Том 23, № 4 (2023)

Объект исследования, цель: Исследуется динамика отдельного малого ансамбля и связанных малых ансамблей осцилляторов ФитцХью–Нагумо в возбудимом режиме при различных топологии и типе связи между элементами под внешним шумовым и гармоническим воздействием. Модели и методы: В качестве основных моделей используются кольцо, состоящее из пяти локально связанных нейронов ФитцХью–Нагумо в возбудимом режиме, в которое вводятся дополнительные связи и внешние возмущения, а также две таких системы, связанные через хаб, представляющий собой один нейрон ФитцХью–Нагумо. Для оценки влияния различных параметров системы на спайковую активность нейронов строятся карты средней частоты зажигания на плоскости управляющих параметров, а также находятся критические значения параметров, необходимые для возникновения спайков. Основные результаты: Показано, что отталкивающая локальная связь может возбудить спайковую активность в сети возбудимых осцилляторов без внешних воздействий, а добавление удаленных связей расширяет область параметров, в которой наблюдаются зажигания. Введение аномального шума Леви способно возбудить колебания в системе при меньших значениях силы связи между нейронами, чем в случае нормального гауссовского шума. В системе двух ансамблей нейронов, связанных через общий хаб, межслойная связь приводит не только к синхронизации частоты зажиганий этих ансамблей, но и к переходу в режим спайковой активности даже в том случае, когда в отдельных ансамблях зажигания не наблюдались. Изменяя параметры внешнего гармонического воздействия и коэффициентов связи двух ансамблей с общим хабом, можно влиять на среднюю частоту зажигания.

Особенности фотостимулированной адсорбции ферментов на полупроводниковую подложку, приводящие к различному изменению чувствительности к глюкозе и перекиси водорода, были изучены на примере ферментов глюкозооксидаза и пероксидаза хрена. Анализ результатов адсорбции ферментов проводился с учетом фотоэлектронных процессов в полупроводниковых подложках n-Si и p-Si. Увеличение чувствительности к аналиту от применения фотостимулированной адсорбции обнаружено для структур, полученных на основе n-Si независимо от вида иммобилизованного фермента Показано, что для молекул глюкозооксидазы эффект фотостимуляции достигает 200%, а для молекул пероксидазы хрена не превышает 30%. Эффект от применения фотостимулированной адсорбции объяснен перезарядкой поверхностных электронных состояний на границе Si/SiO2 при освещении и формированием наведенных диполей, объединяющих заряд молекулы фермента и противоположный заряд границы раздела в Si/SiO2 после выключения освещения. Проведенные исследования могут быть применены при разработке емкостного биосенсора, работающего на полевом эффекте, поскольку учет изменения зарядового состояния иммобилизуемого фермента и поверхности полупроводникового преобразователя сигнала позволяет в ряде случаев существенно повысить чувствительность биосенсора.

Развитие и функционирование всех живых существ заканчивается неизбежным процессом старения, в результате которого подавляется деятельность всех органов и организма в целом, что приводит к неминуемой смерти. Одной из причин старения считают гликирование белков. Этот процесс протекает на протяжении всей жизни, но с возрастом он усиливается. Гликирование белков – это реакция ковалентного соединения свободных аминогрупп белков и восстанавливающих углеводов, которая протекает без участия ферментов и приводит к нарушению функций белков. Этот процесс является нерегулируемым, так как происходит без участия биологических катализаторов. В результате гликирования белков у человека в организме возникают воспалительные процессы, и развивается ряд таких заболеваний, как инфаркт, инсульт, атеросклероз, катаракта, гликемия, болезнь Альцгеймера, сахарный диабет и др. В задачах медицинской диагностики необходимы методы контроля состояния белков в организме человека, сывороточного альбумина человека (САЧ). В связи с этим работа посвящена изучению процессов взаимодействия глобул сывороточного альбумина человека (САЧ) с глобулами гликированного сывороточного альбумина человека (гСАЧ). Установлено, что интенсивность и кинетика затухания замедленной флуоресценции и фосфоресценции люминесцентного зонда эозина, связанного с белками, чувствительны к соотношению гликированных и негликированных белков в растворе. Для объяснения возрастания интенсивности и времени жизни фосфоресценции эозина при переходе от раствора САЧ к смеси САЧ с гСАЧ сделано предположение, что глобулы САЧ и гСАЧ в результате диффузионных встреч образуют комплекс состава гСАЧ-САЧ, вращательная подвижность которого гораздо меньше, чем отдельно глобул САЧ и гСАЧ. Образование комплекса подтверждается возрастанием анизотропии замедленной флуоресценции и фосфоресценции эозина в смеси САЧ с гСАЧ. Полученные результаты проделанной работы можно использовать для диагностики наличия комплекса гликированных с негликированными белками в плазме крови человека.

Методом импульсного лазерного напыления в атмосфере аргоно-азотной газовой смеси при давлении от 1 до 60 Па были получены тонкие пленки GaAs1 – x – yNxBiy на подложке GaAs (100). Установлено, что с увеличением давления аргоно-азотной газовой смеси от 20 до 60 Па толщина пленок снижалась с 527 до 127 нм в следствии отражения и рассеяния потока плазменного факела на атомах азота и аргона. Показано, что увеличение давления способствовало значительному снижению размеров и плотности капель на поверхности пленок. Все полученные пленки имеют поликристаллическую структуру, а наибольшим кристаллическим совершенством обладает тонкая пленка, полученная при давлении 60 Па. Был проведен теоретический расчет дифрактограммы для суперячейки размером 2×2×2 (64 атома) GaAs0.889N0.037Bi0.074 при помощи программного пакета VASP. Величина ширины на половине максимума интенсивности для рефлекса GaAsNBi (004) снижается с ростом давления аргоно-азотной газовой смеси. Установлено, что при повышении давления аргоно-азотной газовой смеси концентрации азота в тонкой пленке линейно возрастает. Методами рентгеновской дифракции и фотолюминисценции определен состав пленки, полученной при давления аргоно-азотной газовой смеси 60 Па – GaAs0.957N0.012Bi0.021.

В статье представлены страницы биографии Владимира Николаевича Шевчика (1923–1980), доктора физико-математических наук, профессора, заведующего кафедрой электроники физического факультета Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского. Как ученый он внес большой вклад в развитие отечественной вакуумной электроники, в том числе вакуумной микроэлектроники. Является одним из основоположников данного научно-технического направления в Саратове (наряду с П. В. Голубковым и В. И. Калининым), научным руководителем авторитетной Саратовской электронной школы в 1960–1970-е годы. Заслугой В. Н. Шевчика является организация системы подготовки научных кадров через постоянно действующий научный семинар на кафедре электроники, число заседаний которого превысило 1300, а также проведение регулярных зимних школсеминаров по электронике СВЧ и радиофизике для молодых научных сотрудников и инженеров. Многие годы В. Н. Шевчик руководил Научно-исследовательским институтом механики и физики Саратовского университета. В 1970–1977 гг. он занимал пост ректора Саратовского университета. Статья написана на основе архивных данных, анализа научных трудов В. Н. Шевчика и воспоминаний его учеников. Отмечается, что научное наследие В. Н. Шевчика сохраняет свою ценность и в XXI столетии как в образовательной, так и научной сфере.