Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1320
Методы обработки и исследование возможностей классификации масс-спектров выдыхаемых газов
Статья научная
Анализ состава выдыхаемого воздуха является одним из важных направлений неинвазивной медицины. В качестве примера использования данного метода в научном приборостроении рассматривается математическая обработка масс-спектров, полученных на квадрупольном масс-спектрометре МС7-200. Описываемые в работе методы обработки данных на основе линейного и квадратичного дискриминантного анализа позволяют разделить обрабатываемые масс-спектры выдыхаемых газов на две группы: масс-спектры выдыхаемых газов здоровых людей и масс-спектры выдыхаемых газов людей с возможными патологиями.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются методы классификации масс-спектров, основанные на использовании линейного дискриминантного анализа. Рассмотрена задача классификации людей по группам здоровья на основе анализа масс-спектров выдыхаемых газов. Приводятся примеры апробации предлагаемых методов.
Бесплатно
Статья научная
Логистический рост является одной из традиционных математических моделей, применяемых для описания многих популяционных процессов. В частности, динамика количества ДНК при проведении полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) адекватно описывается подобной моделью. Параметры кривой логистического роста служат основой для выявления необходимой аналитической информации об исходном количестве генетического материала. Объектом исследования является последовательность измерений, каждое из которых содержит в общем случае помимо полезной информативной составляющей случайную центрированную аддитивную помеху и систематическую составляющую в форме линейного тренда первого порядка с априорно неизвестными параметрами. Задачами данного раздела исследования является разработка алгоритмов эффективного оценивания параметров кривой логистического роста при наличии аддитивной центрированной ограниченной случайной помехи.
Бесплатно
Статья научная
Логистический рост является одной из традиционных математических моделей, применяемых для описания многих популяционных процессов. Динамика количества ДНК при проведении полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) адекватно описывается подобной моделью. В ч. 1 данной работы (см. этот выпуск НП) были описаны алгоритмы построения эффективных оценок параметров и приведено описание характеристик случайных погрешностей предложенных оценок. Задачами ч. 2 статьи является выявление и компенсация систематической составляющей кривой логистического роста и сопоставление двух различных форм (с использованием алгебраической (степенной) и показательной функций) математической модели процесса.
Бесплатно
Статья научная
Предлагаются разработанные методы и реализующие их алгоритмы оценивания спектральных и временных параметров сигналов в базисах функций сплайн-характеров (БФСХ). Описывается метод быстрых преобразований сигналов в БФСХ. Обосновывается его высокая вычислительная эффективность. Демонстрируется выигрыш в объеме вычислений при переходе от дискретных экспоненциальных функций к частному случаю БФСХ - базису сплайн-Виленкина-Крестенсона функций (СВКФ). Рассматриваются методы оценивания несущей частоты сигналов на основе глобальных сплайнов. Предлагается алгоритм сплайн-БПФ в базисах функций сплайн-характеров. Анализируется эффективность методов оценивания несущей частоты сигналов с точки зрения точности, скорости и помехоустойчивости обработки. Оцениваются вычислительные затраты на интерполяцию при использовании классического и предлагаемого методов на примере частного случая БФСХ - СВКФ.
Бесплатно
Методы снижения помех при проектировании оптической системы коагулометра
Статья научная
Новейшие стандарты лабораторной диагностики показателей гемостаза предполагают исследование микропроб — это десятки микролитров, однако анализ столь малых объемов является сложной задачей. Необходимо свести к минимуму помехи, связанные с не только электронной частью, но и с оптическим узлом. В статье предлагаются некоторые способы снижения помех при проектировании оптической системы коагулометров. Представлены условия возникновения этих помех с точки зрения физики и оптики. Описана методика определения оптимальной длины волны для проведения анализов на гемостаз, даны рекомендации по выбору источников излучения и фотодатчиков. Предложена конструкция термостатируемой плиты и измерительных каналов. Проведен эксперимент, который наглядно показывает эффективность предложенных способов снижения помех. Описано влияние различных факторов и особенностей конструкции на полезный выходной сигнал.
Бесплатно
Метрологическое обеспечение пульсоксиметров
Статья научная
В статье рассмотрены некоторые вопросы, связанные с метрологическим обеспечением пульсоксиметров. Показаны возможные пути решения проблем, основанные на оптическом принципе действия пульсоксиметров. Кратко описано простое устройство для поверки пульсоксиметров, разработанное и созданное во ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева".
