Рассмотрены особенности детектирования сигналов флуоресценции меченых нуклеотида в волноводе нулевой моды. Введено понятие "сигнал-событие" — для единичного акта излучения в одном из спектральных каналов при комплементарном встраивании меченого нуклеотида. Учтены длительность свечения метки, особенности формирования последовательности сигналов-событий и фоновых интервалов между ними. Моменты наступления сигналов моделируются как стационарный одномерный пуассоновский поток, описываемый свойствами бесконечного счетного множества событий, стационарности, ординарности и отсутствия последействия. Отмечена необходимость применения нестационарных моделей или комбинаций процессов при учете эпигенетических эффектов (например, метилирования). Результатом работы стала программная реализация симулятора первичных данных для одномолекулярного секвенатора третьего поколения с генерацией выходных данных в форматах FASTA, MOVIE и TRACE с возможностью формирования серий изображений, имитирующих изображения массива волноводов нулевой моды в измерительной ячейке.

Бесплатно

Моделирование процесса насыщения кислородом биологических тканей с помощью оптоакустического метода

Кравчук Денис Александрович, Старченко И.Б.

Статья научная

Работа посвящена моделированию оптоакустических сигналов от эритроцитов с учетом кислородонасыщения для лазерного излучения с длиной волны 700 нм. Смоделированы пространственные организации тканей, непересекающихся, случайно распределенных смесей оксигенированных и дизоксигенированных эритроцитов в двумерном пространстве. Представлена теоретическая модель для изучения влияния SO2 крови на оптоакустические сигналы. Для этого рассматривались смеси оксигенированных и дизоксигенирован- ных эритроцитов. Полученный сигнал от эритроцитов был рассчитан с использованием принципа линейной суперпозиции для сигналов, излучаемых отдельными эритроцитами. Было замечено, что амплитуда оптоакустического сигнала возрастала по мере уменьшения SO2 для оптического излучения 700 нм.

Бесплатно

Моделирование процессов тепло- (массо-) переноса в микроканалах при чип-реализации электрофореза

Буляница А.Л.

Статья научная

В работе анализируется роль этапа математического моделирования процессов переноса тепла и вещества для решения общей задачи разработки микрофлюидной аналитической системы и проведения на ней химического и биологического анализа. Среди множества задач моделирования выделена следующая: исследование эффективности способов управления анализом многокомпонентных смесей химических и биологических веществ при чип-реализации электрофореза. Также рассмотрены сопутствующие вопросы, связанные с оптимизацией различных стадий анализа, включая обработку информативных сигналов.

Бесплатно

Моделирование работы ион-дрейфового спектрометра с затвором Бредбери-Нильсена

Курнин Игорь Васильевич, Самокиш В.А., Краснов Н.В.

Статья научная

С целью оптимизации параметров и повышения разрешающей способности проведено моделирование работы ион-дрейфового спектрометра с затвором Бредбери-Нильсена. Показано, что в зависимости от параметров затвора существует оптимальная длительность его открытия, которая обеспечивает минимальную длительность ионного импульса при сохранении максимальной амплитуды. Дальнейшая минимизация ширины ионного сигнала при незначительном уменьшении его амплитуды достигается посредством оптимизации разности потенциалов между нитями затвора. Рассмотрено влияние неидеальности затвора (смещение нитей относительно плоскости затвора) на уровень частичного пропускания ионов сквозь закрытый затвор.

Бесплатно

Моделирование работы рентгенофлуоресцентного микроанализатора, оценка аналитических и метрологических параметров

Чижова Екатерина Викторовна

Статья научная

На основе физико-математических моделей рентгеновской флуоресценции проводится моделирование работы рентгенофлуоресцентного микроанализатора для оптимизации его рентгенооптической схемы. Совокупность теоретических и экспериментальных результатов подтверждает непротиворечивость выполненного анализа и позволяет оценить аналитические возможности рентгенофлуоресцентного микроанализатора.

