Предложен способ химической модификации внутренней поверхности капилляра полисульфопропилметакрилатом для стабилизации электроосмотического потока (ЭОП) в капиллярном электрофорезе. Показано, что стабилизирующие покрытия обеспечивают независимость скорости ЭОП от рН, а также отсутствие гистерезиса, характерного для непокрытых кварцевых капилляров. На примере анализа белков сыворотки крови показано, что полисульфопропилметакрилатное покрытие обеспечивает также повышенную разрешающую способность и устраняет необходимость в промывках капилляра раствором щелочи до и после анализа.

Бесплатно

Цифровой биометрический браслет контроля функционального состояния оператора

Кулешов Сергей Викторович

Статья научная

В статье предложен подход к формированию функционального профиля оператора. Показано техническое решение в виде устройства, обеспечивающего накопление и передачу данных от биометрических сенсоров, рассмотрены возможности его применения.

Бесплатно

ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ ДЛЯ МИНИМАКСНОЙ ПОЛИНОМИАЛЬНОЙ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ С ЗАДАННЫМ ВЕСОМ

А. С. Бердников, С. В. Масюкевич

Статья научная

В статье рассматривается быстросходящийся численный алгоритм для определения полиномов заданной степени, который обеспечивает на заданном интервале оптимальное приближение заданной функции в минимаксной норме с заданным весом при условии, что весовая функция не обращается в ноль на рассматриваемом интервале, за исключением, быть может, начальной и/или конечной точек интервала.

Бесплатно

Частичная расшифровка аминокислотной последовательности пептида по его фрагментному масс-спектру: алгоритм и результаты применения

Лютвинский Я.И., Макаров В.В., Краснов Н.В., Подольская Е.П., Веренчиков А.Н.

Статья научная

Разработан новый алгоритм восстановления части аминокислотной последовательности пептида по фрагментному масс-спектру пептида. Алгоритм оптимизирован по числу проверяемых гипотез, что обеспечивает его высокое быстродействие. При оценке возможных гипотез используется байесов подход, основанный на фактической статистике пиков фрагментного масс-спектра. Поведена проверка алгоритма на данных тандемного времяпролетного масс-спектрометра Q-TOF и масс-спектрометра на основе ловушки Паули.

Бесплатно

Численная оценка равномерности распределения молекулярных колоний при анализе изображений результата ЦПЦР в геле

Буляница Антон Леонидович, Рудницкая Г.Е., Тупик А.Н., Лукашенко Т.А., Цымбалов А.И., Евстрапов А.А.

Статья научная

Одним из высокочувствительных методов генетического анализа является метод молекулярных колоний, реализуемый на планарном микрочиповом устройстве с системой реакционных камер. При этом погрешность результатов анализа связана с равномерностью расположения молекулярных колоний в реакционной камере. В работе рассматривается подход, основанный на порядковых статистиках. Это позволяет обосновать две оценки степени равномерности, являющиеся аналогами общих понятий статистики: точечной оценки максимального правдоподобия и интервальной оценки. Применимость подхода проиллюстрирована анализом изображений, полученных при обнаружении транскриптов цитокератина (CK-19) в пробе.

Бесплатно

Численное моделирование движения ионов в газонаполненных магнитных масс-сепараторах

Щербаков А.П., Явор М.И.

Статья научная

В работе представлены параметризации основных процессов ионно-молекулярного взаимодействия в газонаполненных магнитных масс-сепараторах. С их использованием разработаны две программы расчетов движения ионов в газонаполненных сепараторах: одна с применением метода матриц перехода в параксиальном приближении и вторая - основанная на пакете SIMION 7.0. Приведены примеры тестовых расчетов фокусировки ионов - продуктов реакций слияния ядер в сепараторе DGFRS Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ в г. Дубна.

Бесплатно

Численное моделирование скользящего разряда как источника ионов для элементного масс-спектрометрического анализа диэлектриков

Курнин И.В.

Статья научная

На основе двухтемпературного лагранжевого гидродинамического кода, предложена численная модель, описывающая развитие скользящего разряда инициируемого на поверхности диэлектрика. Проведено численное моделирование экспериментальных условий. Сравнение расчетного ионного состава разрядной плазмы показывает хорошее согласие с экспериментальными данными. На основе результатов численного моделирования рассматриваются пути оптимизации скользящего разряда как источника ионов для элементного масс-спектрометрического анализа диэлектриков.

Бесплатно

Чувствительность и пределы обнаружения при масс-спектрометрическом анализе ультрамалых проб урана и плутония

Чубинский-надеждин И.В., Куликов Ю.В., Каменев А.Г., Макарова Т.П., Степанов А.В.

Статья научная

Представлена схема проведения анализа изотопного состава U и Pu на термоионизационном масс-спектрометре с многоканальным счетчиком ионов. Рассмотрены принципиальные с точки зрения возможностей измерения ультрамалых проб аналитические характеристики: чувствительность и пределы обнаружения. Количественные оценки сделаны на основании обобщения экспериментальных результатов.

Бесплатно

Чувствительные элементы датчиков на дисперсионных линиях задержки

Богословский С.В.

Статья научная

Предложен новый метод построения чувствительных элементов датчиков на поверхностных акустических волнах на основе дисперсионных линий задержки. Приведены результаты моделирования применительно к мембранному датчику давления. Определен субоптимальный вид закона изменения фазы, обеспечивающий высокую чувствительность к деформации звукопровода. Предлагаемый подход обеспечивает высокую помехозащищенность и точность бесконтактных измерений.

Бесплатно

Шум гранулированных сверхпроводников и чувствительность магнитных датчиков на их основе

Черных Сергей Викторович

Статья научная

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

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ УСТАНОВКИ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ИСТОЧНИК БЕЛОГО СВЕТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ

Е. Е. Майоров, В. П. Пушкина, Р. Б. Гулиев, А. В. Дагаев

Статья научная

Исследование освещает проблему метрологии негладких поверхностей и выявление технических характеристик разработанной интерферометрической установки, где в качестве источника излучения применялся диод белого света. Получение высокоточной информации о геометрии оптической либо негладкой поверхности является значимой проблемой для метрологического обеспечения, и интерференционные приборы и комплексы, использующие источники света, которые загрубляют лазерный режим, способны обеспечить исследователя такой информацией. В работе исследованы метрологические параметры экспериментальной установки: диапазон, погрешность измерений, амплитуду интерференционного сигнала. Полученные экспериментальные результаты представлены в виде технических характеристик.

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

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РАДИОЧАСТОТНЫХ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ КАНАЛОВ

А. С. Бердников, С. В. Масюкевич, К. В. Соловьев, Ю. И. Хасин

Статья научная

В статье рассматриваются аналитические выражения для потенциалов электрических полей, которые соответствуют цилиндрическим радиочастотным каналам. Электроды таких каналов представляют собой последовательность идентичных плоских диафрагм, в частном случае круговых диафрагм с апертурами постоянного радиуса. Полученные выражения позволяют оценивать возмущения транспортирующих электрических полей при приближении к краям электродов и могут быть полезны для быстрого качественного моделирования радиочастотных устройств, предназначенных для изоляции, транспортировки и фокусировки ионов.

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

Журнал