Бесплатно
Микрогидродинамическое моделирование проточных аналитических систем
Статья научная
Проведена оценка некоторых характерных чисел, определяющих течение электрокинетических процессов, связанных с течением рабочей среды. Построена микрогидродинамическая модель струи электропроводящей жидкости с целью учета важных параметров реальных электрокинетических процессов, в частности неодномерности потока пробы в устройствах капиллярного зонного электрофореза и в методах электроинжекционного анализа (ЭИА) и электрофоретически опосредованного микроанализа (ЕММА) (для изменения режима смешения).
Бесплатно
Микропроцессорный широтно-импульсный формирователь
Статья научная
Описан широтно-импульсный формирователь на базе микроконтроллера К1816ВЕ31. Возможно программирование формирования длительности и периода повторения импульсной последовательности в соответствии с функциями различного вида: ступенчатой, линейной, параболической, обратной, экстремальной (функцией показателя качества), синусоидальной, случайной типа "дробовой эффект". Формирователь может быть использован в кодирующих устройствах, широтно-импульсных модуляторах, тиристорных регуляторах, синхронных и фазовых детекторах. Диапазон формируемых длительностей и периодов повторения импульсов 5 мкс - 5 с с дискретностью 5, 10, 40, 400 мкс, 4 и 20 мс. Значения времени реализации функции (посылки): 1.28, 2.56, 10.2, 102.4 мс, 1.02 и 5.12 с.
Бесплатно
Микросенсор потока теплового типа для датчика массового расхода воздуха
Статья научная
Разработана аналитическая модель сенсора потока теплового типа. Результаты применения модели использованы для разработки микросенсора потока теплового типа с оптимальными функциональными характеристиками. Описана технология изготовления микросенсора. Изготовлен опытный образец микросенсора, пригодный для использования в датчике массового расхода воздуха. Представлены основные характеристики микросенсора.
Бесплатно
Статья
Предложена оригинальная система двух гомогенных растворов, представляющих собой смеси гептан-хлористый метилен-ацетонитрил и вода-ацетонитрил, при смешивании которых происходит образование трех сосуществующих фаз. Первая органическая фаза содержит преимущественно гептан, вторая (акцепторная) органическая фаза включает ацетонитрил, хлористый метилен и небольшое количество гептана, третья фаза состоит преимущественно из воды. При введении двух исходных фаз в микроканал чипа размерами 200 мкм (Ш) × 100 мкм (Г) показана возможность образования трехфазного потока со стабильной поверхностью раздела между всеми фазами. Проведено изучение процесса массообмена в образующейся трехфазной системе на примере распределения родамина 6G, включенного в состав начального водно-ацетонитрильного раствора, при введении в систему хлорида калия и без него. Для равновесных условий распределения родамина между фазами при смешивании начальных растворов в стеклянном цилиндре измерены аналитические характеристики процесса массообмена (коэффициенты концентрирования и распределения) при различных объемных соотношениях начальных растворов. Для динамических условий проведения экстракции родамина в микроканале чипа показана возможность протекания массообмена до равновесного состояния за время около 1 секунды с момента начала контакта начальных фаз. Малое время установления равновесия в микроканале чипа обусловлено диффузией вещества на малые расстояния в поперечном сечении микроканала, большим отношением площади межфазной границы к объему фаз, а также механизмом протекания массообмена в условиях выделения большей части ацетонитрила из исходного водно-органического раствора в отдельную фазу с одновременным переходом в нее молекул красителя.
Бесплатно
Микрофлюидная система для сорбционного концентрирования и разделения
Статья
В статье обсуждаются возможности реализации стадии сорбционного концентрирования и разделения в микрофлюидных устройствах. Рассматриваются и анализируются способы получения сорбентов c заданными свойствами и перспективы адаптации имеющейся методологической базы применительно к микрофлюидным аналитическим устройствам.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждаются результаты разработки микрофлюидного устройства для исследования миграции клеток под действием хемоаттрактантов. Проведены численные расчеты распределения концентрации хемоаттрактанта в различных конструкциях микрофлюидного чипа, а также оценена сила взаимодействия клеток с потоком жидкости. На основе результатов моделирования разработана конструкция микрофлюидного чипа. Изготовление микрофлюидных устройств для экспериментальных исследований осуществлялось методом "мягкой" литографии в полидиметилсилоксане. Приведены результаты исследований, выполненные на примере клеток СНО и HepG2, подтверждающие работоспособность чипа и адекватность предлагаемого подхода.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований по постановке конкурентного иммунного анализа на пористом стекле SBS-МАП (средний размер пор 490 нм, пористость 50 %) и в микрофлюидном устройстве с интегрированным сенсорным элементом. Продемонстрирована возможность обнаружения инсулина в диапазоне концентраций (2.9∙10 -7÷2.3∙10 -6) М в 600 мкл пробы на сенсорном элементе и в 40 мкл пробы в микрофлюидном устройстве с интегрированным сенсорным элементом.
