Исследования, приборы, модели и методы анализа. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
Статья научная
Задачи диагностики и выбора методов лечения многих вирусных заболеваний могут быть решены при наличии информации о количестве и дислокации вирусного генома в клетках органов и тканей. Эта задача решается применением метода амплификации ДНК in situ, при котором полимеразная цепная реакция проводится непосредственно в клетках взятых образцов тканей и результаты реакции могут быть обнаружены по ее окончании визуально под микроскопом без дополнительной обработки материалов. В Институте биологического приборостроения РАН разработан и изготовлен амплификатор ДНК in situ со следующими параметрами: 1) диапазон температур нагревания и охлаждения образцов от 4 до 99 ºС; 2) среднее значение скорости нагрева-охлаждения не менее 1 ºС в секунду; 3) погрешность измерения и регулирования температуры не более 0.5 ºС; 4) количество пластинок с образцами 4 шт.; 5) потребляемая мощность не более 300 Вт; 6) габариты 240×185×470 мм; 7) масса прибора 7 кг. Прибор прошел испытания на соответствие требованиям технического задания, имеется комплект конструкторской и технологической документации.
Бесплатно
Аномальная термополевая эмиссия с поверхности ZrO2 / W наногетероструктуры
Статья научная
Проведено исследование полевых эмиссионных свойств ZrO2/W наногетероструктуры, образованной тонким (~ 10 нм) слоем ZrO2 на поверхности острийного микрокристалла W. Установлено, что при температуре вещества наногетероструктуры ~ 2000 K процесс эмиссии электронов возбуждается при низких значениях напряженности экстрагирующего (лапласова) поля (менее ~ 50 В/мкм). Показано, что в стационарном режиме электронной эмиссии с поверхности исследованной наногетероструктуры плотность эмиссионного тока может достигать аномально высоких значений (порядка ~ 10^8 А/см^2). Предложена феноменологическая модель обнаруженного явления - аномальной термополевой эмиссии электронов с поверхности наногетероструктур вида проводник (металл)-тонкий слой диэлектрика.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что образование интерметаллических соединений (ИМС) является одним из основных мешающих факторов при проведении инверсионно-вольтамперометрических (ИВА) измерений. Наиболее существенно влияние ИМС на аналитические сигналы проявляется в системе медь-цинк при их определении на ртутно-графитовом пленочном электроде. Изучению возможности устранения мешающего влияния ИМС в системах Cu-Cd и Cu-Zn посвящено значительное количество работ.
Бесплатно
Высокоточные измерения на квадрупольном масс-спектрометре
Статья научная
Рассмотрены результаты измерения соотношения ионных пиков с молекулярными весами 131 m/e и 132 m/e при соотношении интенсивностей (площадей) пиков 1: 0.03 в масс-спектре перфтортрибутиламина с σ в пределах 0.005÷0.008 % по отношению малого пика к большому. Рассмотрены условия получения указанной точности измерения соотношения этих пиков. Измерения выполнены на квадрупольном масс-спектрометре МС7303 с модифицированной электронно-вычислительной частью. Непосредственной целью данной работы была наработка технических предпосылок создания для НТЦ "Центротех-ЭХЗ" квадрупольного масс-спектрометра для особо высокоточного (0.002 %) измерения изотопного состава кремния в SiF4 в связи с международным проектом по созданию Нового эталона массы. В Проекте участвуют Германия, Великобритания, Франция, Япония, США, Австралия и Россия, от которой исполнителями являются Филиал ФГУП "ПО ЭХЗ" НТЦ "Центротех-ЭХЗ" (ведущая организация), ФТИ РАН, ИХВВ РАН и Радиевый институт.
Бесплатно
Датчики ядерного магнитного резонанса как преобразователи скорости движения жидкости в частоту
Статья научная
Работа посвящена изучению и обобщению основных принципов преобразования скорости движущейся жидкости в частоту сигнала ядерного магнитного резонанса (ЯМР), который регистрируется датчиками различной конфигурации. Предложено единое соотношение, связывающее частотный сдвиг, скорость движения жидкости и геометрию датчика ЯМР. Основные теоретические результаты подтверждены экспериментальными данными.
