Система терморегуляции для биосенсоров на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом
Система терморегуляции для биосенсоров на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом
Г. В. Нибудин$^1$, И. И. Циняйкин$^1$, Г. В. Преснова$^2$, М. Ю. Рубцова$^2$, А. А. Попов$^1$, П. О. Михайлов$^1$, А. С. Трифонов$^1$, О. В. Снигирев$^1$, В. А. Крупенин$^1$, Д. Е. Преснов$^{1,3}$
В работе продемонстрирована система терморегуляции с обратной связью для биосенсоров на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, обеспечивающая контроль и поддержание необходимого температурного режима в биоаналитических исследованиях. Элементы системы, включающие полевые транзисторы с каналом-нанопроводом, температурные сенсоры и нагреватели, изготавливались на одном чипе с использованием процессов электронно-лучевой литографии, реактивно-ионного травления и высоковакуумного напыления. Разработана и изготовлена специализированная электроника для контроля и поддержания температуры. Проведены измерения зависимости показаний термометров от мощности нагрева, хорошо согласующиеся с результатами численного моделирования. Проведена демонстрация системы терморегуляции с обратной связью, обеспечивающая установление заданной температуры в диапазоне от 30 до 70 градусов за 18 сек в жидкостной среде. Демонстрация системы с терморегулятором для детектирования нуклеиновых кислот была проведена с использованием синтетической одноцепочечной ДНК, представляющей собой фрагмент гена бактерии Escherichia coli. Минимально детектируемый отклик наблюдался для образца с концентрацией 3 фМ.
Показать АннотациюРадиопротекторный белок тихоходок Dsup (damage suppressor) устойчив к~воздействию высоких доз ионизирующего излучения
Радиопротекторный белок тихоходок Dsup (damage suppressor) устойчив к~воздействию высоких доз ионизирующего излучения
М. П. Зарубин$^1$, А. Ф. Низамиева$^{1,2}$, С. И. Алексеев$^1$, С. В. Митрофанов$^1$, Ю. Е. Горшкова$^{1,2}$, Е. В. Кравченко$^1$
Уникальный белок Dsup тихоходки Ramazzottius varieornatus увеличивает устойчивость к воздействию радиации и окислительного стресса у различных видов организмов и в культуре клеток человека. Согласно данным моделирования, Dsup образует комплекс с ДНК с межмолекулярным расстоянием ~ 4 Å, в результате чего ДНК меньше повреждается активными формами кислорода, образующимися в ходе воздействия радиации. Однако остается неясной стабильность самого белка Dsup в ходе воздействия на него ионизирующего излучения, что важно для оценки его радиопротекторного потенциала и понимания молекулярных механизмов действия этого белка в условиях высоких доз радиации. В данной работе впервые проведено исследование радиационной деградации белка Dsup после облучения γ-квантами с помощью методов малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР) и электрофореза белков в полиакриламидном геле в денатурирующих условиях (SDS-PAGE). Показано, что в отличие от контрольного белка бычьего сывороточного альбумина, пространственно-структурные характеристики белка Dsup почти не изменяются даже при воздействии высоких доз радиации (5 и 10 кГр), что позволяет говорить о его высокой радиационной стабильности.
Показать АннотациюНовая инфракрасная камера Кавказской Горной Обсерватории ГАИШ МГУ: конструкция, основные параметры и первый свет
Новая инфракрасная камера Кавказской Горной Обсерватории ГАИШ МГУ: конструкция, основные параметры и первый свет
С. Г. Желтоухов$^{1,2}$, А. М. Татарников$^{1,2}$, А. А. Белякова$^2$, Е. А. Кокшарова$^2$
В работе представлен прототип инфракрасного фотометра, созданный в ГАИШ МГУ на базе коммерческого светочувствительного модуля Gavin-615A. Основной спектральный рабочий диапазон фотометра 3-5~мкм. Исследования детектора фотометра показали, что его параметры соответствуют заявленным производителем. Нелинейность детектора не превышает $\sim5\%$ во всем диапазоне сигналов, для ее исправления определены коэффициенты корректирующих функций. Дополнительно определены шум считывания $RN=1200\pm210$~e$^-$, коэффициент преобразования GAIN~$= 520 \pm 9~e^{-}/$~ADU, величина сигнала кадра подложки BIAS~$= 960.5 \pm 2.2~ADU$ и темновой ток $\approx(9.3\pm1.1)\cdot10^6$~e$^-$/с, состоящий из суммы темнового тока детектора и излучения входного окна чувствительного модуля и измеренный нами при при температуре входного окна $6^\circ$C. С прибором начаты наблюдения на 2.5-м телескопе Кавказской горной станции МГУ, первые результаты которых приведены в работе. Невиньетированное поле зрения составило $30''$. В полосе $M$ при хороших атмосферных условиях достигнуто дифракционное качество изображения $0.5''$. За время накопления 20~секунд с отношением SNR$\sim10$ получены изображения звезды с блеском $L=7.96$ и $M=6.78$. Показано, что при высоком качестве изображений за время накопления 20 секунд в полосах $L$ и $M$ с SNR=3 можно наблюдать звезды до $\sim$9$^m$ и $\sim$8$^m$, соответственно. Основной модуль фотометра использовался также при измерениях яркости фона неба.
