Предложен способ модификации мишени для МАLDI-МS-анализа, позволяющий селективно выделять аналиты из биологических образцов непосредственно на поверхности мишени, как альтернатива классическим методам. Для модификации мишени суспензию металл-аффинного сорбента на основе оксида железа(III) в 50% водно-метанольном растворе электрораспыляли в бескапельном режиме c динамическим делением потока жидкости при атмосферном давлении в нормальных условиях. МАLDI-мишень выступала в качестве противоэлектрода. На МАLDI-мишень наносился слой сорбента в виде пятна, частицы которого в дальнейшем устойчивы к воздействию растворителей. На модифицированной МАLDI-мишени проводилось металл-аффинное обогащение фосфорилированного пептида с аминокислотной последовательностью SSNGHV(pY)EKLSSI из образца триптического гидролизата глобина человека. МАLDI-масс-спектр записывали с пятна сорбента. Такая методика создана в качестве альтернативы трудоемкой пробоподготовке биопроб и позволяет ограничиться минимальными объемами образца и растворителей.

 
Кл. сл.: металл-аффинная хроматография, МАLDI-масс-спектрометрия, оксид железа (III), фосфопротеомика, модификация поверхности, электроспрей

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Кельциева О.А., Мурадымов М.З., Суходолов Н.Г., Краснов Н.В., Подольская Е.П.)
Санкт-Петербургский государственный университет (Суходолов Н.Г.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Колпакова Ю.Д.)
Институт токсикологии ФМБА России, Санкт-Петербург (Кельциева О.А., Подольская Е.П.)
ООО "Девайс Консалтинг", Санкт-Петербург (Краснов М.Н.)
Контакты: Краснов Николай Васильевич, krasnov@alpha-ms.com

 
Материал поступил в редакцию 26.04.2019

В статье представлены результаты измерений, показывающие, что прямая потенциометрия с использованием липофильных индикаторных ионов (тетрафенилфосфоний) может быть использована как чувствительный инструмент для исследования энергетического состояния клеток. Показано, что воздействие микросекундных электрических импульсов высокой напряженности на аэробные клетки B . subtilis изменяет потенциальный профиль клеточной периферии, т.е. прежде всего трансмембранный и поверхностный потенциалы клеток. С физической точки зрения анализ воздействия основан на механизме поляризации клеток как индуцированном дрейфе свободного ионного заряда, который соответствует экстремально большим значениям – диэлектрической проницаемости и поглощенной энергии. Определены значения напряженности поля и времени воздействия, обеспечивающие инактивацию клеток.

 
Кл. сл.: высоковольтные импульсы, бактериальные клетки, поляризация, тетрафенилфосфоний, потенциометрия

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

 
Материал поступил в редакцию 09.11.2018

В настоящей статье приведены результаты использования экспериментальной версии программного обеспечения количественного анализа для анализаторов нуклеиновых кислот АНК-32, АНК-48 и АНК-96, разработанной на основе нового способа автоматического определения порогового цикла C_t. Этот способ основан на аппроксимации зависимости сигнала ПЦР-РВ полиномом 3-й степени. Выполнена экспериментальная проверка погрешности калибровки при количественном ПЦР-анализе.