Бесплатно
Дифференциальная регистрация поляризационно-модулированных оптических сигналов
Статья научная
Теоретически исследована работа поляризационно-оптических анализаторов, предназначенных для измерения малого двулучепреломления прозрачных объектов. Рассмотрены анализаторы, сочетающие методы поляризационной модуляции с дифференциальным подавлением избыточных шумов. Проанализированы обобщения двух традиционно используемых при подобных измерениях конфигураций построения поляризационных схем. Для этих случаев получены аналитические выражения для наблюдаемого сигнала двойного лучепреломления. Показано, что максимально достижимые сигналы в этих схемах совпадают.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе представлены результаты компьютерного моделирования энергоанализирующих систем, использующих в сочетании полые электростатические линзы и различные конфигурации аксиально-симметричного секторного сферического дефлектора с пространственной фокусировкой второго порядка, образующих системы вида ось-ось, ось-кольцо, кольцо-ось, кольцо-кольцо. Показано, что сочетание полых иммерсионных линз с системами сферического дефлектора с фокусировкой второго порядка обеспечивает высокую эффективность этих систем в спектроскопии заряженных частиц высокого энергетического разрешения. Разделение частиц по энергии происходит в дефлекторе, где энергия частиц минимальна и релятивистское смещение траекторий отсутствует, благодаря чему шкала энергий спектрометра абсолютно линейна и ее погрешность определяется только погрешностью управляющих электростатических потенциалов. На основе исследованных систем возможно построение компактных светосильных спектрометров, обладающих разрешающей силой по энергии в диапазоне от нескольких сотен до десятков тысяч.
Бесплатно
Инвариантная статистика в масс-спектрометрии
Статья научная
В работе рассматриваются времяпролетные и квадрупольные масс-спектрографы. В первом случае измеряется интенсивность излучения, воспринимаемая детектором, как функция времени пролета частиц. Во втором случае измеряется интенсивность как функция напряженности магнитного поля. Обработку этих функций предлагается осуществлять методом инвариантной статистики. Этот метод позволяет получать статистический резонансный спектр интенсивностей как функций параметров порядка и вероятности возбуждения этих резонансов. Линии статистического спектра должны фиксировать частицы определенной массы. Вероятности возбуждения этих линий определяют относительные количества частиц наблюдаемых масс.
Бесплатно
Статья научная
Для использования в тандемном времяпролетном спектрометре с параллельным анализом родительских ионов предложена конфигурация ячейки столкновительной фрагментации с бегущей волной электрического поля. Бегущая волна задается пошаговым сдвигом потенциала на электродах-вставках, расположенных между квадрупольными электродами ячейки. Показано, что режим бегущей волны обеспечивает необходимую частоту следования пакетов дочерних ионов, а также их временн⊆ю сжатость. Исследованы характеристики пакетов ионов на выходе ячейки.
Бесплатно
Статья научная
Измерены краевые углы смачивания водой и глицерином кварцевого стекла КУ-1 и покрытий на кварце, полученных из растворов в хлороформе смеси полистирола и полистиролсульфокислоты. Показано, что значения полярной поверхностной энергии для образцов кварца существенно различаются друг от друга, причем γ2р снижается линейно с ростом краевого угла смачивания кварца водой. Обработка поверхности образцов кварца олигомерным диизоцианатом СХ-100 приводит к сближению краевых углов смачивания водой (глицерином) и значений. С ростом концентрации полистиролсульфокислоты в полимерных покрытиях величина достигает максимума. Экстремальные зависимости от состава полимерной смеси позволяют обосновать оптимальные концентрации для модифицирования кварца при получении капиллярных колонок для электрохроматографии.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются режимы работы микромеханического гироскопа (ММГ) R-R типа с совмещенными и разнесенными частотами первичных и вторичных колебаний. Рассмотрены методы совмещения частот колебаний. Приведены теоретические исследования, показывающие преимущества работы в режиме с совмещенными частотами. Предложены результаты экспериментальных исследований ММГ в режимах совмещенных и разнесенных частот. Теоретические предпосылки подтверждены результатами экспериментальных исследований.
