Направленная клеточная миграция играет важную роль в физиологических процессах, например таких как защита организма от инфекций и вирусов, заживление ран, метастазирования рака и др. Клеточная миграция зависит в том числе и от воздействия на клетки градиентов концентраций химических веществ. Не так давно микрофлюидные устройства начали применяться для изучения миграции клеток. Подобные устройства позволяют прецизионно конфигурировать и управлять градиентами химических веществ, открывая новые возможности при изучении сложных механизмов взаимодействия клеток как внутри популяции, так и с окружающей средой. Обзор посвящен достижениям, связанным с разработкой микрофлюидных устройств для изучения влияния градиентов химических веществ на клеточную миграцию, классификации данных устройств, а также сравнению их с "традиционными" подходами, применяемыми в клеточной биологии для решения аналогичных задач.

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Кухтевич И.В., Букатин А.С., Евстрапов А.А.)
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Кухтевич И.В., Белоусов К.И., Евстрапов А.А.)
Санкт-Петербургский академический университет — научно-образовательный центр нанотехнологий РАН (Букатин А.С., Евстрапов А.А.)
Контакты: Кухтевич Игорь Владимирович, ba@inbox.ru

Исследованы возможности получения спектров ионной подвижности пептидов, белков и олигонуклеотидов в положительной и отрицательной модах с использованием источника ионов с полевой десорбцией ионов из раствора при динамическом делении потока распыляемой жидкости при атмосферном давлении и нормальных условиях. В качестве исследуемых объектов использовались растворы: алифатических четвертичных аминов Me₄N и Et₄N, аргинина (175 Да), резерпина (608.68 Да) в положительной моде, макро биомолекул Human serum albumin (69 367 Да), Hemoglobin Human (16 000 Да), Apoferritin (445 000 Да), Myoglobin (17 083 Да), Chymotrypsinogen A (25 666 Да), синтетических олигонуклеотидов и додицела сульфата натрия (265 Да) в положительной и отрицательной модах. Исследования проводились на опытном образце аналитического комплекса ЭС-ИДС (электроспрей, источник ионов,—ион-дрейфовый спектрометр), разработанного по заказу ФМБА России по Федеральной целевой программе "Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009–2014 годы)".

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Арсеньев А.Н., Алексеев Д.Н., Бельченко Г.В., Гаврик М.А., Краснов Н.В., Корякин П.С., Краснов И.А., Курнин И.В., Мяльдзин Ш.У., Мурадымов М.З., Монаков А.Г., Павлов В.Г., Зверева А.В., Никитина С.Н., Подольская Е.П., Присяч С.С.)
Научно-технический центр радиационно-химической безопасности и гигиены Федерального медико-биологического агентства России, г. Москва (Семенов С.Ю.)
ООО "Грант Инструмент", г. Санкт-Петербург (Краснов М.Н., Самокиш А.В.)
Контакты: Краснов Николай Васильевич, krasnov@alpha-ms.com

В статье обсуждаются методические ограничения, возникающие при потенциометрических измерениях трансмембранного потенциала клеток с использованием проникающих (липофильных) ионов. Произведен анализ экспериментальных результатов измерений трансмембранного потенциала бактериальных клеток B.subtilis при действии грамицидина А, полученных с использованием ТФФ⁺-селективного мембранного электрода. Анализ основан на предположении о почти обратимой адсорбции индикаторных катионов на клеточной поверхности. Показано, что результатом таких измерений является не трансмембранный, а значительно больший по величине дипольный потенциал мембраны. Предлагается способ оценки изменений мембранного потенциала с использованием для расчета необратимо связанной части проникающих ионов, иммобилизованных в мембранных каналах при действии грамицидина. Вычислены поверхностная плотность адсорбированного заряда, концентрация мест связывания индикаторных катионов и параметры двойного электрического слоя.

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения,
г. Санкт-Петербург
Контакты: Варехов Алексей Григорьевич, varekhov@mail.ru

Рассмотрено усовершенствование предложенного ранее (С.П. Максимов и др., 2010; Л.Н. Галль и др., 2005) комбинированного излучателя для спектрофотометров, обеспечившее расширение области излучения на область от жесткого ультрафиолета до ИК-диапазона. Усовершенствование состоит в одновременном введении двух безэлектродных ламп с наполнением разными металлами, установленных на оси общего резонатора, что позволяет при сохранении компактности излучателя в целом существенно повысить его мощность и яркость в УФ-области. Описаны особенности реализации предложенного принципа, конструкция нового комбинированного излучателя и приведен пример спектра излучения в одном из рабочих режимов.