Бесплатно

Моделирование роста кольцеобразного преципитата в методе радиальной иммунодиффузии. Решеточная DLA-модель

Федоров А.А.

Статья научная

В настоящей работе предлагается математическая модель образования кольцеобразного преципитата в методе радиальной иммунодиффузии. Модель представляет собой решеточную DLA-модель Виттена-Сандера. В дополнение к системе дифференциальных уравнений "реакция-диффузия" решеточная DLA-модель позволяет дать более наглядное и понятное физическое толкование процесса формирования иммунодиффузионного преципитата в гелевых средах.

Бесплатно

Моделирование теплового состояния микропробирок с образцами в ходе полимеразной цепной реакции

Чернышев А.В., Бакай Д.А., Курочкин В.Е., Соколов В.Н., Скоблилов Е.Ю.

Статья научная

Статья посвящена расчету теплового поля микропробирки с исследуемым образцом в твердотельном амплификаторе ДНК в процессе проведения полимеразной цепной реакции. Рассмотрены условия парообразования и конденсации паров исследуемых образцов. Составлена математическая модель процесса и приведены результаты расчетов.

Бесплатно

Моделирование турбулентного движения жидкости на основе гипотезы Буссинеска. Обзор

Шарфарец Борис Пинкусович, Дмитриев С.П.

Статья научная

Рассмотрено математическое моделирование турбулентного течения в сжимаемой и несжимаемой вязкой жидкости на примере простейшей модели турбулентного движения, полученной в результате осреднения уравнений Навье-Стокса по Рейнольдсу и Фавру совместно с гипотезой Буссинеска о наличии турбулентной вязкости. Приведены алгоритмы осреднения уравнений Навье-Стокса для сжимаемой и несжимаемой жидкости. Приведены соответствующие уравнения для осредненных и пульсационных составляющих параметров полей для несжимаемой и сжимаемой жидкости. Полученные результаты полезны при проектировании излучателя для его работы в турбулентном режиме движения жидкости.

Бесплатно

Модель бесконтактного транспортного средства как системы с особой точкой

Богословский С.В.

Статья научная

Известные модели бесконтактных транспортных средств обычно описываются уравнениями невысокого порядка. Это обусловлено наличием непреодолимых проблем с получением аналитического решения для нелинейных уравнений выше второго порядка. В реальных системах обобщенная координата может зависеть от многих переменных величин, каждая из которых описывается своим многомерным дифференциальным уравнением. В этих случаях линеаризация является единственным методом перехода от исходной нелинейной модели к интегрируемой модели. В данной статье применен один из известных методов линеаризации нелинейных моделей - замена аргумента нелинейной функции на известную функцию времени с последующим определением коэффициентов линеаризации. В работе предлагается модель бесконтактного транспортного средства, в которой нелинейность силового воздействия аппроксимируется переменным коэффициентом гиперболического типа. Модель нелинейности зависит от времени и от скорости перемещения ротора как от параметра. Модель бесконтактного подвеса может быть классифицирована как модель линейной нестационарной системы управления с особой точкой. Модель может быть использована для анализа и синтеза систем управления гироскопами и бесконтактными транспортными средствами.

Бесплатно

Модель движения в вязкой среде со статистической диффузией для расчета динамики ионов в плотном газе и сильных электрических полях

Курнин И.В., Явор Михаил Игоревич

Статья научная

Предложен новый способ моделирования движения ионов в плотном газе в электрических полях. Метод основан на комбинации статистической диффузии и направленного движения в вязкой среде. Сравнение тестовых расчетов по предложенному методу и с учетом индивидуальных столкновений ионов с молекулами газа показывает применимость метода в широком диапазоне давлений газа и величин поля.

Бесплатно

Модель и алгоритм построения синтаксически управляемого редактора XML-описаний

Шерстюк Ю.М.

