Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1299
"Орган-на-чипе" – материалы и методы изготовления (обзор)
Статья
В последние годы новые технологии изготовления микро- и наноразмерных структур существенно повлияли на прогресс в различных областях науки. Так, микрофлюидные технологии заняли нишу как инструмент для разнообразных применений, особенно в биоинженерных и биомедицинских исследованиях. Например, технологии микрофлюидики успешно используются при подготовке биологических образцов, в тканевой инженерии, в молекулярной диагностике и при скрининге лекарств и т.д. Помимо таких применений, эти технологии являются важным вспомогательным средством при моделировании различных органов и их свойств. Сочетание микрофлюидики и методов формирования клеточных 3D-струткур повлекло за собой создание нового направления "орган-на-чипе". Основная идея "орган-на-чипе" заключается в том, чтобы предоставить искусственный объект тестирования, имитирующий живой человеческий орган. Развитие микрофлюидных технологий помогает преодолеть разрыв между in vitro и in vivo, предлагая новые современные подходы к медицинским, биологическим и фармакологическим исследованиям Устройства "орган-на-чипе" могут представлять собой не только целый орган, но и имитировать отдельные процессы, протекающие в организме. Клетки выращиваются внутри камер и каналов для создания тканей или органов, чтобы имитировать их работу. Достичь полной функциональности можно за счет поддержания конкретных условий, обеспечивающих функционирование органа или ткани, таких как давление, скорость потока, рН, осмотическое давление, содержание питательных веществ, присутствие токсинов и других свойств. В обзоре приводятся данные по анализу публикационной активности исследователей в последнем десятилетии по тематике "орган-на-чипе" и родственной ей, индексируемых в библиометрической базе данных SCOPUS. Эти данные свидетельствуют не только о повышенном внимании, уделяемом данной тематике, но и о мультидисциплинарности этого направления. Помимо распределения публикаций по годам, представляет интерес сравнение публикационной активности представителей различных стран (лидеры – США, Китай и Южная Корея, почти по всем направлениям). В статье освещаются общие вопросы, касающиеся основных и вспомогательных технологий систем "орган-на-чипе", материалов и методов изготовления устройств и элементов этих систем, а также рассматриваются примеры некоторых устройств. Для получения адекватных результатов исследования при использовании систем "орган-на-чипе" необходимо создать максимально близкие к естественным условия для функционирования модельных систем, в том числе обеспечить требуемые температурные режимы; условия формирования напряжения сдвига в потоке, омывающем клетки, механического сжатия, циклической деформации или воздействия других физических сил; создать нужную среду для изучаемых объектов. Все это приводит к усложнению систем, необходимости применения различных материалов (а следовательно, и методов изготовления), датчиков и микро-электромеханических устройств, созданию многоэтапных алгоритмов исследования. Системы "орган-на-чипе" динамично развиваются, а затрачиваемые исследователями усилия позволяют получать впечатляющие результаты в виде новых знаний об организме.
Бесплатно
10 лет ассоциации приборостроительных организаций "Академприбор" РАН
Статья научная
Исполнилось 10 лет плодотворной работы приборостроительных организаций Российской академии наук в рамках Ассоциации "Академприбор". Статья дает краткий обзор свершенного за эти годы, текущих и будущих задач, стоящих перед Ассоциацией.
Бесплатно
10 лет в ассоциации "Академприбор"
Статья научная
В статье рассмотрена деятельность НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН за десять лет членства в Ассоциации "Академприбор". Представлены общие характеристики приборов для научных исследований, народного хозяйства и медицины, разработанные и изготовленные НТЦ ЭПУ. Более подробно рассмотрены прибор для измерения шероховатости и прибор для ранней диагностики злокачественных опухолей.
Бесплатно
10 лет работы ЦКБ УП - НТЦ УП РАН в составе ассоциации "Академприбор"
Статья научная
На базе проведенных Научно-технологическим центром уникального приборостроения РАН (НТЦ УП РАН) фундаментальных и прикладных исследований в области научного приборостроения и оптики, многие из которых имеют мировой приоритет, разработаны новые физические принципы построения современных научных приборов и приборной элементной базы, которые позволили создать и внедрить в исследовательскую практику ряд новых приборов.
Бесплатно
80 лет Борису Григорьевичу Беленькому
Персоналии
Коллектив Института аналитического приборостроения РАН и редакция журнала "Научное приборостроение" сердечно поздравляют главного научного сотрудника, члена редколлегии, профессора Б.Г. Беленького с замечательным юбилеем.