 
Кл. сл.: ДНК, анализатор нуклеиновых кислот, сигналы ПЦР-РВ, пороговый цикл

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

 
Материал поступил в редакцию 26.04.2019

Концентрация альфа-2-макроглобулина (α2-MG) в сыворотке может значительно варьироваться при ряде заболеваний, поэтому количественное определение этого белка используется в диагностике. Рутинные иммунологические или ферментативные методы определения концентрации α2-MG в сыворотке довольно сложны. Методы требуют специфических антител или измерения скорости гидролиза конкретных субстратов и не отличают свободную форму α2-MG от связанной. Мы предлагаем новый масс-спектрометрический подход для идентификации и количественного определения некоторых биомаркеров сыворотки крови на основе структурно-функциональных характеристик взаимодействия α2-MG с трипсином, характеризующегося отщеплением пептида VGFYESDVMGR. Была разработана методика изотопного обмена (¹⁸О) для приготовления внутреннего стандарта, включая прямой изотопный обмен в сыворотке крови. Количественный потенциал предлагаемой методики превращает масс-спектрометрию (MALDI) в подходящий и эффективный инструмент для диагностики воспалительных процессов. Возможности предложенного подхода были продемонстрированы на примерах определения концентрации активной формы α2-MG человека в сыворотке крови пациентов с заболеваниями легких. Высокий потенциал предложенного метода позволяет распространять его на белки, которые образуют комплексы с трипсином, но в которых в отличие от человеческого α2-MG не происходит отщепления свободных пептидов. К ним относятся альфа-1-антитрипсин (α1-AT), мышиный α2-MG и ряд других сывороточных белков. Применение метода показано при тестировании противовирусного препарата "Триазид" на модели мышей.

 
Кл. сл.: альфа-2-макроглобулин, количественная масс-спектрометрия, биомаркеры, сывороточный амилоид А, альфа-1-антитрипсин

ФГБУ "НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева" Минздрава России, Санкт-Петербург
(Протасов А.В., Тараскин А.С., Забродская Я.А., Миргородская О.А.)
Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург (Бубляев Р.А.)
Кафедра пульмонологии ФПО ГБОУ ВПО Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова, Санкт-Петербург (Новикова Л.Н.)
Контакты: Миргородская Ольга Александровна, oa.mir@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 18.12.2018

Портативный масс-спектрометр с мембранным методом ввода пробы, разработанный ранее, показал стабильную воспроизводимость и скорость анализа. Для уменьшения времени анализа, удобства использования и снижения влияния на кровоток в работе был разработан модернизированный мембранный интерфейс. Была выполнена калибровка масс-спектрометра с мембранным интерфейсом. Представлены результаты разработки и апробации неинвазивного масс-спектрометрического метода измерения чрезкожного выделения CO₂ здоровых людей в 3 точках тела. Проведены измерения концентрации СО₂, выделенного через кожу во время умеренной и тяжелой физической нагрузки.

 
Кл. сл.: портативный масс-спектрометр, мембранный интерфейс

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
(Подласкин А.Б., Ерофеев А.В.)
АО "Научные приборы", Санкт-Петербург (Ершов Т.Д.)
Контакты: Ершов Тимофей Дмитриевич, orienteer@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 5.12.2018

В работе предлагается способ измерения локальной концентрации N и локальной температуры Т магнитных наночастиц внутри живого организма при помощи магнитно-резонансного томографа, работающего при двух индукциях магнитного поля В₁ ˃ 3kT и В₂ < kT: N = M₁ / P, Т = РВ₂/ (k ln(М₁/ М₂)) (k – постоянная Больцмана; Р – магнитный момент наночастицы; М₂, М₁ – намагниченности, измеренные при индукциях В₂ и В₁).

 
Кл. сл.: локальнaя концентрация наночастиц, локальная температура наночастиц, рентгеновский томограф, магнитно-резонансный томограф

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
Контакты: Жерновой Александр Иванович, azhspb@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 25.01.2019

Разработан и создан электромагнит узла образца для рефлектометра поляризованных нейтронов (РПН), предназначенный для установки на "Н3"-нейтроноводе реактора ИР-8 НИЦ "Курчатовский институт". Особенностью данного электромагнита являются повышенные требования к величине (200 мТл) и однородности индукции магнитного поля (максимальное отклонение направления вектора индукции от вертикали не более 2 %), а также компактности. Расчетные характеристики магнита подтверждены результатами экспериментальных измерений.