Статья научная

Для построения редакторов XML-файлов может быть использован синтаксически управляемый перевод. Главной целью создания XML-редакторов является предоставление развитого интерфейса пользователя. Такой интерфейс должен позволять получать в каждой точке диалога полную информацию о возможных действиях пользователя по редактированию файла, включая допустимые к использованию теги XML. В основу создания такого редактора может быть положен логический процессор, являющийся реализацией специального абстрактного автомата. Управляющая таблица автомата строится по содержимому DTD-файла на основе вычисления модифицированных отношений Вирта-Вебера. Данный подход позволяет пользователю создавать синтаксически корректные XML-файлы без знания DTD.

Бесплатно

Модель переходного поля между квадрупольным фильтром масс и префильтром

Алмазов Виктор Борисович

Статья научная

Предложена аналитическая функция, описывающая переходное поле в области между квадрупольным фильтром масс (КФМ) и префильтром. Функция была получена путем построения численной модели распределения потенциала в области соединения КФМ и префильтра с помощью программного обеспечения SIMION 8 и последующей аппроксимации методом наименьших квадратов функции распределения потенциала в этой области. В качестве базовой для аппроксимации была выбрана экспоненциальная функция по аналогии с описанной ранее функцией краевого поля. Предложены два варианта функции переходного поля: полный вариант трех координат, учитывающий поперечные координаты x, y и продольную z, и упрощенный вариант одной продольной координаты z. Наличие функции переходного поля вместе с функцией краевого поля позволяет аналитически описать движение иона в электродной системе КФМ-префильтр, что дает возможность исследовать характеристики такой системы методами динамики фазового пространства.

Бесплатно

Модель управления летательным аппаратом при вертикальном маневрировании

Умнов А.А., Кадкин А.О.

Статья научная

В статье использованы результаты работ по созданию программно-математической модели систем оптимизации режимов полета и вертикального маневра различных летательных аппаратов. Иллюстративный материал дан для самолета ТУ-154М. Рассмотрен алгоритм формирования оптимального управления на этапе смены эшелона с использованием метода Ньютона для приближенного решения краевой задачи.

Бесплатно

Модернизация масс-спектрометра МИ1201Т для использования в технологическом контроле на предприятиях ядерно-топливного цикла

Шубин В.М., Аникин А.Я., Галль Л.Н., Манойлов В.В., Саченко В.Д., Хасин Ю.И., Либман М.Л., Галль Н.Р., Сафронов А.Н.

Статья научная

Рассмотрены возможности модернизации ионной оптики и конструкции масс-спектрометра МИ1201Т выпуска 80-х годов с целью улучшения его аналитических и эксплуатационных параметров при анализе изотопного состава окислов и солей урана и трансуранов в технологическом контроле на предприятиях ядерно-топливного цикла.

Бесплатно

Модернизация системы регистрации масс-спектрометров МИ1201 с непрерывной разверткой

Шубин В.М., Манойлов В.В., Заруцкий И.В., Воронин Б.М.

Статья научная

Рассмотрены элементы аппаратного, алгоритмического и программного обеспечения автоматизированной модернизированной системы регистрации масс-спектрометра МИ1201 для сбора, обработки и представления масс-спектрометрических данных, используемых в технологическом цикле производства и контроля продукта на промышленном предприятии. В состав модернизированной системы регистрации входят: прецизионный электрометрический усилитель на базе интегральной микросхемы, 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь с фильтром нижних частот, устройство управления магнитным полем, имеющее гальваническую развязку. В алгоритмическом и программном обеспечении реализованы отраслевые методики масс-спектрометрических измерений и алгоритмы, предложенные авторами по обнаружению масс-спектрометрических пиков и корректировке погрешностей измерений из-за недостаточного разрешения и большой разницы в соотношении величин рядом находящихся пиков.

Бесплатно

Модификация MALDI-мишени наночастицами при электрораспылении суспензии оксида железа(III) в нормальных условиях

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

Статья научная

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.