Бесплатно
Микрофлюидные аналитические системы (часть 1)
Статья научная
Проведен анализ литературных источников по микрофлюидным аналитическим системам - МФАС. Отмечены главные достоинства МФАС, определяющие высокий аналитический потенциал приборов. Рассмотрены физические принципы функционирования МФАС. Приведены основные формулы, позволяющие определить характеристики МФАС: эффективность, геометрическую дисперсию, качество электрофореза. Рассмотрены экстраколоночные эффекты. Обсуждены процессы микрофлюидики, в том числе безнасосной микрофлюидики. Изучены варианты конструкций микрофлюидных чипов и технологии их получения. Рассмотрены миниатюрные системы полного анализа. Определены приоритетные направления развития МФАС. Выявлены наиболее актуальные системы, создание которых является приоритетной задачей развития аналитического приборостроения в России.
Бесплатно
Микрофлюидные системы как основа аналитических приборов нового типа
Статья
23 марта 2007 г. в ИАнП РАН прошел 12-й семинар "Микрочиповые технологии в аналитической химии". По программе семинара были сделаны следующие доклады. 1. (Био)сенсоры и системы наноэлектродов. Карякин А.А. (химический факультет МГУ, Москва). 2. Анализ ДНК в микрофлюидном чипе методом полимеразно-цепной реакции в режиме реального времени. Лаврова М.В., Еркин М.А., Новолоцкий Д.В., Сляднев М.Н. (СПбГУ, фирма "Люмекс", С.-Петербург). 3. Информационные сигналы при электрофорезе на микрочипе: статистические модели и методы обработки. Буляница А.Л. (ИАнП РАН, С.-Петербург). 4. Электрокинетические потоки в микрофлюидных устройствах. Тупик А.Н. (СПбТУ ИТМО, ИАнП РАН, С.-Петербург). В работе семинара участвовали научные сотрудники и специалисты МГУ им. М.В. Ломоносова, СПбГУ, Института химии силикатов РАН, ФТИ РАН, ФГУП "НИИ электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова", фирмы "Люмекс" и ИАнП РАН. Материалы докладов и сообщений семинара, переработанные авторами в статьи, а также оригинальные статьи по тематике семинара составили этот раздел.
Бесплатно
Микрофлюидные устройства для исследований клеток (обзор)
Статья научная
В обзоре рассмотрено современное состояние исследований и разработок по созданию микрофлюидных устройств для изучения клеток. Предложены способы классификации микрофлюидных устройств по функциональному назначению, по области решаемых задач, по способам детектирования объекта исследования.
Бесплатно
Микрофлюидные устройства с точки зрения технологии полимерных композитов
Статья
Применение композитных материалов при изготовлении микрофлюидных устройств позволяет получить функциональные элементы (каналы, реакторы, мембраны, фильтры и т. п.), обладающие заданными свойствами. В работе обсуждается вариант внедрения в полимерные материалы наноразмерных наполнителей как способ создания композитов, наиболее подходящих для получения микроструктур методом лазерной абляции.
Бесплатно
Микрофлюидные чипы из полиметилметакрилата: метод лазерной абляции и термического связывания
Статья
Метод лазерной абляции (ЛА) полимеров в сочетании с методом термической герметизации микроструктур рассмотрен как способ, позволяющий оперативно получать микрофлюидные устройства (в том числе - микрофлюидные чипы) для аналитических приборов. Обсуждены особенности метода ЛА. Описаны модели, используемые для оценки получаемых структур - каналов. Приведены экспериментальные результаты, полученные при формировании микроразмерных структур в пластинах и пленках из полиметилметакрилата (ПММА). Показано, что геометрические характеристики и размеры получаемых структур зависят от параметров светового излучения, характеристик установки и свойств полимерного материала. При целевом выборе и контроле этих параметров можно формировать воспроизводимые микроструктуры в ПММА-образцах.
Бесплатно
