Посвящение. Светлой памяти профессора Лидии Николаевны Галль. В обзоре представлены все этапы разработки новых металл-аффинных сорбентов на основе коллапсированных монослоев стеаратов металлов (монослоев Ленгмюра), от идеи до практической реализации.

 
Кл. сл.: металл-аффинная хроматография, сорбент, монослои Ленгмюра, коллапсированные монослои стеаратов металлов, МАЛДИ-МС

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Суходолов Н.Г., Подольская Е.П.)
Санкт-Петербургский государственный университет (Суходолов Н.Г., Селютин А.А.)
Контакты: Суходолов Николай Геннадьевич, sng196505@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 14.10.2024

В настоящей работе показана возможность реализации микродисперсного распыления в отрицательной моде с использованием 50 мМ бикарбоната аммония в 50% водном растворе этанола. На примере диклофенака продемонстрировано, что разработанная методика позволяет добиться снижения влияния солей на масс-спектрометрический анализ и избежать предварительной пробоподготовки. Основное внимание уделяется оптимизации параметров распыления, включая формирование стабильного мениска и условия работы установки. Результаты подтверждают, что метод микродисперсного распыления в отрицательной моде может быть успешно применен для анализа низкомолекулярных соединений и открывает новые возможности для дальнейших исследований в области аналитической химии.

 
Кл. сл.: отрицательный режим распыления, ПАЛДИ-масс-спектрометрия, мелкодисперсное электрораспыление, диоксид титана

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Ильюшонок С.К., Мурадымов М.З., Жуков М.В., Арсеньев А.Н., Подольская Е.П.)
"Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека" Федерального медико-биологического агентства, Санкт-Петербург
(Ильюшонок С.К., Столоногова С.И., Розе К.А.)
Контакты: Ильюшонок Семен Кириллович, ilushonoksem@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 10.10.2024

Данная работа была инициирована Лидией Николаевной Галль в связи с ее экспериментальными исследованиями свойств воды. Описаны теоретические обоснования возможности инструментальной регистрации моментов утраты агрегативной устойчивости коллоидными системами биологического происхождения и общие установки на создание для этого приборного оснащения. Предложен вариант такого оснащения, разработанный в интересах выявления склонности мочи к выделению из нее твердой фазы.

 
Кл. сл.: натуральные коллоидные системы, взаимодействие веществ с электромагнитным излучением низкой интенсивности, камнеобразование в биологических жидкостях, агрегативная устойчивость коллоидных систем

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
Контакты: Черняков Геннадий Михайлович, genmich1@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 21.10.2024

В работе продемонстрирована возможность электрохимического детектирования одиночных молекул ДНК с помощью тонкой SiN-мембраны с интегрированной наноразмерной порой. Были проведены эксперименты по регистрации ионного тока для буферного раствора без/с добавлением молекул ДНК 10 000, 5000 и 500 пар оснований (п.о.). Для анализа полученных данных разработан алгоритм поиска событий транслокаций одиночных молекул через нанопору. Такой алгоритм позволяет анализировать амплитуду, длительность и частоту обнаруженных событий с целью анализа детектируемых молекул. Для ДНК 5000 и 500 п.о показана нелинейная зависимость продолжительности прохождения молекул от их длины. Продемонстрировано, что при уменьшении длины молекул в 10 раз, продолжительность транслокаций снижается на 35%. Продемонстрированная возможность детектирования транслокаций создает основу для создания твердотельного нанопорового сенсора.

 
Кл. сл.: нанопора, твердотельная нанопора, микрофлюидика, ионный транспорт, SiN-мембраны, биосенсоры, ДНК, транслокация ДНК

Институт аналитического приборостроения Российской академии наук,
Санкт-Петербург, Россия (Афоничева П.К., Лебедев Д.В., Букатин А.С., Евстрапов А.А.)
Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет
им. Ж.И. Алферова Российской академии наук, Россия
(Ваулин Н.В., Лебедев Д.В., Букатин А.С., Мухин И.С.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Россия
(Кириленко Д.А., Мухин И.С.)
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии
им. В.Н. Ореховича, Москва, Россия (Аблеев А.Н., Иванов Ю.Д.)
Контакты: Афоничева Полина Константиновна, polina.afonicheva@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 05.08.2024

Описана разработка устройства для настройки и тестирования оптической системы секвенатора ДНК для массового параллельного секвенирования. Устройство содержит микрофлюидную ячейку с флуоресцентными микросферами, иммобилизованными на плоской поверхности канала ячейки. Микросферы диаметром 1 мкм служат моделью флуоресцентных колоний фрагментов ДНК, образующихся в ходе амплификации и последующего секвенирования. Рассмотрен метод иммобилизации стабильного монослоя микросфер на по­верхности канала ячейки.