Бесплатно
CКОРОСТНОЙ СПЕКТРОФЛУОРИМЕТР СФЛ-С
Статья научная
В Институте биологического приборостроения РАН разработан экспериментальный многофункциональный скоростной спектрофлуориметр СФЛ-С. Спектрофлуориметр предназначен для измерения спектров возбуждения и излучения растворов и суспензий биологических молекул и клеток в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра в ходе проведения фундаментальных и прикладных исследований в области физико-химической и клеточной биологии, биофизики, биохимии и медицины. Особенностями прибора являются: возможность скоростной регистрации спектров с помощью многоканальной регистрирующей системы (32 канала, более 20 спектров в секунду), возможность управления изменением температуры исследуемого раствора по заданному алгоритму (от 0 до 100 °С), а также возможность осуществления микротитрования исследуемого раствора в кювете прибора с помощью автоматизированного микродозатора.
Бесплатно
Cистема автоматизации исследований эмиссионных свойств термополевых источников электронов
Статья научная
Приведено описание системы автоматизации исследований эмиссионных свойств термополевых источников электронов. Апробация разработанной системы на ZrO/W-гетероструктурах показала, что система автоматизации полностью отвечает заданным техническим требованиям. Использование системы автоматизации для исследований эмиссионных свойств ZrO/W-гетероструктур позволило впервые экспериментально показать, что при определенных условиях с поверхности таких структур возможна стабильная термополевая эмиссия потока электронов, обладающего сверхвысокой приведенной яркостью.
Бесплатно
Cистемный подход к энергетическому расчету фотометрического прибора
Статья научная
Показано, что во всех фотометрических приборах имеется тепловой шумовой порог, снижающий чувствительность прибора. В статье даны некоторые рекомендации для правильного выбора функциональной, оптической и электрической схем фотометров и метод энергетического расчета.
Бесплатно
Kонфокальная лазерная сканирующая микроскопия: принципы, устройство, применение (часть 1)
Статья научная
Работа освещает современное состояние конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Статья содержит историческую справку, анализ принципа работы, некоторые теоретические предпосылки, сведения об особенностях конструкций конфокальных микроскопов. В работе приведены достаточно подробные материалы о применении КЛСМ в биологии и медицине. Статья представлена двумя частями, из которых первая часть публикуется в настоящем номере. Работа адресована исследователям, инженерам, преподавателям и студентам для первоначального ознакомления с КЛСМ и ориентации в литературе.
Бесплатно
Kонфокальная лазерная сканирующая микроскопия: принципы, устройство, применение (часть 2)
Статья научная
Во второй части обзора приводятся сведения об особенностях применения КЛСМ в биологических исследованиях. В центре обсуждения - флуоресцентные методы, наиболее широко используемые в биологии и медицине. Приведены достаточно подробные данные о флуоресцентных красителях и стандартах для настройки КЛСМ, поскольку их номенклатура целиком сформирована зарубежными производителями и поставщиками и относится к расходным материалам. Свойства красителей определяют характеристики применяемых источников света и фотодетекторов. Из многочисленных примеров применения КЛСМ рассмотрены те, которые, по мнению авторов, могут сформировать представление у читателя о возможностях этой области аналитической микроскопии. В качестве примеров приведены краткие описания коммерческих КЛСМ, поставляемых на рынок ведущими фирмами, выпускающими оптическое оборудование для научных исследований.
Бесплатно
Management of innovations in scientific instrumentation
Статья научная
Breakthrough scientific research in the field of molecular genetic analysis, which refers to a risky, significant funding for state organizations, is described. Scientific instruments illustrating the development of one of the most promising areas of scientific instrumentation, which allows the creation of small-scale analytical systems with modern software for rapid analysis of a large variety of biological samples, are presented.
Бесплатно
Статья научная
Bessel functions with pure imaginary index (order) play an important role in corpuscular optics where they govern the dynamics of charged particles in isotrajectory quadrupoles. Much more important role Bessel functions with pure imaginary index play in mathematical physics as solutions to Laplace’s equation by method of variable separation in cylindrical coordinates. Also it was shown recently that such functions appear as solutions to Lame’s equations which are used to characterize the displacement fields in semiconductor nanostructures. But there is no concrete algorithm that computes Bessel functions with pure imaginary order despite the fact that they were discovered long ago. In this paper an algorithm which can be used for the computation of the normal and modified Bessel functions with pure imaginary index is proposed. The developed algorithm is very fast to compute and for small arguments converges after a few iterations.
