованной геометрии источника ионов и условиях.

 
Кл. сл.: коронный разряд, мениск распыляемой жидкости, ионный поток, объемный заряд

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Кузьмин Д.А.)
Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Мурадымов М.З., Краснов Н.В., Помозов Т.В., Арсеньев А.Н.)
ООО "БиАП" (Краснов М.Н.)
Контакты: Краснов Николай Васильевич, krasnov@alpha-ms.com

 
Материал поступил в редакцию 26.09.2017

В статье предлагается решение электродиффузионной задачи, которое может быть использовано в исследованиях суспензий клеток и других частиц (например, липосом) с применением зондирующих (индикаторных) ионов, но также и в прикладных задачах. Например, при изучении доставки в клетки лекарственных препаратов или при изучении воздействия коротких электрических импульсов на клеточные суспензии. Предполагается, что продолжительность процесса электродиффузии определяется не пулом индикаторных ионов, а условиями на поверхности частиц, т. е. поверхностным и электрокинетическим потенциалами. Адсорбция индикаторных ионов кинетически описывается при малых временах (менее одной миллисекунды) как дрейф ионов в электрическом поле у поверхности частицы и диффузия – при относительно больших временах. Обосновываются оптимальные значения концентрации индикаторных ионов при использовании таких инструментальных методов, как потенциометрический и флуоресцентный анализы.

 
Кл. сл.: биоколлоиды, зондирующие (индикаторные) ионы, электродиффузия, кинетика связывания, оптимальные концентрации

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

 
Материал поступил в редакцию 4.10.2017

В работе предложена усовершенствованная методика определения разброса температур по лункам на основе нелинейной аппроксимации сигмоидальной функцией (СФ) сигналов флуоресценции при плавлении ДНК. Использованы флуоресцентные зонды с высокой температурной зависимостью (порядка 15 % К^–1). Результаты представлены в табличном и графическом виде. Показано, что температура плавления ДНК во всех пробирках и их среднее значение соответствуют абсолютной шкале температуры в °С. Получены следующие результаты: разброс температур не более ±0.2 °С, среднее значение температур плавления ДНК всех пробирок равно T_mс = 80.82 °С. Максимальное отклонение температуры по 6 группам по 16 пробирок (4 × 4) от среднего значения составляет 0.15 °С и не превосходит предельно допустимых значений ±0.2 °С. Предложено использовать полученные результаты для выравнивания каналов управления элементов Пельтье, настройки, калибровки и проверки тепловых параметров анализаторов нуклеиновых кислот.

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

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

 
Материал поступил в редакцию 16.10.2017

Изучено влияние 2.65 МГц фокусированного ультразвукового поля на выход ДНК M. tuberculosis при использовании модельных растворов и коммерческих наборов для сорбции на силикатных микроколонках и на магнитных частицах в диапазоне интенсивности ультразвука 1.2÷3.0 Вт/см². Показано, что в обоих случаях (сорбция и в колонках, и на магнитных частицах) величина выхода сначала увеличивается пропорционально интенсивности ультразвукового поля, а после достижения максимума изменяется обратно пропорционально интенсивности. Максимальное значение выхода и при сорбции на микроколонках, и при сорбции на магнитных частицах составляет 82 % при интенсивности 2.0 Вт/см². Таким образом, выделение ДНК в 2 раза эффективнее, чем в отсутствие ультразвука, и на 10 % выше, чем при оптимальной температуре 70 ºС.
Визуальные наблюдения и фото-, видео-съемка позволили оценить структуру акустического поля и акусти-ческого течения при озвучивании суспензии магнитных частиц и ее изменение во времени при различных интенсивностях поля. Проведено краткое обсуждение влияния на сорбцию ДНК на микроколонке некото-рых физических эффектов, возникающих при пропускании жидкости через пористые среды в ультразвуко-вом поле. На основе литературных данных и электрофореза оценена возможность фрагментации и деструк-ции молекул ДНК в изученных условиях. Разрушение плазмиды происходило при значениях интенсивности около 3.0 Вт/см2 и только при озвучивании в течение времени более 1 мин.
Сделан вывод, что выбор одной из двух исследованных сорбционных систем определяется скорее удобст-вом использования и наличия у пользователя, чем рабочими характеристиками.

