Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1362
ПОКОЛЕНИЯ МЕТОДОВ СЕКВЕНИРОВАНИЯ ДНК (ОБЗОР)
Статья научная
C момента разработки Фредериком Сэнгером и его коллегами революционного метода секвенирования ДНК прошло несколько десятилетий. Это исследование дало толчок усовершенствованию новых методов, которые открыли большие возможности для недорогого и быстрого секвенирования ДНК. После проекта "Геном человека" временной интервал между технологиями секвенирования начал сокращаться, в то время как объем научных знаний продолжал расти в геометрической прогрессии. Вслед за секвенированием Сэнгера, рассматриваемым как первое поколение, последовательно в практику были введены новые поколения секвенирования ДНК. Развитие технологий секвенирования следующего поколения (NGS) внесло существенный вклад в эту тенденцию за счет снижения затрат и получения массивных данных секвенирования. К настоящему времени выделяют три поколения технологий секвенирования. Секвенирование второго поколения, которое в настоящее время является наиболее часто используемой технологией NGS, состоит из этапов подготовки библиотеки, амплификации и секвенирования, в то время как при секвенировании третьего поколения отдельные нуклеиновые кислоты секвенируются напрямую, чтобы избежать систематических ошибок и иметь более высокую пропускную способность. Развитие новых поколений секвенирования позволило преодолеть ограничения традиционных методов секвенирования ДНК и нашло применение в широком спектре приложений молекулярной биологии. С другой стороны, с развитием технологий следующих поколений возникает множество технических проблем, которые необходимо глубоко анализировать и решать. Каждое поколение и платформа секвенирования в силу своего методологического подхода имеет характерные преимущества и недостатки, которые определяют пригодность для тех или иных приложений. Таким образом, оценка этих характеристик, ограничений и потенциальных приложений помогает сформировать направления дальнейших исследований технологий секвенирования.
Бесплатно
Статья обзорная
Активированный уголь обладает превосходными электрохимическими характеристиками, такими как большая удельная площадь поверхности, быстрый перенос ионов/электронов, контролируемая химия поверхности, что делает его перспективным кандидатом в качестве электродного материала для электрохимических устройств. Биомасса из сельскохозяйственных продуктов и отходов является многообещающим прекурсором для производства активированного угля, поскольку она широко распространена и возобновляема, проста в обработке и экологически безопасна. В данном обзоре сравниваются электродные материалы, используемые для электрохимических устройств, приводятся их преимущества и недостатки, а также раскрывается актуальность использования углеродных материалов. В качестве перспективного электродного материала рассматривается биомасса различного состава. Приведены данные по методам получения активированного угля из биомассы, способам его активации и параметрам оценки эффективности электродных систем. Рассмотрены возможные модификации активированного угля, повышающие его проводимость. В заключение дано описание широкого круга подходящих источников биомассы и возможности их применения в различных электрохимических устройствах. На основании приведенных данных можно сделать вывод, что активированный уголь, полученный из биомассы, является перспективным кандидатом в качестве электрода для высокоэффективных электрохимических устройств.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ статистических методов оценки криптостойкости кодовых последовательностей, используемых в защищенных беспроводных системах связи, который показал, что в известных работах не предложен универсальный показатель качества (ПК) оценки криптостойкости кодовых последовательностей. Отмечено, что в качестве ПК для оценки криптостойкости кодовых последовательностей с помощью статистических методов целесообразно сформировать комплекс ПК. В указанный комплекс нужно включить ПК, уже описанные в источниках. Сформированный комплекс ПК, по мнению авторов, позволит более точно оценить криптостойкость кодовых последовательностей, используемых в защищенных беспроводных системах связи. Разработанный комплекс ПК сформирован как единый кортеж, описываемый сформулированным выражением, который может служить обобщенным критерием оценки криптостойкости кодовых последовательностей. Отмечено, что в известных работах в явном виде такой кортеж не представлен. Проведена модернизация описываемого кортежа с учетом ПК, отвечающих за надежность. Установлено, что при использовании в защищенных беспроводных системах связи криптостойких кодовых последовательностей необходимо обращать внимание на этот комплекс ПК. Сформированный обобщенный критерий оценки качества позволит повысить точность оценки криптостойкости кодовых последовательностей при их использовании в защищенных беспроводных системах связи.
