Представлены теоретические и экспериментальные исследования проникновения магнитного поля в гранулированные сверхпроводники состава YBa 2Cu 3O 7-x. На основе результатов этих исследований проведена оценка шумового магнитного потока, и сделано предположение о предельной чувствительности датчиков магнитного поля на основе высокотемпературных сверхпроводников.

Бесплатно

ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ ПО ВЫДЫХАЕМОМУ ВОЗДУХУ НА ОСНОВЕ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Л. В. Новиков, В. В. Манойлов, А. Г. Кузьмин, Ю. А Титов, И. В. Заруцкий, А. О. Нефедов, А. В. Нефедова, А. И. Арсеньев

Статья научная

Данная работа является развитием исследований, опубликованных в журнале "Научное приборостроение" № 1, 2019. В сравнении с указанной статьей в данной работе расширен литературный обзор, впервые разработан и апробирован алгоритм расчета вероятности заболеваний. Приводятся результаты обработки данных больных, находящихся на лечении в двух онкологических клиниках. Расчет вероятности заболевания по данным масс-спектрометрического анализа выдыхаемого воздуха основан на определении принадлежности масс-спектра тестируемого больного соответствующей контрольной группе. Каждая контрольная группа формируется путем набора массива спектров не менее десяти пациентов с одним и тем же заболеванием. Диагностика выполняется путем преобразования матрицы спектров контрольной группы и спектра тестируемого больного в пространство главных компонент. Вероятность заболевания определяется по евклидову расстоянию координат больного от центроиды контрольной группы в многомерном пространстве главных компонент

Бесплатно

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ НА СУММАРНОМ (ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ) ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ. II. ОСОБЕННОСТИ СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Б. П. Шарфарец

Статья научная

Рассмотрена гидродинамика электрофореза при одновременном воздействии постоянного и переменного электрических полей. Показано, что при совмещении постоянного и переменного внешних полей происходит перекачка энергии постоянного электрического поля в переменное гидродинамическое поле. Приведен пример дисперсной среды, в которой может возникнуть гигантская дисперсия диэлектрической проницаемости, что в свою очередь может способствовать повышению суммарной скорости электрофореза. Приведены аналогии поведения рассмотренной дисперсной среды с поведением электроакустического преобразователя, основанного на применении электрокинетических явлений.

Бесплатно

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ НА СУММАРНОМ ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ. I. ПЕРЕМЕННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

Б.П. Шарфарец, В.Е. Курочкин

Статья научная

Проанализированы предложенные ранее механизмы создания переменным электрическим полем нелинейных стационарных течений вблизи дисперсных частиц: инерционный и поляризационный. Такое рассмотрение предпринято авторами в целях изучения в следующих работах эффекта совместного использования электрофореза на постоянном и переменном электрических полях. В процессе рассмотрения существующих моделей возникновения стационарных течений при воздействии переменного поля вследствие наличия поляризационных эффектов обнаружено, что, кроме стационарного течения и переменного течения на частоте задающего переменного поля, возникает еще и переменное течение на кратной частоте. Эти результаты могут оказаться полезными при возможном осуществлении электрофореза на суммарном постоянном и переменном электрическом поле.

Бесплатно

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ОДИНОЧНЫХ МОЛЕКУЛ ДНК С ПОМОЩЬЮ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ НАНОПОРЫ

П. К. Афоничева, Н. В. Ваулин, Д. В. Лебедев, А. С. Букатин, Д. А. Кириленко, А. Н. Аблеев, Ю. Д. Иванов, И. С. Мухин, А. А. Евстрапов,

Статья научная

В работе продемонстрирована возможность электрохимического детектирования одиночных молекул ДНК с помощью тонкой SiN-мембраны с интегрированной наноразмерной порой. Были проведены эксперименты по регистрации ионного тока для буферного раствора без/с добавлением молекул ДНК 10 000, 5000 и 500 пар оснований (п.о.). Для анализа полученных данных разработан алгоритм поиска событий транслокаций одиночных молекул через нанопору. Такой алгоритм позволяет анализировать амплитуду, длительность и частоту обнаруженных событий с целью анализа детектируемых молекул. Для ДНК 5000 и 500 п.о показана нелинейная зависимость продолжительности прохождения молекул от их длины. Продемонстрировано, что при уменьшении длины молекул в 10 раз продолжительность транслокаций снижается на 35%. Продемонстрированная возможность детектирования транслокаций создает основу для создания твердотельного нанопорового сенсора.

Бесплатно

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРУШИТЕЛЯ СТРУИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ НЕИСПАРИВШИХСЯ КАПЕЛЬ ВО ВХОДНОМ ИНТЕРФЕЙСЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

И. В. Курнин

Статья научная

В работе представлены результаты моделирования движения неиспарившихся капель (от источника ионизации электроспрей), попадающих через капилляр во входной интерфейс масс-спектрометра. Интерфейс представляет собой радиочастотную ионную воронку с разрушителем струи, которым является дисковая пластина, расположенная на оси воронки за капилляром. Показано, что при согласовании параметров выходной струи с размерами диска неиспарившиеся капли диаметром 0.1–10 мкм эффективно отклоняются вместе с газовым потоком в стороны и, таким образом, не распространяются дальше по ионному тракту, что способствует значительному уменьшению уровня шумов в масс-спектре.

