Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1340
Базовые выражения, используемые в электрокинетике (обзор)
Статья обзорная
В работе дан обзор основных выражений, позволяющих проводить математическое моделирование сложных задач электрохимии вообще и электрокинетических задач в частности в условиях взаимозависимости различных присутствующих в них физических полей.
Бесплатно
Краткое сообщение
В работе предлагается способ измерения локальной концентрации N и локальной температуры Т магнитных наночастиц внутри живого организма при помощи магнитно-резонансного томографа, работающего при двух индукциях магнитного поля В 1 ˃ 3k T и В 2 1 / P , Т = РВ 2 / (k ln( М 1 / М 2)) (k - постоянная Больцмана; Р - магнитный момент наночастицы; М 2, М 1 - намагниченности, измеренные при индукциях В 2 и В 1).
Бесплатно
Бессеточный ортогональный ускоритель для многоотражательных времяпролетных масс-анализаторов
Статья научная
На основе численного моделирования предложена конструкция полностью бессеточного ортогонального ускорителя для многоотражательных времяпролетных масс-анализаторов, характеризующаяся малыми аберрациями времени пролета пакетов ионов.
Бесплатно
Биореактор «биологическая искусственная печень»
Статья научная
Представлен новый биореактор «биологическая искусственная печень», предназначенный для исследования действия экстракорпоральной перфузии крови через тканевые фрагменты печени на организм. Определены основные характеристики биореактора, параметры перфузии крови через биореактор, подходы к масштабированию биореактора.
Бесплатно
![Биосинтез фотопреобразующего трансмембранного белка [2Н] бактериородопсина, меченного дейтерием по остаткам ароматических аминокислот [2,3,4,5,6- 2H 5] Phe, [3,5- 2H 2] Tyr и [2,4,5,6,7- 2H 5] Trp](/file/thumb/14264854/biosintez-fotopreobrazujushhego-transmembrannogo-belka-2n-bakteriorodopsina.png "Биосинтез фотопреобразующего трансмембранного белка [2Н] бактериородопсина, меченного дейтерием по остаткам ароматических аминокислот [2,3,4,5,6- 2H 5] Phe, [3,5- 2H 2] Tyr и [2,4,5,6,7- 2H 5] Trp")
Статья научная
Осуществлен биосинтез фотопреобразующего трансмембранного белка бактериородопсина (выход 8-10 мг), меченного дейтерием по остаткам функционально-важных аминокислот — [2,3,4,5,6- 2H 5]Phe, [3,5- 2H 2]Tyr и [2,4,5,6,7- 2H 5]Trp, что важно для наноиндустрии новых современных отечественных фотопреобразующих наноматериалов и биомолекулярной электроники. Белок выделен из мембран экстремальных фотоорганогетеротрофных галобактерий H alobacterium halobium лизисом клеток в дистиллированной воде, обработкой бактериальной биомассы ультразвуком, спиртовой экстракцией низко- и высокомолекулярных примесей, клеточной РНК, каротиноидов и липидов с последующей солюбилизацией конечного продукта в 0.5 %-м ДДС-Na и фракционированием метанолом. Гомогенность синтезируемого [ 2Н]бактериородопсина и селективность включения дейтерия в молекулу исследованы комбинацией методов разделения и анализа белка, включая электрофорез в 12.5 %-м ПААГ с 0.1 %-м ДДС-Na, гель-проникающую хроматографию на сефадексе G-200, ОФ ВЭЖХ, масс-спектрометрию ЭУ метиловых эфиров N-(диметиламино)нафтален-1-сульфонил хлоридных (дансильных) производных аминокислот.
