logo
blue band back
   НОМЕРА ЖУРНАЛА "НП"

"Научное приборостроение" 2019, т. 29, № 2. ISSN 0868–5886

РЕФЕРАТЫ

© О. А. Кельциева, Ю. Д. Колпакова, М. Н. Краснов, М. З. Мурадымов, Н. Г. Суходолов, Н. В. Краснов, Е. П. Подольская, 2019

МОДИФИКАЦИЯ MALDI-МИШЕНИ НАНОЧАСТИЦАМИ ПРИ ЭЛЕКТРОРАСПЫЛЕНИИ СУСПЕНЗИИ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА( III ) В НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

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

Полный текст >>

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

Стр. 5—11

 

© А. Г. Варехов, 2019

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА КЛЕТОЧНЫЕ СУСПЕНЗИИ ПО ДАННЫМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 09.11.2018

Стр. 12—21

 

© А. С. Альдекеева, Д. А. Белов, Ю. В. Белов, А. Л. Широкорад, 2019

РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ВЕРСИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ПЦР-АНАЛИЗА

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 Ct. 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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 26.04.2019

Стр. 22—29

 

© А. В. Протасов, А. С. Тараскин, Я. А. Забродская, Р. А. Бубляев, Л. Н. Новикова, О. А. Миргородская , 2019

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЯДА МАРКЕРОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ БЕЗ ЕЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРИПСИНА С АЛЬФА-2-МАКРОГЛОБУЛИНОМ ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ MALDI-MS

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

Полный текст >>

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

Стр. 30—43

 

© А. Б. Подласкин, А. В. Ерофеев, Т. Д. Ершов, 2019

ПОРТАТИВНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР С МЕМБРАННЫМ ВВОДОМ ПРОБЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ЧРЕЗКОЖНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ CO2

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

Полный текст >>

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

Стр. 44—50

 

© A. И. Жерновой, 2019

БЕСКОНТАКТНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ И ЛОКАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ ВНУТРИ ЖИВОГО ОРГАНИЗМА (КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ)

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(М1М2)) (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

Полный текст >>

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)

Контакты: Жерновой Александр Иванович, azhspb@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 25.01.2019

Стр. 51—53

 

© А. Г. Гилев, В. А. Ульянов, С. И. Калинин, М. В. Дьячков, Г. Е. Шмелев, 2019

ЭЛЕКТРОМАГНИТ УЗЛА ОБРАЗЦА РЕФЛЕКТОМЕТРА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ НЕЙТРОНОВ РЕАКТОРА ИР-8 НИЦ "КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ"

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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 7.12.2018

Стр. 54—63

 

© А. Р. Алиев, И. Р. Ахмедов, М. Г. Какагасанов, З. А. Алиев, 2019

МНОГОХОДОВАЯ КЮВЕТА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРОВ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА ЖИДКОСТЕЙ

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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 5.12.2018

Стр. 64—71

 

© С. П. Моисеева, Г. В. Котельников, А. А. Савосин, 2019

КАПИЛЛЯРНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТИТРАЦИОННЫЙ НАНОКАЛОРИМЕТР С МУЛЬТИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ВВОДА / ВЫВОДА

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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 21.12.2018

Стр. 72—77

 

© Д. В. Лисин, 2019

ЭФФЕКТ САМОПОДПИТКИ КЛЮЧЕЙ В СХЕМЕ ПОЭЛЕМЕНТНОГО КОНТРОЛЯ ЛИТИЙ-ИОННОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ НА БОРТУ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

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

Полный текст >>

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

Стр. 78—82

 

© Д. А. Кравчук, 2019

МОДЕЛИРОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ ОПТОАКУСТИЧЕСКОМ ПРЕОБРАЗОВАНИИ ДЛЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ НЕСФЕРИЧЕСКИХ ФОРМ ЭРИТРОЦИТОВ

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

Полный текст >>

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

Стр. 83—89

 

© Ю. А. Попов, И. В. Прозорова, А. А. Прозоров, Р. Р. Сабитова, 2019

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДЕТЕКТОРА ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА СТАТИСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

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

Полный текст >>

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

Стр. 90—102

 

© Б. П. Шарфарец, 2019

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИЕМНОЙ АНТЕННЫ НА МЕХАНИЗМЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ЯВЛЕНИЯ "ПОТЕНЦИАЛ ТЕЧЕНИЯ"

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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 26.10.2018

Стр. 103—108

 

© С. И. Шевченко, 2019

ОБ АНАЛИТИЧЕСКОМ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ЗЕРКАЛЕ ПРИ УЧЕТЕ ЭЛЕКТРОНОВ, ИМЕЮЩИХ АЗИМУТАЛЬНУЮ КОМПОНЕНТУ СКОРОСТИ

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

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 14.11.2018

Стр. 109—117

 

Памяти Жореса Ивановича Алфёрова

Alferov

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.

Полный текст >>

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

 
Материал поступил в редакцию 25.03.2019

Стр. 118—120

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.