Journal articles - Научное приборостроение
All articles: 1385
Scientific article
Важным этапом в технологии массового параллельного секвенирования нуклеиновых кислот является процесс измерения сигналов флуоресценции. Спектральный состав сигнала флуоресценции несет информацию о типе объекта флуоресценции (нуклеотида), входящего в состав образца ДНК, анализируемого секвенатором. Чем больше нуклеотидов в процессе чтения будет распознано верно, тем точнее будет результат прочтения всего генома. Явление наложения спектральных составляющих сигналов флуоресценции нуклеотидов A, C, G и T (явление перекрестных помех, в англоязычной литературе: сross-talk) – один из негативных факторов, препятствующий достоверному прочтению генома. Для борьбы с этим явлением необходим алгоритм цветокоррекции. Этот алгоритм является решающим в определении типа нуклеотида, находящегося в данных координатах (кластере) в данном цикле чтения. В работе рассматривается алгоритм цветокоррекции, позволяющий с помощью метода линейной регрессии определить матрицу перекрестных помех. На основе этой матрицы определяется обратная матрица, использование которой позволяет существенно снизить влияние наложения спектральных полос на точность оценки измерений сигналов флуоресценции. Алгоритм апробирован на экспериментальных данных и показал высокую достоверность результатов.
Free
Scientific article
Триглицериды жирных кислот (ТГЖК) составляют важную часть питания человека. Спектрометрия ТГЖК имеет очевидные преимущества перед традиционной хроматографией и возможна с применением по крайней мере трех типов спектрометров ближнего инфракрасного диапазона. В статье приведены результаты калибровки названных спектрометров методом регрессии на латентные структуры для определения содержания клинически значимых ТГЖК в пище, препаратах и сыворотке крови кардиологических пациентов.
Free
Калориметр теплового потока для исследования химических источников тока
Scientific article
Описан калориметр теплового потока, предназначенный для исследования тепловых процессов, протекающих в электрохимических ячейках и аккумуляторах при их зарядно-разрядном циклировании и хранении. В составе прибора имеется модуль потенциостата-гальваностата, что позволяет синхронно проводить электрохимические и калориметрические измерения и повышает информативность эксперимента. Программное обеспечение содержит процедуры обработки данных с использованием фильтров деконволюции, позволяющие скомпенсировать инерционность измерителя теплового потока. Управление прибором и доступ к экспериментальным данным осуществляется удаленно по сети Ethernet. Абсолютная погрешность измерения теплового потока составляет ±50 мкВт при разрешающей способности 1 мкВт. Максимальная сила зарядно-разрядного тока встроенного гальваностата ±100 мА при максимальном поляризующем напряжении ±10 В. Исследования возможно проводить в температурном диапазоне 0- 90 °С.
Free
Калориметрические измерения теплопродукции в митохондриях растительных клеток
Scientific article
На экспериментальном образце нанокалориметра выполнены измерения теплопродукции митохондрий растительных клеток. Введение добавки проводилось без задержки во времени и с задержкой в течение 1.5 часов при температуре 24 ºС. Результаты измерений теплопродукции в свежевыделенных митохондриях озимой пшеницы в среде суспендирования показали снижение теплопродукции в 6 раз в случае эксперимента с задержкой, что подтвердило необходимость проведения измерений без задержки во времени для обеспечения прецизионных измерений.
Free
Scientific article
Выполнено калориметрическое определение энтальпий растворения тетратрифторацетата Мо2(СF3СОО)4 и тетраацетата Мо2(СН3СОО)4 димолибдена(II) в гексаметилфосфосфотриамиде (ГМФТА) и диметилформамиде (ДМФА). Методом масс-спектрометрии установлено, что состав аддуктов, образуемых при растворении тетракарбоксилатов в избытке донорных растворителей, соответствует формулам Mo2(RCOO)4·2 ГМФТА и Mo2(RCOO)4·2 ДМФА.
Free
Scientific article
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.
Free
Квазипланарные бессеточные ионные зеркала в многоотражательных времяпролетных масс-анализаторах
Scientific article
В работе рассмотрен способ периодической фокусировки ионов в направлении дрейфа во многоотражательном времяпролетном анализаторе с зигзагообразной траекторией движения ионов, основанный на периодической пространственной модуляции электростатического поля в ионных зеркалах в указанном направлении. Указанный способ позволяет не только осуществлять удержание ограниченных размеров пакетов ионов в направлении дрейфа, но также в комбинации с набором периодических одиночных линз формировать свойство пространственной изохронности ионных пакетов во втором аберрационном порядке в этом направлении.
Free
Квантование магнитного потока, создаваемого наночастицей магнетита
Scientific article
В работе проверяется гипотеза, что наночастица магнетита, имеющая минимальный измеренный магнитный момент Рмин = 10-19 Ам2, создает минимальный магнитный поток Ф, равный кванту магнитного потока f = h / (2е). Для проверки по формуле, связывающей магнитный поток Ф и магнитный момент Р соленоида длиной L - Ф = Рμ0 / L, - получено, что толщина сверхпроводящих контуров, по которым циркулируют токи электронов, создающие Рмин и £ составляет 0.75 атомного радиуса иона Fe+2. Это согласуется с теорией Нееля, что магнитные свойства магнетита создают электроны ионов Fe+2
Free
Scientific article
Даны элементы теории двух классов преобразований - время-частотных и время-масштабных, - которые составляют основу анализа нестационарных сигналов в информационно-измерительных системах. Показана взаимосвязь этих видов преобразований и метод создания преобразований по некоторым заданным их свойствам.