Бесплатно
Статья научная
Представленная работа посвящена использованию разработанного автоматизированного оптикомеханического устройства для томографических исследований десны, обработанной различными зубными пастами для десен. Измерены оптические параметры по глубине десны при воздействии и без воздействия внешних агентов. Выполненная работа является актуальной, т.к. данная задача представляет огромный интерес для терапевтической стоматологии. В статье показаны схема автоматизированного оптико-механического устройства и его работа, а также приведены технические характеристики устройства. Определены объекты исследования и получены данные распределений коэффициента отражения от подповерхностных слоев (глубина 0.5 мм). Проанализирован участок верхней области десны площадью (1×1) см2 после обработки пастами для десен через 15 минут на длине волны 0.83 мкм.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена исследованию перемещений объектов методом голографической интерферометрии по конаправленной схеме. Методы когерентной оптики занимают важное место в оптических измерениях, и одними из самых высокоинформативных и высокоточных методов являются методы голографической интерферометрии, поэтому данная работа актуальна и перспективна. В статье поставлена цель и задачи, а также определены объект и метод исследования. Приведены внешний вид, оптическая схема и технические параметры экспериментальной голографической интерференционной установки. Показаны интерференционные поля для различных видов движений, а также схема воспроизведения интерферограммы после записанных перемещений объекта. Получены результаты перемещений изображения объекта по оси Х на 100 мкм и по оси Z на 150 мкм и вычислена относительная погрешность определения dx, и dz , которая не превышает 5%.
Бесплатно
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В АНАЛИЗЕ ДАННЫХ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА
Статья научная
Целью исследования было продемонстрировать возможности классификации и разделения на кластеры данных измерений малогабаритного квадрупольного масс-спектрометра МС7-200 с прямым вводом пробы при атмосферном давлении, разработанного в ИАП РАН. Для кластеризации результатов масс-спектрометрических измерений использовались метод главных компонент (для снижения размерности полученных данных) и метод машинного обучения k-средних. В качестве объектов измерений использовались 19 образцов ферментированной кисломолочной продукции двух групп. В первую группу вошли образцы продукции от индивидуальных фермерских хозяйств, во вторую – образцы промышленной продукции. Была поставлена задача автоматически распознать принадлежность измеряемого образца группе. На измеренных масс-спектрометрических данных этих образцов в двумерном пространстве главных компонент были построены разделимые 2 кластера, соответствующие 2 группам образцов.
Бесплатно
Статья научная
Показано, что в настоящее время сложные сигналы, построенные на основе псевдослучайных последовательностей (ПСП), находят активное применение в различных областях деятельности. Указано, что многие известные бинарные ПСП, например, коды Баркера, m-последовательности и пр., обладают различными недостатками, затрудняющими их использование на практике. Поэтому представляется разумным исследование путей усложнения структуры сигнала не за счет увеличения числа символов в его периоде, а за счет увеличения количества значений, которые может принимать числовая последовательность. Одним из самых очевидных и наименее затратных с вычислительной точки зрения подходов для усложнения структуры сигнала является использование троичных последовательностей (ТП). Отмечено, что, несмотря на наличие большого количества работ по указанной тематике, некоторые вопросы не раскрыты в полной мере, например скрытность и надежность таких сигналов при их использовании в системах передачи данных. Предложено для оценки скрытности и надежности сигналов, сформированных на основе ТП, использовать методы нелинейной динамики (BDS-статистику, показатель Хёрста, пик-фактор). На основе проведенных исследований подтверждено, что сигналы, сформированные на основе ТП, обнаруживаются с помощью методов нелинейной динамики, в частности с помощью BDS-статистики. При этом с помощью показателя Хёрста такие сигналы не обнаруживаются, т.к. они классифицируются как близкие к белому шуму. Отмечено, что все сигналы, сформированные на основе ТП, обладают хорошим (согласно рекомендациям) пик-фактором. Также указано, что большинство исследуемых сигналов, сформированных на основе ТП, являются близкими к сигналам, сформированным на основе классических бинарных ПСП. Исходя из этого, их можно рекомендовать к использованию в скрытных системах передачи данных — хотя такие сигналы и могут быть обнаружены, однако раскрытие их структуры будет представлять определенные трудности, т.к. они имеют признаки классических бинарных ПСП.