Бесплатно
Биполярная проективность гауссовых точек в оптических системах с криволинейной осью
Статья научная
В оптических системах с криволинейной осью обнаружены особые внеосевые геометрические точки, названные автором оптическими полюсами, которые обеспечивают ранее неизвестное фундаментальное проективное свойство гауссовых изображений, названное биполярно проективным соответствием (ВРС). Рассмотрен вопрос существования и местоположения оптических полюсов в произвольной оптической системе с криволинейной осью. Доказано, что если оптическая сила системы отлична от нуля, а угол поворота ее оси отличен от πn, где n = 0,1,..., то оптические полюсы всегда существуют и расположены на особых прямых, названных фоктрисами, которые проходят через фокусы оптической системы параллельно противолежащим им оптическим плечам. Позиции оптических полюсов взаимосвязаны и подчинены известному оптическому уравнению Ньютона.
Бесплатно
Бортовой пылеударный масс-спектрометр для исследования элементного состава микрометеороидов
Статья научная
В статье приведены две возможные конструкции пылеударного масс-спектрометра, разработанные с учетом требований увеличения размеров мишени при одновременном сохранении характеристик конструкции на необходимом уровне. Рассмотрены вопросы моделирования прибора с помощью численного расчета электростатического поля в тракте масс-спектрометра, а также расчетов траекторий заряженных частиц. Для каждой из конструкций приведены результаты моделирования зависимостей характеристик прибора, таких как разрешающая способность и коэффициент сбора, от места соударения частицы и мишени. На основе полученных результатов сделан вывод об оптимальном размере сферического корректора и отверстия диафрагмы приемника. Приведено описание экспериментального стенда для проверки пылеударных масс-спектрометров, а также проверки соответствия полученных характеристик данным моделирования.
Бесплатно
Быстрый алгоритм медианной фильтрации
Статья научная
Предложен быстрый алгоритм медианной фильтрации, использующий определение медианы данных в окне фильтра при помощи анализа локальной гистограммы. При переходе от точки к точке в процессе сканирования изображения корректировка гистограммы требует небольшого количества простых операций. Предложенный алгоритм существенно ускоряет медианную фильтрацию по сравнению с традиционными алгоритмами. Это позволяет расширить область применения медианной фильтрации.
Бесплатно
ВКЛАД Л.Н. ГАЛЛЬ В РАЗВИТИЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ: ПРОШЛОЕ И СОВРЕМЕННОСТЬ
Статья
Статья посвящена развитию отечественного масс-спектрометрического приборостроения в последние 60 лет и вкладу Лидии Николаевны Галль в его создание и развитие. Рассмотрены основные решенные ею научные задачи, связанные с созданием серийных и уникальных изотопных и химических масс-спектрометров. Отмечены выдвинутые Л.Н. Галль физические и ионно-оптические принципы построения оптимальных источников ионов с электронной ионизацией, с поверхностной термоионизацией и на основе электрораспыления (ЭРИАД), которые используются в современных отечественных и зарубежных масс-спектрометрах.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена светлой памяти Лидии Николаевны Галль – доктора физико-математических наук, профессора, академика РАЕН, автору более 300 научных публикаций и 82 патентов на разработку и усовершенствование масс-спектрометров. Главные вклады в развитие российской и мировой науки Л.Н. Галль следующие. (А) Разработка методов расчета масс-спектрометров и создание метода "электроспрей" для измерения масс-спектров нелетучих соединений. Метод "электроспрей" сейчас является основным методом масс-спектрометрического анализа в фармакологии и биотехнологиях. (Б) Разработка подходов в теоретической биофизике, нацеленных на изучение воздействий слабых и сверхслабых полей и излучений на живые системы, подходов, основанных на новаторских квантово-физических представлениях. Эти представления уже широко используются в современной медицине и биомедицине. (С) Для объединения ученых, занимающихся разработкой нового направления в науке, изучающего воздействие слабых и сверхслабых полей и излучений, основала и провела в период 1997—2018 гг. восемь Международных конгрессов "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине".