 
Кл. сл.: секвенатор ДНК, колонии ДНК, флуоресцентные микросферы, микрофлюидная ячейка, оптическая система, цифровые изображения

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Васильева Е.К., Чубинский-Надеждин И.В., Курочкин В.Е., Алексеев Я.И., Куликов Ю.В.)
ООО "НПФ СИНТОЛ", Москва (Алексеев Я.И.)
Контакты: Васильева Екатерина Кимовна, virtkat@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 04.09.2024

Среди проводимых в последние годы Лидией Николаевной Галль работ по изучению свойств воды необходимо особо выделить творчески адаптированный ею для решения данного класса задач метод L-ди­элькометрии. Данный метод, в частности, позволил определять для веществ, растворенных в воде, энергии дальних связей сольватной оболочки в виде характерной квазиспектральной структуры, получаемой при измерении диэлектрических свойств растворов в зависимости от частоты радиочастотного сигнала для области низких частот. В списке работ Л.Н. Галль можно найти ее многочисленные публикации, посвященные данной тематике. В 2024 г. в лаборатории Л.Н. Галль планировался большой цикл работ по методу L-диэлькометрии под ее руководством и при ее непосредственном участии. К сожалению, этим планам не суждено было осуществиться. Памяти нашего научного руководителя и вдохновителя посвящают эту публикацию авторы.

 
Кл. сл.: диэлькометрия, растворы, вода, биосистемы, наноассоциаты, сольватация

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург (Галль И.Р.)
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург (Галль Н.Р.)
Контакты: Галль Иван Ростиславович, vanyagall@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 21.10.2024

На примере работы прибора для проведения генетического анализа серии НАНОФОР 05 рассмотрены источники возможной ошибки, связанные с работой человека-оператора. На основе известных моделей и эмпирических параметров проведена классификация и схематизация ошибок, характерных для различных этапов работы. Предложенные схемы и алгоритмы расчета могут быть обобщены на случай работы с приборами других типов, предполагающих диалоговый режим взаимодействия оператор — прибор. Также описан один из известных тестов на развитие внимательности, относящийся к корректурным пробам, работа с которым может уменьшить число ошибок, вызванных влиянием человеческого фактора. В целом, фактор субъективных человеческих ошибок менее значим по сравнению с отказами элементов приборов или/и некорректностью формирования информативного сигнала – кинетической кривой полимеразной цепной реакции в реальном времени, например, по причине ингибирования реакции, образования пузырей в реакционной камере и т.п.

 
Кл. сл.: ошибка человека-оператора, вероятность ошибки, сочетание условий, тип операции, тест на внимательность, организационные и технические факторы

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
Контакты: Буляница Антон Леонидович, antbulyan@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 07.09.2024

Рассмотрены основные этапы внедрения, применения и развития высокотемпературного масс-спектрометрического эффузионного метода Кнудсена для исследования процессов испарения и термодинамических свойств неорганических систем и материалов. Приведены некоторые результаты, полученные на специализированных приборах и на модифицированных масс-спектрометрах, оснащенных высокотемпературными испарителями. Обсуждаются результаты первого этапа лабораторной модификации масс-спектрометра МТИ-350Г для идентификации состава газовой фазы и определения термодинамических свойств неорганических систем и материалов, включая высокоэнтропийную керамику, при высоких температурах. Проиллюстрированы актуальность и потенциальные возможности создания современного отечественного масс-спектрометра для изучения процессов испарения и термодинамических свойств неорганических систем и материалов при высоких температурах на основе созданного в нашей стране магнитного масс-спектрометра МТИ 350 Г.

 
Кл. сл.: высокотемпературная масс-спектрометрия, эффузионный метод Кнудсена, испарение, термодинамика, неорганические системы и материалы

Лидия Николаевна Галль
д.ф.-м.н., профессор

 Полный текст >>

В статье проведен анализ возможностей и потребностей дистанционного мониторинга шельфа в прибрежном сегменте Глобальной системы наблюдения за океаном (ГСНО) с применением систем и методов измерений рассеяния ультразвуковых (гидроакустика) и электромагнитных (радиолокация) волн морской поверхностью. Основное внимание уделено проектированию технических основ ультразвукового способа мониторинга водоемов, в котором реализованы режимы облучения УЗ-сигналами со стороны дна обследуемой акватории с использованием различных эффектов нелинейной акустики. В рамках возможностей решения обратной задачи рассеяния – определения параметров морской поверхности по характеристикам рассеянных ею сигналов – основное внимание уделено применимости избирательного ("резонансного") механизма обратного рассеяния, соответствующего условию Брэгга — Вульфа. На основе анализа имеющихся результатов предложено расширить возможности способа измерения параметров взволнованной морской поверхности, перспективного к использованию в прибрежном сегменте общей системы морского мониторинга.