Бесплатно
Статья научная
Предложен неинвазивный метод анализа кислородного обеспечения тканей человека с применением методов математической обработки многомерных данных, имеющий важное диагностическое значение. В результате экспериментальных исследований с участием 10 испытуемых при помощи неинвазивной оптической обучаемой диагностической системы были проведены измерения с целью получения массива информации в условных единицах многоканального оптического анализатора видимого диапазона спектров. Полученные результаты математической обработки экспериментальных данных показывают, что предложенная методика является эффективной и может найти применение в практической медико-биологической экспресс-диагностике.
Бесплатно
ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОФИЛОГРАФА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ МОРСКОГО ДНА
Статья научная
В 2015–2016 гг. в районе мыса Панагия Таманского полуострова сотрудники Южного федерального университета совместно с Русским географическим обществом проводили археологические исследования гидроакустическими методами. В 2015 г. основная задача экспедиции заключались в испытании и демонстрации возможностей гидролокатора бокового обзора серии "Неман". В результате был изучен подводный ландшафт района и составлена карта морского дна. Во второй год основная задача экспедиции заключалась в испытании и демонстрации возможностей параметрического профилографа серии "ПГЛ-101". В статье приведены и обсуждаются ранее не опубликованные материалы и результаты 2016 г., позволяющие по-новому взглянуть на возможности параметрического профилографа. В работе детально изучено строение верхней части осадочной толщи, залегающей северо-западнее мыса Панагия. Приведены наиболее наглядные данные профилирования. Дополнительно приведены данные акустической съемки района с использованием гидролокатора бокового обзора. Показана необходимость применения параметрического профилографа при проведении морских геолого-геоморфологических исследований. Показана необходимость создания и разработки новых образцов отечественного гидроакустического оборудования. Результаты экспедиции могут быть использованы при проведении широкого комплекса геолого-геоморфологических, палеогеографических, археологических и экологических исследований.
Бесплатно
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ РЕТРАНСЛЯЦИИ СИГНАЛОВ ПРИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ
Статья научная
Использование ретрансляторов при проведении гидроакустических экспериментов позволяет повысить точность измерения таких параметров, как скорость движения объекта, его сила рассеяния, потери на распространение. В работе рассмотрено применение ретранслятора со смещением частоты при излучении гидроакустических сигналов в непрерывном режиме. Опробована методика определения скорости движущегося объекта при помощи ретранслятора на основе компактного низкочастотного гидроакустического преобразователя продольно-изгибного типа со сложной формой излучающей оболочки. Показано, что предложенная методика обеспечивает модуляцию сигнала подсветки в реальном времени, а также имитацию сигналов, отражаемых крупными движущимися объектами. Результаты проведенного эксперимента соответствуют предварительным расчетам и подтверждают в рамках предложенной методики возможность использования сигналов большой длительности (в том числе и непрерывных) для акустической диагностики аномалий в морской среде.