Бесплатно

Модификация вейвлет-преобразования: концепция и приложение

Малыхин В.М., Малыхина Г.Ф., Меркушева А.В.

Статья научная

Описана модификация вейвлет-преобразования (ВП). Построение основано на аналогии с обобщенной формой преобразования Фурье, использовании аппарата преобразования Радона и гибком способе масштабирования полученной модификации ВП. Полученная модификация вейвлет-преобразования (и особенно ее вариант с дополнительным масштабированием) имеет определенное преимущество перед традиционной формой ВП. Это относится к задаче увеличения информационнозначимой компоненты сигнала за счет снижения уровня шума, включая задачу анализа двумерного сигнала - изображения, которое искажено сопутствующим шумом (наличием так называемого блера).

Бесплатно

Модификация метода динамических измерений плотности морской воды с использованием автономных зондов-профилографов

И.Ю. Семыкина, Л.А. Краснодубец

Статья научная

Исследование относится к области методов определения вертикального профиля плотности морской воды in situ. Традиционные методы определения плотности морской воды ρ через CTD-параметры (электропроводность, температура, глубина) имеют многоэтапный характер, что усложняет их использование в реальном времени. Перспективным решением является применение динамических измерений с использованием автономных зондов-профилографов, которые, будучи оборудованы только одним датчиком давления, могут определять вертикальный профиль плотности морской воды со скоростью порядка 1 м/с. Однако текущая реализация данного метода требует информации о плотности морской воды на поверхности. Задачей данного исследования является разработка модификации метода динамических измерений, не требующего такой информации. В основу метода положен анализ математического описания движения автономного зонда-профилографа в поле гидростатического давления p при свободном погружении, на базе которого получено уравнение для определения ρ(p), не требующее априорной информации о плотности. Метод предполагает вычисление первой и второй производных гидростатического давления. Для снижения эффекта усиления шумов при дифференцировании предложено использовать фильтры-дифференциаторы и дана рекомендация по определению границы полосы подавления частот в зависимости от скорости профилирования. Проанализировано влияние скорости погружения зонда-профилографа на динамическую погрешность измерения давления и погрешность аналого-цифрового преобразования. Выявлен диапазон скоростей профилирования, в котором снижено влияние указанных погрешностей. Проведено моделирование, подтверждающее результативность предложенных решений. Полученные результаты могут быть применены при определении профиля плотности морской воды в океанологии, рыболовстве и подводных работах.

Бесплатно

Модификация частотно-временных описаний нестационарных процессов на основе показательных и степенных функций

Дворников С.В., Сауков А.М.

Статья научная

Предлагается метод модификации частотно-временных описаний нестационарных процессов для решения задач измерения их параметров. Приводятся теоретические и практические результаты исследований.

Бесплатно

Модифицирование поверхности микрореакторов микрофлюидного чипа для проведения полимеразно-цепной реакции в режиме реального времени

Сляднев М.Н., Лаврова М.В., Еркин М.А., Новолоцкий Д.В., Крисько А.В., Ганеев А.А.

Статья научная

Статья посвящена оптимизации микрофлюидной аналитической системы (МФАС), предназначенной для осуществления полимеразно-цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ) в стеклянно-кремниевом микрочипе, содержащем 16 микрореакторов объемом 1.3 мкл каждый. Приведены оценки методов модифицирования поверхности микрореакторов и доказано, что предложенное полимерное покрытие на основе полиметилметоксисилоксана позволяет предотвратить ингибирование ПЦР. Предложенная методика модифицирования позволила создать высокий контактный угол смачивания кремниевой поверхности водой и значительно снизить время подготовки микрочипа к анализу. Проведенные оценки показали, что созданная мультиреакторная ПЦР-МФАС позволяет осуществлять определение ДНК методом ПЦР-РВ с эффективностью, равной теоретическому пределу.

Бесплатно

1
...
29
30
31
32
33
34
35
...
В конец

Журнал