Физика и химия приборостроения. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
БЕСПРОВОДНОЙ СИГНАЛИЗАТОР МЕТАНА С МОДУЛИРОВАННЫМ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ПРОФИЛЕМ НАГРЕВА
Статья научная
Представлены результаты разработки автономного бытового сигнализатора метана, работающего в динамическом режиме измерений. В качестве термокаталитических сенсоров были использованы промышленные сенсоры. Для предотвращения перегорания микронагревателя термокаталитического сенсора, которое часто имеет место при импульсном нагреве, разработана специальная форма нагревающего импульса. Предложенный динамический режим нагрева сенсора позволяет проводить измерения с малым энергопотреблением и требуемым уровнем безопасности в диапазоне измерения довзрывных концентраций от 0.1 до 2 об.%. На основе анализа полученных результатов измерений дана оценка времени автономной работы сигнализатора.
Бесплатно
Статья научная
Изучено влияние температуры на выход ДНК M. tuberculosis при использовании модельных растворов и коммерческих силикатных микроколонок в интервале температур 20-90 °С. Показано, что величина выхода линейно зависит от температуры ( r = 0.990) в диапазоне 20-70 °С с максимумом при 70 °С. Выход ДНК немного уменьшается при более высоких температурах. Максимальное значение выхода составляет 73 %, т. е. выделение ДНК на 50 % эффективнее, чем при комнатной температуре. Температура, при которой достигается максимальный выход, немного ниже температуры плавления ДНК (76 °С). На основе предположения, что полученные результаты обусловлены главным образом изменением вязкости при увеличении температуры, была оценена применимость диффузионных уравнений для объяснения линейной зависимости выхода от температуры. Значения, рассчитанные для системы ДНК-H 2O, немного завышены, но качественно согласуются с полученной экспериментально зависимостью выхода ДНК от температуры. В случае когда при моделировании вместо воды использовали некоторые растворы электролитов, рассчитанные значения соответствовали экспериментально полученной зависимости выхода ДНК от температуры вплоть до 70 °С. Проведено краткое обсуждение возможного влияния некоторых физико-химических и гидродинамических процессов, происходящих при пропускании жидкости через пористую двуокись кремния, а также рассмотрены некоторые побочные эффекты условий проведения эксперимента.
Бесплатно
Статья научная
Методами ИК-спектроскопии поглощения, краевых углов смачивания водой (глицерином) и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии изучены поверхностные свойства и структура покрытий полистирола и полистиролсульфокислоты на кварцевых стеклах КУ-1 и ВК-100, модифицированных олигомерным диизоцианатом СХ-100. Получена корреляция между поверхностной энергией образцов кварца и покрытий полистирола и полистиролсульфокислоты на модифицированном кварце и интегральной интенсивностью полос поглощения силанольных групп кварца. Установлены закономерности изменения состава функциональных групп и поверхностной энергии полимерных покрытий на кварце в зависимости от концентрации полистирола и полистиролсульфокислоты, на основе которых получены капиллярные колонки для высокоэффективной электрохроматографии белков.
Бесплатно
Статья научная
Исследованы структура и закономерности изменения поверхностной энергии модельных полимерных покрытий на кварце, а также электрокинетические свойства полых сегментированных кварцевых колонок (СКК) с покрытиями неполярного атактического полистирола и отрицательно заряженной полистиролсульфокислоты при соотношении длин соответствующих сегментов 2:1 и 1:2. Показано, что СКК характеризуются высоким электроосмотическим потоком (ЭОП), практически не зависящим от величины рН растворов электролита. Электрокинетическая подвижность маркера ЭОП (диметилсульфоксида) в таких колонках предопределяется соотношением длин сегментов с электрически нейтральным и отрицательно заряженным полимерными сорбентами.
Бесплатно
Исследование зависимости ИК-спектра магнитной жидкости от индукции внешнего магнитного поля
Статья научная
Коллоидный раствор ферромагнитных наночастиц магнетита, находящийся в магнитном поле, имеет колебательно-вращательный ИК-спектр поглощения. Энергия колебательных уровней не зависит от индукции внешнего магнитного поля, а энергия вращательных уровней от нее линейно зависит. Эффект можно объяснить переориентацией под действием фотонов магнитных моментов наночастиц в магнитном поле.
Бесплатно
Краткое сообщение
Создание неразъемного соединения пластин из ПММА с ПДМС Sylgard-184 и силастиком Т-4 для герметизации микрофлюидных устройств возможно с использованием химии силанов. В работе показано, что при использовании Т-4 достаточно силанизировать лишь ПММА, в то время как для Sylgard-184 необходимо обработать обе пластины. Устойчивость соединенных деталей проверена при циклическом (45 циклов) изменении температур от 60 до 95 °С. Экспериментально продемонстрировано, что Т-4 не ингибирует ПЦР и может быть применен при создании аналитических устройств для методов молекулярной диагностики.