Бесплатно

Экспериментальная оценка динамики дрейфа пиков масс-спектрометра и определение массовых чисел

Наумов В.В., Белозеров А.В., Гребенщиков О.А.

Статья научная

Приведены результаты экспериментальных исследований динамики дрейфа пиков и методика автоматического определения массовых чисел на базе масс-спектрометрической системы, включающей серийный масс-спектрометр МХ-7304А, ПЭВМ IBM PC, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Погрешность определения массовых чисел по разработанной методике не превышает 0.01 %.

Бесплатно

Экспериментальная установка для проточного фракционирования в асимметричном электроосмотическом потоке

Андреев В.П., Тихомолов А.А.

Статья научная

Описана конструкция экспериментальной установки для проточного фракционирования частиц в асимметричном электроосмотическом потоке.

Бесплатно

Экспериментальное исследование эффектов объемного заряда в многоотражательных времяпролетных масс-спектрометрах

Козлов Б.Н., Хасин Ю.И., Кириллов С.Н., Труфанов А.С., Гаврик М.А., Веренчиков А.Н.

Статья научная

В многоотражательном времяпролетном приборе с ловушечным источником достигаются более 10 000-100 000 ионов на выстрел. В этом случае экспериментально наблюдаются эффекты объемного заряда, включая насыщение интенсивности, уширение и смещение пиков. В источнике с ортогональным ускорением и накоплением ионов в проводнике можно получить до 10 000 ионов на выстрел. Кулоновские эффекты слабо выражены и плохо различимы на фоне насыщения ионного детектора. В настоящее время для получения массовой точности порядка 1 ррm интенсивность сигнала должна быть ограничена на уровне 10^6-10^7 ионов в секунду в одиночном пике прежде всего из-за возможностей детектора.

Бесплатно

Экспериментальное моделирование воздействия гипомагнитных полей на биологические объекты

Дмитриев С.П., Доватор Н.А., Богомолова Е.В., Панина Людмила Константиновна, Гаврилов Ю.М.

Статья научная

Разработаны экспериментальная аппаратура и методика для исследования влияния сверхслабых постоянных, переменных и комбинированных магнитных полей на живые системы. Проведены эксперименты на биологических моделях низших эукариот - микроскопических грибах, культивируемых в условиях экранирования магнитного поля Земли и компенсации остаточных полей до величин порядка 10÷100 нTл. Показано, что "магнитный вакуум" (ослабление магнитного поля Земли в 200÷600 раз) вызывает аномальный полярный рост мицелия микроскопических грибов.

Бесплатно

Экспериментальное определение коэффициентов гидравлического сопротивления рабочих ячеек установок вакуумной сепарации

Пугачук Александр Сергеевич, Борисов Ю.А., Чернышев А.В.

Статья научная

Рассматривается проблема моделирования рабочих процессов в установках пробоподготовки. Для моделирования рабочих процессов необходимы значения гидравлических сопротивлений пористых тел ячеек, которые определяются с помощью экспериментального исследования течения рабочей среды через ячейки с сорбентом установки вакуумной сепарации. Представлена методика проведения эксперимента, снижающая влияние сорбции на рабочие процессы в установках вакуумной сепарации и позволяющая определить начальные значения гидравлических сопротивлений ячеек. Определены начальные гидравлические сопротивления рабочих ячеек установки вакуумной сепарации ДНК. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для создания математической модели рабочих процессов, позволяющей разрабатывать высокоэффективное оборудование для вакуумной сепарации.

Бесплатно

Экспериментальное определение параметров амплификации полимеразной цепной реакции анализатора нуклеиновых кислот

Белов Д.А., Петров Д.Г., Белов Юрий Васильевич, Князьков Н.Н., Киселев И.Г.

Статья научная

Предложен способ определения основных параметров амплификации полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ): эффективности ПЦР и длительности температурного цикла. По результатам проведенных экспериментов и сравнительных расчетов определены режимы амплификации, обеспечивающие сокращение времени анализа и повышение производительности анализаторов нуклеиновых кислот.

Бесплатно

Экспериментальные и теоретические исследования процессов формирования наноструктур при молекулярно-пучковой эпитаксии

Егоров В.А., Тонких А.А., Самсоненко Ю.Б., Поляков Н.К., Демидов В.Н., Корнеева Н.П., Цырлин Г.Э.

Статья научная

В данной работе обобщены экспериментальные результаты, полученные в Институте аналитического приборостроения РАН совместно с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, по формированию методами на базе молекулярно-пучковой эпитаксии квантоворазмерных гетероструктур с квантовыми точками и исследованию их оптических и структурных свойств различными методами

Бесплатно

Экспресс-анализ качества многокомпонентных смесей

Новиков Лев Васильевич

Статья научная

С использованием имитационного моделирования исследован метод анализа качества многокомпонентных смесей (продуктов химической и пищевой промышленности) с использованием мультисенсорных систем. Предложена процедура отбраковки сенсоров с линейно-зависимой чувствительностью по рангу ковариационной матрицы откликов сенсоров и выбора их количества в системе по собственным числам этой матрицы. Моделируемая система осуществляет дискриминантный анализ (распознавание образов с учителем) многокомпонентных смесей по схеме: (обучение-измерение откликов сенсоров от контролируемого образца-вычисление вероятности их принадлежности обучающей выборке). Обработка данных ведется в пространстве главных компонент, что повышает вероятность правильной классификации.