 
Кл. сл.: электромагнит, однородность индукции магнитного поля, рефлектометр поляризованных нейтронов

НИЦ "Курчатовский институт"-ПИЯФ, Гатчина
Контакты: Гилев Александр Георгиевич, alexandrgilev@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 7.12.2018

Предложена, разработана и внедрена в практику спектроскопических исследований многоходовая кювета для измерения спектров комбинационного рассеяния света жидкостей. Установлено, что использование предложенной многоходовой кюветы позволяет увеличить отношение сигнал/шум более чем в два раза. Показано, что достоинством предложенной многоходовой кюветы является простота и доступность изготовления.

 
Кл. сл.: комбинационное рассеяние, колебательная спектроскопия, многоходовая кювета, спектры жидкостей

Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра РАН
Контакты: Алиев Амиль Ризванович, amilraliev@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 5.12.2018

Использование мультифункциональных устройств ввода / вывода в экспериментальном образце капиллярного дифференциального титрационного нанокалориметра (далее нанокалориметр) обеспечило эффективность разработки путем уменьшения времени, затраченного на поиск оптимальной структуры этого прибора и создание документации на наиболее технологически сложный и трудоемкий узел – калориметрический блок нанокалориметра. Нанокалориметр превышает мировой уровень, обеспечивая работу с короткоживущими объектами, предусмотрена возможность ввода в течение 10—20 с в измерительный объем калориметрических камер добавки, хранившейся на льду. Нанокалориметр перспективен для использования в исследованиях, повышающих продуктивность и расширяющих ареал возделывания культурных растений путем поиска механизмов и соединений, снижающих неблагоприятное воздействие экстремальных факторов природной среды.

 
Кл. сл.: капиллярная калориметрическая камера, тепловой шунт, мультифункциональные устройства ввода/вывода, дозирующий шприц, винтовой механизм

Институт биологического приборостроения РАН, г. Пущино, Московская область
Контакты: Моисеева Софья Петровна, spmoiseewa@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 21.12.2018

Ранее автором был предложен метод построения системы надежной эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи для электроснабжения космического аппарата. Метод обеспечивает непрерывный контроль за напряжением каждого отдельного элемента батареи как в процессе разряда, так и в процессе заряда. Здесь продолжено описание его схемотехнической реализации, важные особенности которой не рассмотрены ранее.

 
Кл. сл.: поэлементный контроль, литий-ионный аккумулятор, ЛИАБ, космический эксперимент, эффект самоподпитки ключей

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Центр космических информационных технологий, Троицк, Москва
Контакты: Лисин Дмитрий Валерьевич, lisindv@izmiran.ru

 
Материал поступил в редакцию 28.01.2019

В работе проведено моделирование промежуточных форм при трансформации эритроцитов на примере трехмерных фигур для последующего исследования изменения оптоакустических сигналов. Смоделированы пространственные фигуры эритроцитов с помощью полинома Чебышева. Разработана модель изменения формы эритроцитов для моделирования акустического сигнала с целью определения формы эритроцитов, используя оптоакустический эффект. Известно, что эритроциты переносят кислород и углекислый газ. Кислород переносится из легких в ткани, где он обменивается на CO₂. Здоровый эритроцит имеет двояковогнутую форму, клетка является гибкой и принимает форму колокола, когда она проходит через очень маленькие кровеносные сосуды. Эритроцит покрыт мембраной, состоящей из липидов и белков, без ядра и содержит гемоглобин – красный, богатый железом белок, который связывает кислород. Перед выделением из костного мозга в периферическую кровь эритроциты теряют свои ядра, что дает преимущества уменьшенного веса и превращения в двояковогнутый диск с повышенной деформируемостью по сравнению с более жестким сфероидальным.