Бесплатно
К вопросу о вычислении амплитуды рассеяния объемных и поверхностных рассеивателей
Статья научная
В работе приводятся некоторые подходы к вычислению амплитуды рассеяния акустических рассеивателей, применяемые в различных областях теории рассеяния волн и частиц. Рассматриваются как объемные, так и поверхностные рассеиватели. Приводятся примеры конкретных расчетов, проведенных различными методами.
Бесплатно
К вопросу построения контура обратной связи микромеханического гироскопа
Статья научная
Рассматриваются вопросы применения в системе управления микромеханическим гироскопом обратных связей по скорости и по углу отклонения ротора. Исследования проводятся методом теоретического и экспериментального моделирования. Показано, что позиционная обратная связь расширяет частотный диапазон датчика, а управление по производной позволяет существенно уменьшить влияние вибрации основания на выходной сигнал.
Бесплатно
Комбинированный безэталонный электрохимический метод определения ртути в водных растворах
Статья научная
Предложен комбинированный безэталонный (не требующий градуировки прибора по стандартным растворам и применения метода добавок) метод определения ртути в водных растворах, основанный на закономерностях инверсионной вольтамперометрии и потенциостатической кулонометрии.
Бесплатно
Коррекция погрешности автопотребления кислородного электрода Кларка
Статья научная
Приведена методика коррекции показаний электрода Кларка с учетом автопотребления. Автопотребление может вносить существенную погрешность при измерении скорости потребления кислорода клетками. Показано, что учет автопотребления значительно уменьшает эту погрешность при исследовании физиологии дыхания клеток.
Бесплатно
Метод оценки энергетических и пространственных параметров рентгеновских и гамма-детекторов
Статья научная
Предложена математическая модель энергодисперсионного детектора рентгеновского и низкоэнергетического гамма-излучения, основанная на анализе процессов переноса фотонов и электронов высокой энергии в веществе детектора и позволяющая оценивать параметры функции отклика детектора. Методом Монте-Карло рассчитаны вероятности регистрации фотонов в различных частях функции отклика детектора. Рассчитанные данные сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными в области энергий излучения до 2 МэВ. Проведена оценка предельного пространственного разрешения детекторов, обусловленного процессами многократного рассеяния фотонов и областями торможения электронов.
Бесплатно
Методика оценки эффективности моделей и обнаружения масс-спектрометрических пиков
Статья научная
В статье приведены результаты экспериментальных исследований выходных сигналов квадрупольного масс-спектрометра на базе автоматизированного комплекса, содержащего квадрупольный масс-спектрометр МХ-7306. Разработаны методика оценки эффективности моделей сигналов и оптимальный вариант корреляционного алгоритма сглаживания, обнаружения и идентификации масс-спектрометрических пиков; приведены аналитические выражения эффективности моделей пиков для различных аппроксимаций. Методика позволяет проводить выбор наилучшей с точки зрения вероятности правильного обнаружения аппроксимации масс-спектрометрического пика в каждом конкретном случае.
Бесплатно
Статья научная
В работе обсуждается применение атомно-силовой микроскопии (АСМ) для биологических, медицинских и других задач. Предложена методика поточечных измерений рельефа, сил взаимодействия и локальных свойств объектов. Так как латеральное движение зонда происходит вне контакта с изучаемой поверхностью, то влияние боковых сил полностью исключается. Описываются принцип работы, возможности и преимущества методики. Экспериментально подтверждается возможность комплексного подхода к изучению в АСМ.
Бесплатно
Статья научная
Заключительная статья серии "Многофункциональный спектрометр для исследования поверхности и объема конденсированных сред" (см. "Научное приборостроение": 2004, т. 14, № 3; 2005, т. 15, № 1) посвящена изложению функциональных возможностей спектрометра для исследования поверхности и объема конденсированных сред. Описываются методика проведения экспериментальных исследований; пакет программ совместной обработки данных, полученных в режимах рентген-рефлектометрических, рентген-флуоресцентных и мёссбауэровских измерений, а также результаты исследований спиновой текстуры и определения профиля распределения элементов и фаз в многослойных синтетических структурах Fe/V и Fe/Cr.
Бесплатно
Статья научная
Предложен, теоретически исследован и экспериментально опробован новый метод модуляции скорости ионного пучка в газонаполненном транспортирующем интерфейсе времяпролетного масс-спектрометра с целью повышения эффективности его рабочего цикла.
Бесплатно