Бесплатно

Экспресс-анализ нуклеиновых кислот в реальном времени: передвижная лаборатория на базе прибора АНК-4

Другой

• Лаборатория на базе прибора АНК-4 предназначена для проведения широкого спектра ПЦР-исследований в стационарных и полевых условиях. • Экспресс-анализатор АНК-4, прибор нового поколения семейства АНК, - количественных анализаторов нуклеиновых кислот методом ПЦР в реальном времени, серийно выпускаемых Институтом аналитического приборостроения РАН с 2004 года. • Возможности прибора АНК-4 обеспечивают проведение анализа методом ПЦР-РВ за 30 минут, при этом время полного цикла исследования от забора пробы до получения результатов не превышает двух часов. Для приборов АНК разработана линейка вспомогательного лабораторного оборудования, реактивы и тест-системы для ПЦР-РВ.

Бесплатно

Экспрессное определение ДНК методом 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 условий протекания полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени (ПЦР-РВ) в микрофлюидной аналитической системе. Проведено сравнение способов оценки температуры внутри микрореакторов и доказано, что контактный способ оценки температуры позволяет адекватно отразить температуру, достигаемую внутри микрореакторов микрофлюидного чипа. Проведена оптимизация режимов амплификации и показано, что сокращение времени поддержания температуры на стадиях термоциклирования позволяет значительно сократить время анализа без уменьшения чувствительности и значительного падения эффективности ПЦР. Показано, что определение 5 копий ДНК в микрореакторе составляет всего 18 мин.

Бесплатно

Электрические схемы емкостных датчиков микромеханического гироскопа RR-типа

Некрасов Я.А., Беляева Т.А., Беляев Я.В., Багаева С.В.

Статья научная

В статье представлена модель емкостных датчиков микромеханического гироскопа RR-типа, выполненная в виде эквивалентной электрической схемы с межэлектродными и паразитными емкостями. Приведена методика расчета этих емкостей. На основе электрической цепи проведена оценка разрешающей способности микромеханического гироскопа, выполненного по технологии "кремний на изоляторе", определено влияние на резонансную частоту подвеса напряжения возбуждения емкостных датчиков.

Бесплатно

Электродиффузия зондирующих ионов к поверхности частиц биоколлоидов

Варехов Алексей Григорьевич

Статья научная

В статье предлагается решение электродиффузионной задачи, которое может быть использовано в исследованиях суспензий клеток и других частиц (например, липосом) с применением зондирующих (индикаторных) ионов, но также и в прикладных задачах. Например, при изучении доставки в клетки лекарственных препаратов или при изучении воздействия коротких электрических импульсов на клеточные суспензии. Предполагается, что продолжительность процесса электродиффузии определяется не пулом индикаторных ионов, а условиями на поверхности частиц, т. е. поверхностным и электрокинетическим потенциалами. Адсорбция индикаторных ионов кинетически описывается при малых временах (менее одной миллисекунды) как дрейф ионов в электрическом поле у поверхности частицы и диффузия - при относительно больших временах. Обосновываются оптимальные значения концентрации индикаторных ионов при использовании таких инструментальных методов, как потенциометрический и флуоресцентный анализы.

Бесплатно

Электрокинетические потоки в микрофлюидных устройствах

Тупик А.Н., Рудницкая Г.Е., Лукашенко Т.А.

Статья научная

Представлены экспериментальные результаты исследований электроосмотических потоков в микрофлюидных чипах. Выявлено, что химические и термические процессы при герметизации микрочипов оказывают влияние на свойства поверхности каналов, определяя величину подвижности электроосмотического потока. Показано, что способ обработки поверхности пластин перед герметизацией и материалы канализированной и защитной пластин микрофлюидного чипа влияют на характер изменения скорости электроосмотического потока.

Бесплатно

Электромагнит узла образца рефлектометра поляризованных нейтронов реактора ИР-8 НИЦ "Курчатовский институт"

Гилев А.Г., Ульянов В.А., Калинин С.И., Дьячков М.В., Шмелев Г.Е.

Статья научная

Разработан и создан электромагнит узла образца для рефлектометра поляризованных нейтронов (РПН), предназначенный для установки на "Н3"-нейтроноводе реактора ИР-8 НИЦ "Курчатовский институт". Особенностью данного электромагнита являются повышенные требования к величине (200 мТл) и однородности индукции магнитного поля (максимальное отклонение направления вектора индукции от вертикали не более 2 %), а также компактности. Расчетные характеристики магнита подтверждены результатами экспериментальных измерений.

Бесплатно

Журнал