 
Кл. сл.: нуклеиновые кислоты, влияние ультразвука, выделение ДНК, очистка ДНК, концентрирование ДНК, диоксид кремния, двуокись кремния

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Петров Д.Г., Макарова Е.Д., Антифеев И.Е., Константинова Н.Н., Малышин С.Н.)
Научно-исследовательский институт гриппа Министерства здравоохранения
Российской Федерации. Санкт-Петербург (Бродская А.В.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Бродская А.В.)
Контакты: Петров Дмитрий Григорьевич, dimoon88@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 18.10.2017

Классический метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени обладает большой погрешностью определения сверхмалых количеств (сотни копий и менее) генетического материала. В этих условиях используются методы цифровой ПЦР. При этом наименьшая погрешность количественного анализа достигается при условиях сопоставимости числа копий и числа аналитических ячеек, в которых регистрируется присутствие хотя бы одной копии анализируемого материала. В работе приведен теоретический вероятностный расчет схемы принципиально новой комбинации: ПЦР и капельной микрофлюидики, которая обеспечит приемлемые характеристики анализа сверхмалых количеств пробы. При этом ПЦР используется исключительно для копирования генетического материала, а количественный анализ производится с помощью капельной микрофлюидики. Приведен пример оценивания погрешности счета числа копий при учете двух различных независимых случайных факторов – отбор 10 %-й части пробы и 1 %-я погрешность счета капель с положительным результатом реакции.

 
Кл. сл.: количественный анализ, полимеразная цепная реакция (ПЦР), капельная микрофлюидика, вероятностные характеристики, доверительная вероятность, погрешность, копия (мишень ДНК)

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Буляница А.Л., Посмитная Я.С., Тупик А.Н., Рудницкая Г.Е., Евстрапов А.А.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Буляница А.Л.)
Университет ИТМО, г. Санкт-Петербург (Посмитная Я.С., Евстрапов А.А.)
Контакты: Буляница Антон Леонидович, antbulyan@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 31.08.2017

Электрические и магнитные поля, однородные по Эйлеру, являются удобным инструментом для разработки электронно- и ионно-оптических систем. Принцип подобия траекторий в таких полях, впервые примененный Ю.К. Голиковым, позволяет более осмысленно и целенаправленно синтезировать нужные исследователю оптические схемы при использовании полей, принадлежащих этому классу. Данная работа посвящена анализу общей формулы Уиттекера для трехмерных гармонических функций, однородных по Эйлеру. Она является продолжением цикла работ по исследованию свойств гармонических потенциалов, являющихся однородными по Эйлеру функциями, и их применению для синтеза эффективных электронно- и ионно-оптических систем.

 
Кл. сл.: электрические поля, магнитные поля, однородные по Эйлеру функции, принцип подобия траекторий в оптике заряженных частиц, аналитические решения уравнения Лапласа

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Бердников А.С.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
(Краснова Н.К., Соловьeв К.В.)
Контакты: Бердников Александр Сергеевич, asberd@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 30.05.2017

Данная работа посвящена анализу формулы Уиттекера для трехмерных гармонических функций нулевого порядка и некоторым ее следствиям. Она является продолжением цикла работ, посвященных исследованию свойств гармонических потенциалов, являющихся однородными по Эйлеру функциями, и их применению для синтеза эффективных электронно- и ионно-оптических систем.

 
Кл. сл.: электрические поля, магнитные поля, однородные по Эйлеру функции, принцип подобия траекторий в оптике заряженных частиц, аналитические решения уравнения Лапласа, формула Донкина

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Бердников А.С.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
(Краснова Н.К., Соловьeв К.В.)
Контакты: Бердников Александр Сергеевич, asberd@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 30.05.2017

Рассмотрено влияние акустического поля и поля свободной конвекции, вызванное тепловым источником, на показатель преломления света в однородной сплошной среде. Приведены соответствующие выражения для обоих полей, позволяющие рассчитать возмущения плотности среды, а следовательно, возмущение показателя преломления света, вызванное возмущением плотности. Приведены конкретные порядки величины скорости жидкости при свободной конвекции, относительные величины изменения плотности, а также выражение для числа Грасгофа как параметра интенсивности течений при свободной конвекции.