Показать АннотациюПоведение геомагнитного поля во время инверсий и экскурсов
Поведение геомагнитного поля во время инверсий и экскурсов
М. Ю. Решетняк
На примере трехмерной модели геодинамо показано, что при небольших амплитудах тепловых источников во время инверсий и экскурсов геомагнитного поля наблюдается затухание не только дипольного магнитного поля, но и поля высоких гармоник. При таком сценарии магнитосфера Земли может быть существенно меньше, чем ожидалось ранее, а количество проникшей на Землю радиации, соответственно, больше.
Показать АннотациюМультибитовые сбои бортовой электроники космического аппарата от одиночной частицы космического излучения
Мультибитовые сбои бортовой электроники космического аппарата от одиночной частицы космического излучения
Н. Г. Чеченин, Н. В. Новиков, А. А. Широкова
Выполнен анализ воздействия высокоэнергетических протонов космического излучения на бортовую электронику космического аппарата. Показано, что протоны могут вызывать ядерные реакции с атомными ядрами материала электроники. Остаточные ядра, образующиеся в результате ядерной реакции, обладают достаточно высокой энергией для пересечения чувствительных областей нескольких битов электроники, а высокая ионизирующая способность ядерных фрагментов позволяет сгенерировать избыточный заряд носителей, превышающий критический заряд для реализации сбоя одновременно в нескольких битах электронного устройства.
Показать АннотациюУравнение Гуггенгейма для системы твердых сфер и его обобщение
Уравнение Гуггенгейма для системы твердых сфер и его обобщение
П. Н. Николаев
В настоящей работе впервые получено обобщенное уравнение Гуггенгейма для системы твердых сфер на основе использования метода ускоренной сходимости Эйлера. Данное уравнение позволяет учитывать произвольное число известных вириальных коэффициентов. Для метастабильной области это уравнение обобщается на случай учета асимптотического поведения свободной энергии при больших плотностях. Полученное выражение для сжимаемости однородной фазы системы твердых сфер описывает данные численного эксперимента в пределах их точности.
Показать АннотациюСистемы реакция-диффузия с нелинейными источниками разной интенсивности в случае кратного корня без условия квазимонотонности
Системы реакция-диффузия с нелинейными источниками разной интенсивности в случае кратного корня без условия квазимонотонности
Р. Е. Симаков
Рассматривается краевая задача для сингулярно возмущённой системы двух обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка с разными степенями малого параметра при вторых производных без требования квазимонотонности правых частей. Особенность задачи состоит в том, что одно из двух уравнений вырожденной системы имеет двукратный корень. Доказано, что для достаточно малых значений малого параметра задача имеет решение погранслойного типа. Получено условие, которое заменяет собой условие квазимонотонности и расширяет класс задач, к которым применимы результаты работы.
Показать АннотациюО разрушении и о глобальном существовании слабых решений задачи Коши для одного нелинейного уравнения псевдопараболического типа
О разрушении и о глобальном существовании слабых решений задачи Коши для одного нелинейного уравнения псевдопараболического типа
И. К. Каташева, М. О. Корпусов, А. А. Панин
Кратко приводятся результаты исследования задачи Коши для одного нелинейного уравнения псевдопараболического типа, являющегося математическим обобщением одной модели из теории полупроводников.
Показать АннотациюПодавление четных гармоник излучения в лазерах на свободных электронах изменением разброса энергий пучка
Подавление четных гармоник излучения в лазерах на свободных электронах изменением разброса энергий пучка
К. В. Жуковский
С помощью аналитического описания эволюции мощности гармоник в ондуляторах лазеров на свободных электронах (ЛСЭ) исследуется влияние параметров пучка электронов на основные характеристики излучения ЛСЭ: длину усиления, спектр и мощность гармоник. Изучается возможность подавления четных гармоник ЛСЭ в качестве источника света при исследованиях материалов и поверхностей с помощью анализа нелинейного отклика второй гармоники (SHG). Выявляются основные факторы, влияющие на излучение четных гармоник ЛСЭ; анализируется влияние сечения пучка и разброса энергий электронов на их излучение. Рассматривается пример ЛСЭ LEUTL с излучением видимого света, который используется в исследованиях оптических свойств материалов и химического состояния молекул на поверхностях и границах раздела сред. В этом контексте анализируется возможность подавления второй гармоники ЛСЭ.
Показать АннотациюО выборе метода контроля процесса напыления оптических покрытий
О выборе метода контроля процесса напыления оптических покрытий
А. В. Тихонравов$^1$, А. А. Лагутина$^{1,2}$, Ю. С. Лагутин$^{1,2}$, Д. В. Лукьяненко$^{1,2}$, С. А. Шарапова$^1$, А. Н. Шаров$^3$, А. Г. Ягола$^{1,2}$
Сформулированы основные теоретические результаты по оценке силы эффекта самокомпенсации ошибок в толщинах слоев многослойных оптических покрытий, применимые при любом методе оптического контроля процесса их напыления. Показано, что учет возможного наличия сильного эффекта самокомпенсации ошибок в толщинах слоев покрытий имеет большое значение для выбора метода контроля. Проведен сравнительный анализ полученных к настоящему времени результатов по оценке силы эффекта самокомпенсации ошибок для различных типов покрытий. При этом ряд результатов получен впервые непосредственно в данной работе. Полученные результаты могут быть использованы для выбора оптимального метода контроля процесса напыления в зависимости от типа покрытия.
Показать Аннотацию