Free
Scientific article
Представлены аналитическая форма и характеристики время-частотных преобразований, являющихся средством анализа нестационарных сигналов, в том числе большинства сигналов в информационно-измерительных и информационно- управляющих системах. В примерах двумерное представление модельных сигналов при преобразованиях Зака и Вигнера сопоставлено с традиционным методом кратковременного преобразования Фурье. Дана систематизация и взаимосвязи преобразований время-частотного класса.
Free
Scientific article
Время-частотные преобразования (ВЧП), используемые для анализа сигналов, имеют способность видоизменять свою форму и характеристики двумерного представления нестационарного сигнала при задании вида так называемой ковариантности - свойства модификации формы ВЧП, связанной с временным или частотным масштабированием анализируемого сигнала. Расширенная трактовка свойства ковариантности отражена в изменении аналитической формы представления ВЧП. Рассмотрены элементы теории получения ВЧП различного вида и мера адаптации их к специфике анализируемого сигнала. Дано обобщение методологии построения преобразований нестационарного сигнала в информационно-измерительных системах. Основные структуры ВЧП показаны ранее (см. "Научное приборостроение", 2002, т. 12, № 2 и 3).
Free
Scientific article
Представлены задачи, связанные с время-масштабными (вейвлет-) преобразованиями для спектрально-временнóго анализа и локализации свойств нестационарных сигналов сложной формы в информационно-измерительных системах. Это - речевые сигналы, сигналы в области сейсмологии, изучения океана, в технике антенн и в других системах. Представлены основы теории и метода вейвлет-преобразования: базисы и фреймы, основные типы базисов и свойства преобразований. Признаки и свойства вейвлет-преобразований систематизированы и объединены классификацией.
Free
Кластерно-аэрозольный состав атмосферы и особенности определения влажности воздуха
Scientific article
Проанализированы механизмы образования молекулярно-кластерных комплексов в атмосфере с заданным содержанием влаги. Проведены расчеты функций распределения по размерам кластеров и капель воды в терминах дискретной модели конденсации. Учтены особенности кинетических реакций и эффекты столкновений между связанными частицами. Обнаружено существование максимума концентраций частиц достаточно большого размера, не обусловленного присутствием пыли или электрических зарядов. Величина, положение максимума, а также предельное число молекул в связанных частицах определяются степенью насыщения пара. Предложены доступные способы проверки полученных расчетно-теоретических результатов.
Free
Клиническая протеомика: новые диагностические возможности масс-спектрометрии
Scientific article
Разработан масс-спектрометрический метод идентификации сывороточного амилоида А (САА) - характерного маркера для диагностика рака яичника. Его определение осуществлено непосредственно в сыворотке крови человека без предварительного фракционирования с использованием регулируемого трипсинолиза. Разработаны подходы к количественному определению содержания этого белка в сыворотке крови по содержанию триптического фрагмента (68-87) САА, присутствующего в гидролизатах. Разработан масс-спектрометрический метод определения α2-макроглобулина (α2-М) в сыворотке и плазме крови человека. С использованием разработанного метода проанализировано содержание α2-М в сыворотке крови при раке яичника и плазме крови при болезни Альцгеймера. Показано, что концентрация α2-М существенно возрастает при раке яичника и уменьшается при болезни Альцгеймера.
Free
Когерентный анализ сигналов по ключу
Scientific article
Обобщаются методы когерентного анализа сигналов в форме наиболее удобной не только для сигналов импульсной и периодической природы, но и для тех случаев, когда можно применить метод кластеризации, позволяющий выделять набор особенностей статистического сигнала, специфических для рассматриваемой задачи.
Free
Scientific article
Для совершенствования методов диагностики и лечения заболевания гриппом в настоящей работе проведены количественные масс-спектрометрические исследования активности двух основных карбоксипептидаз — ангиотензинпревращающего фермента и карбоксипептидазы-N. Проведены сравнения уровней активности этих пептидаз для здоровых и инфицированных вирусом гриппа A/Aichi/2/68 (H3N2) мышей, а также для мышей, пролеченных экспериментальным противогриппозным препаратом "Триазавирин". Анализ, подобный продемонстрированному в данной работе, может быть с успехом использован при сравнительной оценке эффективности и других антигриппозных препаратов, а также для понимания направления их воздействия на инфицированный организм.
Free
Количественная растровая электронная микроскопия материалов и структур твердотельной электроники
Scientific article
Растровая электронная микроскопия - современный метод диагностики материалов и структур твердотельной электроники. Приводится краткая историческая справка о создании и совершенствовании РЭМ. Рассматривается природа сигналов, генерируемых и регистрируемых в РЭМ, и их информативность. Иллюстрируются некоторые примеры применения РЭМ.
Free
Scientific article
В настоящей работе рассмотрена возможность качественного и количественного определения одной из важных компонент ракетных топлив - несимметричного диметилгидразина - методом спектрометрии комбинационного рассеяния с длиной волны облучающего лазера 532 нм. Для аналитического определения применен спектрометр СКР-200, построенный по конфокальной схеме. Качественный анализ проведен без применения дополнительных реагентов при подготовке проб. Показана возможность количественного определения несимметричного диметилгидразина в водных и спиртовых растворах.
Free
Scientific article
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...
Free
Комбинированный безэталонный электрохимический метод определения ртути в водных растворах
Scientific article
Предложен комбинированный безэталонный (не требующий градуировки прибора по стандартным растворам и применения метода добавок) метод определения ртути в водных растворах, основанный на закономерностях инверсионной вольтамперометрии и потенциостатической кулонометрии.
Free