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Максимов С.И., Кретинина А.В., Фомина Н.С., Галль Л.Н.)
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург (Фомина Н.С.)
Контакты: Фомина Наталья Сергеевна, kolomna.88@mail.ru

На начальном участке кривой намагничивания парамагнетика его намагниченность по теории Ланжевена пропорциональна квадрату магнитного момента P парамагнитных частиц: М_нач = nP²B/(3kT), где n — концентрация частиц, B — индукция магнитного поля, T — температура, k — постоянная Больцмана. Намагниченность насыщения, измеряемая на конечном участке кривой намагничивания, пропорциональна магнитному моменту в первой степени: М_нас = nР. При наличии дисперсии магнитного момента частицы измеряемые намагниченности М_нач и М_нас усредняются. В результате получается М_нач = n(Р²)_cp В/(3kТ), М_нас = nP_cp, где (Р²)_cp и P_cp — средние значения P² и P. Так как значение магнитного момента конкретной парамагнитной частицы является случайной величиной, при любой функции распределения частиц по значениям P дисперсию распределения Д можно находить по формуле Д = (P²)_cp – (P_cp)², получив значения (P²)_cp и (P_cp)² из экспериментальной кривой намагничивания. Метод проиллюстрирован определением дисперсий распределения магнитных моментов наночастиц 3 магнитных жидкостей.

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
Контакты: Жерновой Александр Иванович, azhspb@rambler.ru

При моделировании движения заряженных частиц в электрических полях иногда встречаются ситуации, когда траектория заряженной частицы пересекает линию скачка электрического или магнитного поля. В этом случае необходимо правильно пересчитывать координаты и скорости заряженной частицы, чтобы не порождать дополнительных артефактов численного счета наподобие нарушения закона сохранения энергии. В данной работе рассматривается и математически строго обосновывается принцип преломления траектории заряженной частицы на границе со скачком электрического потенциала. А именно изменению должна подвергаться только нормальная компонента скорости частицы, причем таким образом, чтобы обеспечить выполнение закона сохранения энергии, тогда как остальные компоненты скорости и все координаты частицы сохраняют те же значения, которые были перед пересечением границы.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург, Россия
Контакты: Бердников Александр Сергеевич, asberd@yandex.ru

Рассматривается распределение объемных зарядов в уравнении Пуассона, отличное от распределения Больцмана. Это потребовало привлечения аппарата корректного решения краевых задач для уравнений Лапласа и Пуассона. Использованы наиболее общие методы решения указанных задач. Рассмотрены краевые условия, применяющиеся в электрокинетических явлениях. Представлена замкнутая система связанных уравнений, позволяющих математически моделировать электрокинетические процессы в условиях отсутствия термодинамического равновесия.

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Шарфарец Борис Пинкусович, sharb@mail.ru

Обозначены проблемы, возникающие при подготовке специалистов по сложным физическим методам анализа, которые могут быть решены созданием универсальных программных продуктов. Представляется описание схемы расчетов виртуального программно-моделирующего рентгеновского комплекса X-Energo, а также возможностей его использования в учебном процессе и исследованиях аналитических характеристик рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометрах различного типа. Комплекс X-Energo предоставляет возможности детального адекватного воспроизведения особенностей работы различных узлов рентгенофлуоресцентного спектрометра, а также приемов сбора, обработки и интерпретации данных.

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт Химии
(Савельев С.К., Бахтиаров А.В., Семенов В.Г.)
Балтийский федеральный университет, НОЦ "Функциональные наноматериалы", г. Калининград (Климова Н.Б.)
Контакты: Савельев Сергей Константинович, ssav@x-energo.com

В данной части (II) работы аккуратно исследуются правила пересчета координат и скоростей заряженной частицы при пересечении бесконечно тонкой границы со скачком электрического и магнитного полей со слабой сингулярностью.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург, Россия
Контакты: Бердников Александр Сергеевич, asberd@yandex.ru