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально определен вклад газового потока в транспортировку ионного тока из атмосферы в ближнюю к соплу форвакуумную область интерфейса. Получены экспериментальные вольт-амперные характеристики ионного потока, увлекаемого газодинамическим течением за сопло. Показано, что доля ионного тока, проходящего за сопло под воздействием газового потока, может быть увеличена в несколько раз по отношению к величине тока, обусловленной только экстракцией электрическим полем. Проведено моделирование процесса движения ионов в газе для условий, близких к экспериментальным
Бесплатно
ВЛИЯНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОГО ДЕТЕКТОРА ДЛЯ ВЭЖХ
Статья научная
Проведены исследования чувствительности рефрактометрического детектора для ВЭЖХ с кварцевой кюветой с двумя и тремя сквозными каналами при ширине диафрагмы 50, 75, 100 мкм и длине волны света от источников: лазерного модуля λ = 650 нм, светодиодов λ = 430—520 нм и λ = 610—760 нм, вольфрамовой нити накала с фильтром λ = 450—530 нм. Показано, что разработанный для ВЭЖХ рефрактометрический детектор с лазерным модулем, кварцевой кюветой с тремя сквозными каналами, при ширине диафрагмы 75 мкм и c хроматографическим трактом из фторопласта с оптической схемой повышает чувствительность определения органических и неорганических соединений по сравнению с прототипом в 6—7 раз, аналогом — в 16—17 раз.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты численного моделирования ионно-оптической схемы для транспортировки ионов при атмосферном давлении. Показана возможность эффективной транспортировки ионов в рассматриваемой системе при увеличении локального искривления эквипотенциальных линий электростатического поля в окрестности сопла при помощи шейпинга (изменения формы) этого электрода. Шейпинг сопла позволяет увеличить величину Iсопло приблизительно в 1.6 раза. Учет газодинамического влияния на транспортировку ионного пучка через сопло позволяет в перспективе увеличить значения тока еще в 1.7 раза.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы влияния спекл-полей на формирование амплитуды интерференционного сигнала при контроле деформированной поверхности интерференционной установкой, работающей в низкокогерентном свете. Интерференционные приборы, работающие в низкокогерентном свете, используют источники излучения белого света, суперлюминесцентные диоды, у которых длина когерентности находится в диапазоне от 100 мкм до 1 мкм. Длина когерентности источника излучения является ключевым параметром этих приборов, т.к. чем меньше длина когерентности, тем выше точность измерения микрорельефа поверхности, поэтому данная работа актуальна и перспективна. В статье поставлены цель и задачи исследования, рассмотрены свойства спекл-полей, а также предложен интерференционный метод контроля с применением частичнокогерентного излучения. В процессе эксперимента были проанализированы амплитуда выходного сигнала и выражения для амплитуды интерференционного сигнала, которые позволяют оценить функционирование и изменение параметров, вносимые в оптическую схему измерительной установки.
Бесплатно
ВОЗМОЖНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СТЕКЛОВИДНОСТИ ПШЕНИЦЫ МЕТОДОМ АНАЛИЗА ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Статья научная
Органолептические методы анализа продукции обуславливают высокую погрешность и большую продолжительность таких измерений. Поэтому разработка инструментальных экспресс-методов определения качества продукции – актуальная задача. В работе исследованы возможности программной оценки стекловидности пшеницы. Исследования проводились с использованием диафаноскопа "Янтарь" и диафаноскопа ДСЗ—2. Сравнивались стабильность результатов измерения и время, затраченное на анализ. Для измерения были выбраны образцы мягкой и твердой пшеницы со стекловидностью в диапазоне 12—97 %. Программная оценка стекловидности позволила снизить стандартное отклонение результатов измерений стекловидности с 5.5 до 1.3 %. Среднее время измерения снизилось более чем в 10 раз.
Бесплатно
ВОЗМОЖНОСТИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ УСТРОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Статья научная
Данная работа была инициирована Лидией Николаевной Галль в связи с ее экспериментальными исследованиями свойств воды. Описаны теоретические обоснования возможности инструментальной регистрации моментов утраты агрегативной устойчивости коллоидными системами биологического происхождения и общие установки на создание для этого приборного оснащения. Предложен вариант такого оснащения, разработанный в интересах выявления склонности мочи к выделению из нее твердой фазы.
