Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1299
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
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
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
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
ВЭЖХ-МС-анализ сверхмалых количеств лекарственных препаратов
Статья научная
С помощью приборного комплекса, состоящего из времяпролетного масс-спектрометра МХ 5310 и жидкостного хроматографа Милихром А-02, произведен анализ состава лекарственных препаратов. Показана возможность повышения чувствительности хромато-масс-спектрометрического анализа лекарственных компонентов по отношению к хроматографическому анализу.
Бесплатно
Статья обзорная
В целях решения задачи выбора наиболее эффективного механизма для математического моделирования взаимосвязанных физических полей в сплошных средах рассматривается использование вариационных подходов. Кратко излагается существующая по этому вопросу теория, основанная на использовании вариационных принципов либо вариационных уравнений, приводится критерий их выбора, разбираются особенности метода, приводится конкретный пример. Во второй части работы будет проделан разбор случаев, когда вариационный подход является единственно возможным для составления математических моделей мультифизичных явлений. В приложении описана диссипативная функция (диссипативный потенциал) для случая однородной вязкой теплопроводной жидкости, играющая важную роль при моделировании необратимых процессов.
Бесплатно
Статья обзорная
Приведен ряд примеров как тривиальных, так и достаточно сложных, продемонстрировавших эффективность вариационных методов при математическом моделировании различных физических процессов. Некоторые из приведенных примеров могут моделироваться и с помощью альтернативных подходов, а такие как модель акустики пористых сред (теория Био), по всей вероятности, моделируются только с помощью вариационных методов. Основной упор в обзоре сделан на детализацию подробностей применения вариационных подходов, что не всегда делается в оригинальных работах, где эти методы используются для решения сложных задач. В приложении приведен ряд полезных сведений по вариационным методам, в том числе принцип симметрии кинетических коэффициентов Онзагера и обобщенный вариационный принцип.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен вебометрический метод изучения тенденций развития аналитического приборостроения, основанный на анализе сайтов Американского химического общества в Интернете. В отличие от классической наукометрии вебометрия позволяет изучать не только динамику числа публикаций, но и динамику числа ссылок на эти публикации. Показано, что качество определения числа ссылок в режиме on-line вполне удовлетворительно за периоды 1996-2007 и 2010-2012 гг., неудовлетворительно за 2008-2009 гг. и ранее 1980 г. Понятие h-индекса Хирша обобщено на различные виды аналитических приборов. В перспективе вебометрический анализ может выявить небольшое число управляющих параметров, определяющих тенденции развития аналитического приборостроения и его отдельных направлений. В частности, вебометрия показала, что в первом десятилетии XXI в. развивалось не столько аналитическое приборостроение, сколько использование наноструктур для отдельных классов аналитических приборов.
Бесплатно
Вейвлет-фильтрация пространственных частот при дискретизации световых полей
Статья научная
Рассматриваются методы, позволяющие удалять помехи и шумы, верхняя частота которых превышает половину частоты дискретизации. Эта операция выполняется с помощью одноуровневого дискретного вейвлет-преобразования при дискретизации оптической информации. Необходимость разработки подобных методов возникает в связи с тем, что при восстановлении оптической информации световых полей после дискретизации наличие таких частот в спектре может существенно исказить оптические изображения. Исходными данными для применения рассматриваемых методов является дискретизированное оптическое изображение, частота дискретизации которого по каждой из двух координат превышает частоту дискретизации изображения, передаваемого потребителю. Исходное изображение может содержать помехи и шумы с частотами, превышающими половину частоты дискретизации. При применении предлагаемых методов возможные помехи с указанными частотами могут быть отфильтрованы и не искажать информации, поступающей потребителю. В заключительной части статьи обобщены теоретические подходы к проблеме дискретизации световых полей.
Бесплатно
Вейвлетный анализ в обработке томографических изображений
Статья научная
Систематизированы методы шумоподавления при обработке изображений на основе вейвлетного анализа. Апробация разработанных методов обработки изображений была проведена на магнитно-резонансном томографе General Electric Signa Infinity в СПбГУЗ "Городская Покровская больница".
Бесплатно
Вейвлеты с конечной замкнутой формой представления
Статья научная
Преобразование нестационарного сигнала в информационно-измерительных системах для анализа динамического спектра основано на применении вейвлетов (совокупности масштабирующей- и вейвлет-функций, образующих базисы подпространств различного масштаба, группы фильтров и алгоритмов организации этой совокупности в систему). Построение компонент обычных вейвлетов включает бесконечные произведения и суммы, в связи с чем они не имеют замкнутого представления и для реализации требуют базовых вычислений, включающих аппроксимации. Нами рассмотрены метод, процедуры и практическое построение вейвлетов, имеющих замкнутую форму представления.
Бесплатно
Векторные носители информации в неоднородно уширенной двухуровневой ЯМР-системе
Статья научная
Для описания массивов информации, формируемых при резонансном взаимодействии импульсов радиочастотного магнитного поля с неоднородно уширенной двухуровневой ядерной спиновой системой, предлагается использовать динамический подход в сочетании с математической оболочкой соответствующей геометрической алгебры Клиффорда. Это позволяет ввести понятие векторных носителей информации и рассматривать эволюцию спиновой системы одновременно в четырех различных ракурсах, связанных между собой формализмом параметров Кэли-Клейна. Понятие когерентности обобщается с учетом различий в пространственной ориентации и в собственных частотах резонанса носителей. Показано, что информация о параметрах импульсов возбуждающей последовательности, вводимая в спиновую систему, многократно резервируется и далеко не всегда оказывается доступной для считывания. Описанный подход позволяет рассчитывать все потоки информации, формируемые в произвольной неоднородно уширенной двухуровневой системе в условиях произвольного многоимпульсного эксперимента, а также необходимые и достаточные условия их вывода при заданном способе детектирования.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследовали возможность взаимодействия ацетилсалициловой кислоты (АСК) с очищенным глобином человека и крысы in vitro. Показано, что глобин крысы способен модифицироваться АСК по К-17 и К-57 в субъединице альфа и К-96 в субъединице бета, а глобин человека - по К-17, К-41, К-57 в субъединице альфа и К-18, К-121 в субъединице бета.
Бесплатно