 
Кл. сл.: параметрическая излучающая антенна, гидроакустический мониторинг

Южный федеральный университет, г. Таганрог
Контакты: Волощенко Елизавета Вадимовна, voloshchenko.liza@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 26.07.2024

Реальным путем пополнения исследовательской базы может стать изготовление специфических средств измерений и анализа в конструкторских и производственных подразделениях научных организаций. Выполнен обзор разработанных в лаборатории энергоэкологии светокультуры измерительных приборов и лабораторного оборудования. Работа выполнена на основе библиографического анализа публикаций по проблемам отечественного научного приборостроения. Отмечены причины отставания отрасли. Выдвинута гипотеза, что в этих условиях создание собственных лабораторных инструментов является реальной альтернативой централизованному снабжению. Раскрыта суть технологии "свободного и открытого оборудования" (free and open-source hardware, FOSH), разрабатываемого непосредственно исследователями. Выделены преимущества и недостатки технологии FOSH. Рассмотрен ряд разработок лаборатории в области приборного обеспечения научных иследований: устройство для экологического мониторинга стрессовых состояний растений; листовой гониофотометр; устройство для морфоцветометрии листьев растений; натурная модель растения в светокультуре; устройство для измерения параметров филлотаксиса; измеритель цвета; устройство для определения флуктуирующей асимметрии оптических характеристик листьев растений; листовой фотоколориметр; устройство для определения энергоемкости фотосинтеза; анализатор качества спектра потока оптического излучения в светокультуре. Отмечено, что рассмотренные приборы являются основой научной деятельности лаборатории и позволили с 2011 г. опубликовать 140 статей в научных журналах, более 70 научных работ в сборниках, получить 33 патента на изобретения. Результаты практических разработок удостоены 10 золотых медалей на выставках ВДНХ и АгроРусь. Сделаны выводы: уровень разработок в области приборостроения лаборатории энергоэкологии светокультуры достаточно высок. Коллектив лаборатории имеет серьезный задел в области научного приборостроения.

 
Кл. сл.: научные приборы и оборудование, материально-техническая база, научные организации, приборостроение

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного
производства, Санкт-Петербург, Российская Федерация
Контакты: Ракутько Сергей Анатольевич, sergej1964@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 30.07.2024

Из литературы известно, что многие из существующих алгоритмов генерации случайных чисел или псевдослучайных последовательностей не способны в полной мере обеспечить требуемый уровень безопасности, что послужило ключевой причиной развития генераторов случайных чисел или псевдослучайных последовательностей на новых принципах. Проведены исследования временнÏх реализаций последовательности случайных чисел, полученных на основе квантовых процессов. Показано, что методы нелинейной динамики используются достаточно редко для исследования их свойств. Выполнено моделирование последовательности случайных чисел, полученных на основе квантовых процессов, и проведен количественно-качественный анализ их свойств с помощью методов нелинейной динамики. Установлено, что временнÏе реализации последовательности случайных чисел, полученные на основе квантовых процессов, обладают повышенной скрытностью от постороннего наблюдателя и являются достаточно близкими к белому шуму. Указано, что такие последовательности случайных чисел, при соответствующей адаптации, могут найти применение для использования в современных системах передачи данных, т.к. обладают приемлемым значением пик-фактора.

 
Кл. сл.: случайные числа, квантовые процессы, нелинейная динамика, количественно-качественный анализ, свойства

Московский государственный лингвистический университет, Москва
Контакты: Гавришев Алексей Андреевич, alexxx.2008@inbox.ru

 
Материал поступил в редакцию 17.09.2024

 НОМЕР 1
 НОМЕР 2
 НОМЕР 3
 НОМЕР 4
   Тематический выпуск: "Памяти профессора Лидии Николаевны Галль"

 NUMBER 1
 NUMBER 2
 NUMBER 3
 NUMBER 4
   Thematic issue: "In memory of Professor Lydia Nikolaevna Gall"