Бесплатно
Статья научная
The main technical characteristics of the national research equipment for import substitution in the field of Mossbauer spectroscopy created by the IAI RAS are presented. The mass produced IAI RAS Mossbauer spectrometers SM 1101TER and SM 4201 TERLAB, which are widely used in the development of innovative materials, are presented. Mossbauer spectrometers SM 1101TER and SM 4201 TERLAB were in demand in the study of the magnetic and physico-chemical properties of innovative materials, the study of high-temperature superconductivity of compounds, studies of multiferroics and ferroelectrics.
Бесплатно
Статья научная
Breakthrough scientific research in the field of Mössbauer spectroscopy is described. The mass-produced IAI RAS Mössbauer spectrometers are presented, which largely determine the development of Russian materials science and are used in the development of new materials. A complex of scientific instruments illustrating the development of one of the most promising areas of scientific instrumentation, that is necessary for studying the magnetic and physico-chemical properties of new materials, investigating the high-temperature superconductivity of compounds, ferroelectrics, and multiferroics is demonstrated.
Бесплатно
Статья научная
The breakthrough scientific research in the field of development of analytical instrumentation, one of the areas of analytical instrumentation - time-of-flight mass spectrometry is being described. The creation of domestic time-of-flight mass spectrometers implements the task of import substitution of foreign equipment, and refers to significant, risky for state organizations financing. The scientific instruments that do not have domestic analogues and illustrate the development of one of the most promising areas of scientific instrumentation are being presented. Time-of-flight mass spectrometry makes it possible to create the most powerful in terms of sensitivity, informativity and speed small-sized analytical systems with modern software for qualitative and accurate quantitative analysis of the composition and structure of chemical compounds.
Бесплатно
XXXII научная и учебно-методическая конференция СПБГИТМО (ТУ)
Другой
С 4 по 6 февраля 2003 г. в техническом университете успешно прошла XXXII научная и учебно-методическая конференция, посвященная 300-летию Санкт-Петербурга и направленная на ознакомление научной общественности с результатами исследований, проводимых учеными, аспирантами и студентами технического университета в сотрудничестве со специалистами ведущих научных и производственных центров и учебных заведений.
Бесплатно
АВТОМАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ ДЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН
Статья научная
Темой настоящей работы является разработка автоматического уровнемера жидкости для взрывоопасных зон. Анализ известных в настоящее время уровнемеров, которые широко применяют в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, показал, что их себестоимости очень высокие. Предложен уровнемер, стоимость которого значительно ниже, чем у промышленных аналогов, для изготовления и эксплуатации его не требуются большие финансовые затраты. В статье описываются возможности и принципы работы разработанного уровнемера жидкости для взрывоопасных зон. Предложенный уровнемер рассчитан для измерения уровня нефтепродуктов для технологического учета и управления нефтепродуктами. Приводятся блок-схемы и алгоритм работы уровнемера. В данной работе организован "верхний" уровень автоматического управления технологическим процессом на персональных компьютерах. "Верхний" уровень создан на основе программного пакета "TraceMode" компании "Adastra" (Россия). В программном комплексе предусмотрены передача "уставок" с компьютера, предварительная аварийная сигнализация, архивация данных технологических параметров, мнемосхема прохождения технологических параметров в реальном режиме. Уровнемер рассчитан для измерения различных уровней с соответствующими настройками, точность измерения колеблется в диапазоне 0.5–1 %.
Бесплатно
Статья научная
Развитие информационных технологий и математических методов по обработке данных играет существенную роль для установления различных особенностей в анализируемых нуклеиновых кислотах и тенденций их изменений. Важным этапом в технологии массового параллельного секвенирования нуклеиновых кислот является процесс построения последовательности нуклеотидов по измеренным интенсивностям сигналов флуоресценции. В работе рассматривается алгоритм генерации обучающей выборки, которая используется для построения последовательности буквенных кодов нуклеотидов ДНК по интенсивностям сигналов флуоресценции, полученным непосредственно по результатам обработки изображений. В такие сигналы не были внесены корректировки, связанные с физическими и химическими особенностями проведения процесса секвенирования. В алгоритме использованы метод главных компонент и классификатор, основанный на методе k-средних. С помощью такого классификатора данные после преобразования методом главных компонент разделяются на четыре независимых класса по числу буквенных кодов нуклеотидов ДНК. С помощью обучающей выборки определяется принадлежность вектора, содержащего данные сигналов флуоресценции, одному из классов, а значит, его буквенный код. Алгоритм апробирован на тестовой выборке и показал высокую достоверность результатов.
Бесплатно