 
Кл. сл.: показатель преломления света, свободная конвекция, уравнения Буссинеска, число Грасгофа

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

 
Материал поступил в редакцию 13.10.2017

На примере линкомицина показана возможность использования количественной масс-спектрометрии для обнаружения антибиотиков в широком диапазоне концентраций в молоке пролеченных животных. Построена калибровочная кривая для определения концентрации линкомицина в молоке для МХ5310 – времяпролетного масс-спектрометра с источником ионов типа "электроспрей" и ортогональным способом ввода ионов. Обнаружен линкомицин в молоке при его концентрациях, меньших и больших ПДК.

 
Кл. сл.: масс-спектрометрия, электроспрей, времяпролетный масс-спектрометр, линкомицин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
(Колпакова Ю.Д., Малютенкова С.М.)
Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Бубляев Р.А.)
Контакты: Бубляев Ростислав Анатольевич, bub-slava@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 26.09.2017

Проведено исследование возможностей применения масс-спектрометра с мембранным интерфейсом для неинвазивного измерения чрезкожного выделения CO₂ человека. В результате разработана методика чрезкожных измерений на уровне верхней трети предплечья верхних конечностей, проведен анализ воспроизводимости результатов. Выполнена калибровка измерительной аппаратуры и проведены опытные клинические измерения. Полученные результаты проанализированы и им дана предметная интерпретация. Разработанный метод может быть рекомендован к внедрению в клиническую практику.

 
Кл. сл.: масс-спектрометр, мембранный интерфейс, углекислый газ

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург (Елизаров А.Ю.)
ЗАО "Научные приборы", г. Санкт-Петербург
(Елохин В.А., Николаев В.А., Ершов Т.Д.)
Военно-медицинская академия , г. Санкт-Петербург
(Фаизов И.И., Левшанков А.И., Щеголев А.В.)
Контакты: Ершов Тимофей Дмитриевич, ershov_t@sinstr.ru

 
Материал поступил в редакцию 19.09.2017

    ¹Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
    ²ЦНИИ "Прометей" НЦ "Курчатовский институт"

Описаны прорывные научные исследования в области молекулярно-генетического анализа, которые относятся к рискованному, значительному для государственных организаций финансированию. Представлены научные приборы, иллюстрирующие развитие одного из наиболее перспективных направлений научного приборостроения, которое позволяет создавать малогабаритные аналитические системы с современным программным обеспечением для экспресс-анализа большого разнообразия биологических проб.

 
Кл. сл.: биологический образец, секвенатор ДНК, микрофлюидный чип, полимеразная цепная реакция ПЦР, флюоресценция, капилляр

Контакты: Слепак Борис Семёнович, slepak@mail. ru

 
Материал поступил в редакцию: 1.11.2017

 
НОМЕР 1 (112 c.)
Тематический: Работы участников Всероссийской научно-практической конференции
"НАУЧНОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ – СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ", 15—16 ноября 2016 г., Москва
РАБОТЫ С КОНФЕРЕНЦИИ (c. 5—56)
ФИЗИКА ПРИБОРОСТРОЕНИЯ (c. 57—82)
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ (c. 83—112)
 
НОМЕР 2 (108 c.)
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ (c. 3—31)
ФИЗИКА ПРИБОРОСТРОЕНИЯ (c. 32—65)
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ (c. 66—90)
ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ (c. 91—108)
 
НОМЕР 3 (136 c.)
ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ (c. 3—27)
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ ДЛЯ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ (c. 28—54)
ФИЗИКА И ХИМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ (c. 55—69)
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ (c. 70—136)
 
НОМЕР 4 (128 c.)
ФИЗИКА ПРИБОРОСТРОЕНИЯ (c. 3—23)
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МЕТОДИК (c. 24—55)
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ (c. 56—97)
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ ДЛЯ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ (c. 98—106)
ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ (c. 107—117)

 
Полный текст >>