Бесплатно
Статья научная
Масс-спектрометрия является уникальным инструментом для контроля качества и безопасности пищевых продуктов. В настоящей работе объектами исследования стали образцы "свежих" и тех же продуктов искусственно просроченных ("ускоренно ферментированных") промышленно выпускаемых разными производителями йогуртов с различными микробиологическими заквасками, молочным сырьем, функциональными пищевыми добавками и т.п. Качественный и количественный составы этих образцов оценивались с помощью разработанного в ИАП РАН малогабаритного квадрупольного газового масс-спектрометра МС7-200 с ионизацией электронным ударом. Затем производилась "интеллектуальная" математическая обработка получаемых данных (методом "главных компонент" и т.д.). Было подтверждено, что с помощью масс-спектрометрического анализа и последующей математической обработки полученных данных с использованием методов многомерного статистического анализа можно достоверно оценивать состав и качество образцов различной молочной продукции, включая используемые для их упаковки материалы. Кроме того, разработанные нами способы предварительного "ускоренного ферментирования" анализируемых образцов молочной продукции, а также нагрева упаковки этих образцов перед пробоотбором существенно увеличивают чувствительность анализа. Совокупность предложенных подходов позволяет использовать масс-спектрометрию в качестве одного из высокоэффективных методов контроля состава и качества молочной продукции, обладающего такими преимуществами, как доступность для широкого применения, высокая экспрессность и экономичность, невысокие требования к квалификации оператора и т.д.
Бесплатно
ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Статья
Современное определение позволяет трактовать технологический процесс как сложную систему во взаимодействии с компонентами окружающей среды, в результате которого образуется полезный эффект. С этой точки зрения изучение технологического процесса подчиняется общим законам теории управления, благодаря чему принципы и алгоритмы, используемые этой теорией, могут быть адаптированы и распространены на управление технологическими процессами. Отмечается, однако, что основным отличием технологического процесса от традиционных объектов управления является постоянное непреодолимое и деградационное изменение его характеристик по времени. В статье показана возможность перехода от управления процессами в статистическом смысле к управлению по фактическому состоянию, т.е. к управлению процессом в реальном масштабе времени. Вводится понятие функциональной управляемости технологическими процессами. Приводится анализ обобщенной структурной схемы системы управления технологическим процессом как технически сложной системой. Приведена формализация целей управления технологическим процессом, позволяющая в дальнейшем сформировать задачи управления и типовые схемы управления характерными технологическими операциями. Показано, что особое значение приведенные теоретические положения приобретают при наступившем в настоящее время переходе от аналогового управления технологическим процессом к цифровому
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена проблема выбора источника света для микроинтерференционного метода контроля рельефа поверхности. В настоящее время огромное внимание уделяется суперлюминесцентным светодиодам, потому что они являются оптимальными источниками света для низкокогерентной интерферометрии за счет своих технических характеристик. Применение спектрального метода для выявления пиковой длины волны излучения и ширины спектра источника, которая определяет длину когерентности, значимо. Поэтому настоящая работа актуальна и перспективна В работе поставлена цель и поставлена задача исследования. Приведены функциональные схемы измерительной установки и блока монохроматора. Получены графические зависимости относительной спектральной чувствительности суперлюминесцентных светодиодов на разных гетероструктурах и рассчитаны длины когерентности для каждого источника света.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования выживаемости клеток культуры HeLa при их культивации на поверхности вертикального массива полупроводниковых нитевидных нанокристаллов (ННК). Показана выживаемость клеток при росте на поверхности ННК, сформированных из фосфида галлия со средней длиной 4 и 8 мкм, а также арсенида галлия со средней длиной 2 мкм. Демонстрируется возможность трансфекции клеток при культивации на массиве ННК путем прямого введения плазмиды в культуральную среду. Показана зависимость эффективности трансфекции от средней длины ННК.
Бесплатно