Бесплатно
Статья научная
В результате экспериментального исследования кривых намагничивания двух магнитных жидкостей методом ЯМР было получено, что функция распределения наночастиц по значениям их магнитных моментов Р в диапазоне 4.5·10 -19-19 А·м 2 пропорциональна 1/ Р, т. е. растет при уменьшении Р. Этот результат не противоречит экспериментальным функциям распределения наночастиц по размерам, полученным методом просвечивающей электронной микроскопии при размерах наночастиц, превышающих 9 нм.
Бесплатно
Исследование системы уравнений, описывающих кинетику элементарной ферментативной реакции
Статья научная
Математические уравнения кинетики ферментативных реакций, как правило, не имеют аналитического решения и исследуются численными методами. Однако в ряде задач наличие хотя бы приближенного аналитического решения напрямую обусловливает адекватность их решения. На основе такого описания, например, можно было бы разработать более эффективный алгоритм обработки экспериментальных данных метода полимеразной цепной реакции в реальном времени, широко используемого в анализе целевых нуклеиновых кислот. В настоящей работе рассматривается подход, позволяющий получить приближенные аналитические решения, выражающие временнýю зависимость концентраций компонентов реакции при некоторых ограничениях на параметры реакции.
Бесплатно
Статья научная
В работе продемонстрирована возможность использования масс-спектрометрии электронного удара (ЭУ) на приборе MB-80 A ("Hitachi", Япония) с двойным электронным фокусированием для анализа смесей [ 2H, 13С]аминокислот L -фенилаланин-продуцирующего штамма Brevibacterium methylicum и L -лейцин-продуцирующего штамма Methylobacillus flagellatum, а также [ 2H, 13С]аминокислот суммарных белков биомассы, выделенных при выращивании клеток бактерий на средах, содержащих в качестве источников стабильных изотопов [ 2Н]метанол, [ 13С]метанол и 2Н 2О. Для масс-спектрометрического анализа уровней включения стабильных изотопов 2H и 13С в молекулы [ 2H, 13С]аминокислот их многокомпонентные смеси в составе культуральных жидкостей и белковых гидролизатов (гидролиз в 6 М 2НСl (3 % фенол) и 2 М Ва(ОН) 2) модифицировали в N-бензилоксикарбонил-производные: [ 2H, 13С]аминокислоты и метиловые эфиры N-5-(диметиламино)нафталин-1-сульфонил-производных [ 2H, 13С]аминокислот, - которые разделяли методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии на колонке с октадецилсилановым селикагелем Separon SGX С18. Уровни включения 2Н и 13С в молекулы секретируемых аминокислот и аминокислотные остатки суммарных белков биомассы варьируются в зависимости от метаболических путей биосинтеза [ 2H, 13С]аминокислот и содержания 2H- и 13C-меченых субстратов в ростовых средах и различаются для разных аминокислот (от 20.0 атом. % для L -лейцина / изолейцина и до 97.5 атом. % для L -аланина).
Бесплатно
Модифицированный голографический интерференционный микроскоп для исследования фазовых объектов
Статья научная
В статье показывается, что введение новых элементов в схему голографического интерференционного микроскопа для исследования фазовых микрообъектов позволяет более эффективно производить регулировку и перестройку микроскопа. Приводится математическое описание микроскопа и методика его настройки.
Бесплатно
О поляризационных откликах объектов с малой оптической анизотропией (краткое сообщение)
Краткое сообщение
Исследованы некоторые особенности поляризационных откликов объектов с малой оптической анизотропией. Показано, что данные отклики обладают важными для практики свойствами линейности и аддитивности. Рассмотрена принципиальная возможность описания намагничивания в терминах ориентационной упорядоченности.
Бесплатно
Статья научная
Получены несвязанные уравнения типа Кирхгофа, позволяющие решать связанные линеаризованные уравнения термоупругости для твердых тел и связанные уравнения системы Навье-Стокса для вязкой теплопроводящей жидкости как в стационарном, так и в нестационарном случаях. Уравнения записаны для скалярных потенциалов смещения твердого тела и скорости в жидкости, а также для полей температуры в твердом теле и жидкости. Полученные уравнения предоставляют дополнительные возможности для расчетов указанных полей в упругих областях, контактирующих с жидкостью.