Бесплатно
Статья научная
Оптимизированы параметры электрофоретического осаждения TiO2 на подложку из нержавеющей стали. Полученное покрытие было использовано в качестве эмиттера ионов при поверхностно-активированной лазерной десорбции-ионизации (ПАЛДИ). Продемонстрирована высокая эффективность полученных покрытий для ПАЛДИ амиодарона с последующим анализом путем масс-спектрометрии ионного циклотронного резонанса с преобразованием Фурье. Дополнительная модификация покрытий полидиметилсилоксаном значительно повышает чувствительность ПАЛДИ-МС-анализа.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе представлено программное обеспечение, позволяющее создавать новые данные для обучения и проверять уже имеющиеся алгоритмы в режиме симуляции. Разработанная программа позволяет производить наборы связанных данных, в том числе совместные наборы данных видимого и инфракрасного диапазонов, полученных с помощью одной камеры или стереопары, дополнительной информации в виде лидарных данных или карты глубины, сегментационной картины, данных о расположении интересующих объектов на фото или видеоизображении. Структура разработанного программного обеспечения позволяет осуществлять дальнейшее усовершенствование подходов и возможностей доработки получившегося конвейера под разные цели и задачи.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе представлена схема упрощенной лабораторной установки для нанесения сорбентов – наночастиц оксидов различных металлов на металлическую подложку. Установка позволяет реализовать методику "лаборатория на мишени" для металл-аффинных сорбентов на металлической подложке для МАЛДИ масс-спектрометрического анализа. На примере сорбента TiO2 показано, что формат "лаборатория на мишени" может быть использован для экстракции галогенсодержащих белковых аддуктов.
Бесплатно
ПЦР в реальном времени. Приборы АНК
Другой
Приборы АНК - это: ♣количественное определение ДНК/РНК от единичных до 109 копий; ♣4-цветная детекция красителей, возможность детектировать все основные красители - SYBR Green I, FAM, R6G, HEX, JOE, ROX, TAMRA, Cy5 и др.; ♣возможность сравнительного количественного анализа 4 различных ДНК в одной пробирке одновременно; ♣высокая чувствительность по всем каналам детекции, позволяющая работать с очень малым количеством зонда (от 0.5 пмоль на реакцию); ♣удобное программное обеспечение, современные алгоритмы расчета значений пороговых циклов и широкий выбор вариантов анализа данных; ♣снижение риска контаминации, экономия времени, упрощение организации ПЦР-лаборатории. А также: ♣обучение методу ПЦР в реальном времени, работе с прибором, информационная поддержка; ♣гарантия 2 года, оперативное сервисное обслуживание; ♣возможность использования тест-систем и наборов различных производителей; ♣помощь в подборе праймеров и зондов, а также в разработке наборов и тест-систем.
Бесплатно
Памяти Бориса Григорьевича Беленького
Другой
8 мая 2008 г. скоропостижно скончался Борис ГРИГОРЬЕВИЧ БЕЛЕНЬКИЙ, доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат Государственной премии России (1996 г.), главный научный сотрудник Института аналитического приборостроения РАН, член Научного совета РАН по аналитической химии, член редколлегии журнала "Научное приборостроение", выдающийся специалист в области хроматографии, аналитической химии и научного приборостроения.
Бесплатно
Памяти Жореса Ивановича Алфёрова
Персоналии
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.
Бесплатно
Памяти Михаила Мефодьевича Нестерова
Персоналии
2 сентября 2010 на 66 году жизни скончался Нестеров Михаил Мефодьевич, физик, профессор, директор Санкт-Петербургского отделения Института химической физики им. Н.Н. Семенова, автор множества научных публикаций, в том числе в журнале "Научное приборостроение".
Бесплатно
Параллельный (МС-МС)-анализ во времяпролетном тандеме. Постановка задачи, метод и схемы приборов
Статья научная
Для повышения скорости и чувствительности тандемного масс-спектрометрического (МС-МС)-анализа предложено использовать тандем из двух времяпролетных анализаторов (ВПА) в принципиально новом режиме "вложенных времен": медленное разделение родительских ионов в первом анализаторе происходит на миллисекундной временнóй шкале, а быстрая фрагментация и быстрый масс-анализ фрагментов во втором анализаторе - на микросекундной шкале. Режим вложенных времен позволяет осуществлять так называемый "параллельный анализ" фрагментных спектров для всех родительских ионов в рамках единичного цикла разделения в ВПА1. Для реализации метода предложены "медленные" ВПА нового типа, сочетающие поперечное удержание ионного пучка с высоким порядком времяпролетной фокусировки по энергии ионов. Для поперечного удержания предложены радиочастотные (РЧ) или периодические электростатические поля. В работе анализируются характеристики ключевых компонент тандема, включая "медленный" ВПА, ионный источник с накопителем ионов и фрагментную ловушку с быстрым пропусканием ионов.
Бесплатно