 
Кл. сл.: оптоакустический эффект, акустический сигнал, эритроциты, лазер

Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения,
Южный федеральный университет, Таганрог, Россия
Контакты: Кравчук Денис Александрович, kravchukda@sfedu.ru, denik545@ya.ru

 
Материал поступил в редакцию 4.04.2019

Актуальность исследований обусловлена тем, что нейтронно-активационный анализ (НАА) является одним из удобных способов определения состава образцов природного и техногенного происхождения. Среди таких объектов – уникальные образцы пород, минералов, конденсаты, пыль, "горячие" частицы и т.д. При этом результативность анализа зависит от применяемых методов и методик. НАА является высокочувствительным (до 10^—14 г), мультиэлементным, неразрушающим, менее зависящим от массы и состава образца, от форм нахождения элементов.
Основной целью исследования являлось создание информативной имитационной модели полупроводникового детектора на основе кристаллов из особо чистого германия (ОЧГ-детектора) GC1518 как инструмента исследования методом Монте-Карло процессов взаимодействия гамма-квантов с кристаллом детектора.
Объекты исследований — отклик детектора, полученный экспериментально и с помощью модели, использующей метод Монте-Карло.
Основным инструментом, используемым для проведения инструментального нейтронно-активационного анализа, является полупроводниковый ОЧГ-детектор на основе кристаллов под общей маркировкой HPGe.
Настоящая работа посвящена моделированию с помощью программы MCNP, реализующей метод Монте-Карло, процесса регистрации гамма-квантов одним из таких детекторов.
В ходе исследований выполнены: а) большое количество экспериментальных измерений с полупроводниковым детектором марки Canberra GC1518, используя набор стандартных источников на различных расстояниях и углах поворота; б) создание вариантных моделей; в) параметрическое моделирование; г) анализ толщины мертвого слоя и сделано заключение о чувствительном объеме кристалла детектора.
Разработана модель, повторяющая параметры реального гамма-спектрометра, которая позволяет рассчитывать эффективность регистрации гамма-квантов в широком диапазоне энергий до 1.5 МэВ.

 
Кл. сл.: полупроводниковый детектор, объем кристалла, эффективность регистрации, гамма-кванты, метод Монте-Карло

Институт атомной энергии Национального ядерного центра Республики Казахстан, г. Курчатов, Республика Казахстан (Попов Ю.А., Прозорова И.В., Прозоров А.А.)
Национальный исследовательский Томский политехнический университет,
г. Томск, Российская Федерация (Сабитова Р.Р.)
Контакты: Прозорова Ирина Валентиновна, prozorova@nnc.kz

 
Материал поступил в редакцию 27.02.2019

Показано, что наличие обратимости двух электрокинетических явлений – электроосмоса и потенциала течения – позволяет использовать один и тот же преобразователь, основанный на наличии в капиллярно-пористых структурах развитого двойного электрического слоя, в режиме излучателя и приемника акустических колебаний. Эта обратимость выражена путем записи уравнения Навье–Стокса для случая потенциала течения (приемник), которое оказалось эквивалентным аналогичному уравнению для случая электроосмоса (излучатель). Проведен анализ полученных выражений.

 
Кл. сл.: электрокинетические явления, электроосмос, потенциал течения, акустический излучатель, акустический приемник, уравнение Навье—Стокса

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

 
Материал поступил в редакцию 26.10.2018

В работе вычислялся телесный угол, стартовав в пределах которого электроны попадают на детектор цилиндрического зеркала. радиус наибольшего отклонения электронов от внутреннего цилиндра получен в виде ряда, который обеспечивает хорошую точность для углов до 20°. Решение уравнения движения электронов в цилиндрическом зеркале, полученное в виде ряда Тэйлора, показало хорошее совпадение с результатами прямого интегрирования модифицированного уравнения движения.

 
Кл. сл.: энергоанализатор, цилиндрическое зеркало, кольцо эмиссии, выходная диафрагма

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Шевченко Сергей Иванович, nyro2@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 14.11.2018

1 марта ушел из жизни Жорес Иванович Алфёров — выдающийся советский и российский ученый, крупнейший специалист в области физики полупроводников, лауреат Ленинской и Государственных премий, лауреат Нобелевской премии по физике 2000 г., вице-президент Российской академии наук, старейший физтеховец и директор ФТИ им. А.Ф. Иоффе в 1987–2003 гг.

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Кретинина Александра Владимировна, noo_iap@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 25.03.2019