Бесплатно
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА НА РАЗРЕШЕНИЕ ИОН-ДРЕЙФОВОГО СПЕКТРОМЕТРА
Статья научная
В работе представлена аналитическая модель, которая описывает динамику ионного облака с учетом действия объемного заряда при движении в ион-дрейфовом спектрометре, начиная с области ионообразования на стадии формирования ионного импульса затвором, и дальнейшем дрейфе сформированного ионного импульса в сторону коллектора. Представленная модель позволяет оценить степень влияния объемного заряда на возможные потери ионов и разрешение ион-дрейфового спектрометра. Влияние объемного заряда становится заметным начиная с плотности ионов 106 см–3. Сравнение результатов, полученных с помощью аналитической модели, с результатами численного решения исходных уравнений показывает, что они практически совпадают.
Бесплатно
Особенности использования лазерных диодов для регистрации линий поглощения иода
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы, возникающие при использовании FP (Фабри-Перо) лазерных диодов красного диапазона спектра для регистрации доплеровски уширенных линий поглощения иода (127I2). Они отражают особенности работы таких лазеров в одночастотном режиме. Полученные результаты могут быть использованы при регистрации других линий поглощения и стабилизации частоты излучения лазерных диодов.
Бесплатно
Особенности отклика резистивного газового сенсора в проточном режиме
Статья научная
Представлены результаты экспериментального исследования влияния скорости газового потока на сопротивление чувствительного слоя резистивного полупроводникового сенсора для конструкции сенсора с чувствительным слоем и нагревательным элементом, расположенными на противоположных сторонах диэлектрической подложки, в условиях стабилизации температуры нагревательного элемента. Показано, что в инертных и химически активных газовых средах изменение сопротивления чувствительного слоя при постоянной температуре нагревательного элемента, вызванное изменением скорости потока газа, обдувающего сенсор, повторяет характер температурной зависимости сопротивления чувствительного слоя сенсора, находящегося в постоянном потоке газа. Обсуждается влияние наблюдаемой зависимости на результаты измерений концентрации озона.
Бесплатно
Особенности формирования сигнала ошибки при стабилизации частоты лазерного диода
Статья научная
В работе рассматривается вопрос формирования сигнала ошибки в системе автоматической подстройки частоты лазерного диода. Показано, что из-за особенностей характеристик лазерных диодов в экстремальной системе регулирования с введением пробного сигнала будет возникать сдвиг нуля сигнала ошибки. Получена оценка величины сдвига.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены существующие модели учета влияния геометрического фактора на формирование аналитического сигнала и фона при выполнении рентгеновского флуоресцентного анализа на энергодисперсионном спектрометре. Предложена модель учета многократного рассеяния с использованием метода Монте-Карло для моделирования процессов радиационного и электронного переноса в элементах рассматриваемого спектрометра. Показано, что учет многократного рассеяния существенно улучшает согласие расчетных и экспериментальных данных.
Бесплатно
ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ МЕТОДА ПЛАВЛЕНИЯ ДНК ПУТЕМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВТОРНЫХ АНАЛИЗОВ
Статья
В статье изучена возможность использования повторных анализов методом плавления ДНК для повышения их достоверности, а именно уменьшения погрешности определения температуры плавления ДНК Tm. Экспериментально выявлено статистически значимое различие значений Tm анализируемых образцов в последовательно проведенных анализах, препятствующее повышению достоверности. Показано, что увеличение температуры плавления Tm в проведенной серии экспериментов в среднем на 0.12 град. обусловлено испарением 1.65% воды из пробирки. Экспериментально выявлено изменение массы на 0.8 ± 0.1% от общей массы воды в пробирках в результате теплового режима, аналогичного анализу методом плавления, что частично подтверждает предположение. Рекомендовано при повторных анализах методом плавления ДНК учитывать этот эффект и реализовывать мероприятия, препятствующие испарению воды. Приведены аналитические выражения для относительной оценки изменения концентрации ионов натрия и объема воды в пробе.
Бесплатно
Полевая десорбция ионов из острия на мениске жидкости при ЭГД-распылении
Статья научная
Исследованы режимы работы и токовые характеристики устройства электрораспыления с динамическим делением потока распыляемой жидкости и отведением ее излишка из области распыления при нормальных условиях. Показано существование трех наиболее характерных режимов распыления: электроспрей, полевая десорбция, поток. Продемонстрировано, что в режиме распыления "полевая десорбция" стабильность тока распыления и его величина не зависят от величины потока жидкости в диапазоне 50-200 мкл/мин.
Бесплатно
Статья научная
Приведены особенности потенциала течения в электролите, значимые при реализации жидкостного акустоэлектрического преобразователя. Рассмотрена электрохимия потенциала течения в электролитах. Отмечена особенность процесса в растворах электролитов, связанная с влиянием ионной силы электролита, и его зависимость от электрокинетического радиуса. Показано, что при малых величинах электрокинетического радиуса возникает эффект перекрытия двойных электрических слоев, ведущий к резкому уменьшению абсолютных величин потенциала течения, а следовательно, и к практической невозможности реализации акустоэлектрического преобразования.
Бесплатно
