Электроаналитическая система на основе биосенсора концентрирующей колонки для определения низких концентраций лактата



Электроаналитическая система на основе биосенсора концентрирующей колонки для определения низких концентраций лактата
Электроаналитическая система на основе биосенсора концентрирующей колонки для определения низких концентраций лактата

 


Владельцы патента RU 2544273:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) (RU)

Изобретение относится к электроаналитическим системам. Система состоит из двух перистальтических насосов, содержащего петлю инжектора, проточной амперометрической ячейки с включенным биосенсором, потенциостата. В качестве биосенсора электроаналитическая система содержит лактатный биосенсор. Причем в петлю инжектора включена концентрирующая колонка. Техническим результатом является повышение селективности и чувствительности определения, а также снижение предела обнаружения лактата. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электроаналитическим системам. Электроаналитическая система включает проточный детектор типа wall-jet (работающий в режиме непрерывного потока) с интегрированным в него высокоэффективным лактатным биосенсором, относящимся к классу электрохимических биосенсоров, а также колонку для сорбционного концентрирования. Концентрирование основано на ионном обмене.

Уровень техники

Лактат является одним из наиболее важных химических соединений с точки зрения клинической диагностики. Он является маркером гликолиза, анаэробного метаболизма. приводящего к гибели тканей живого организма. Спортивная медицина рассматривает мониторинг лактата как средство определения так называемого «лактатного порога» [О. Faude, W. Kindermann, Т. Meyer. Lactate threshold concepts how valid are they? Sports Medicine 39 (2009) 469-90], [H. Heck, R. Beneke. 30 years of lactate thresholds - what remains to be done? Deutsche Zeitschrift Fur Sportmedizin 59 (2008) 297-302), показывающего уровень тренированности спортсмена. Лактат как продукт ферментации [S.Q. Liu. Practical implications of lactate and pyruvate metabolism by lactic acid bacteria in food and beverage fermentations. International Journal of Food Microbiology 83 (2003) 115-31] может служить маркером натуральности продуктов питания.

Не удивительно, что лактат-чувствительные электроды были в числе первых биосенсоров [D.L. Williams, A.R. Doig, A. Korosi. Electrochemical-enzymatic analysis of blood glucose and lactate. Analytical Chemistry 42 (1970) 118-21]. Впоследствии было разработано большое число лактатных биосенсоров [I. Karube, Т. Matsunaga, N. Teraoka, S. Suzuki. Microbioassay of phenylalanine in blood sera with a lactate electrode. Analytica Chimica Acta 119 (1980) 271-6], |M. Mascini, D. Moscone, G. Palleschi. A lactate electrode with lactate oxidase immobilized on nylon net for blood-serum samples in flow systems. Analytica Chimica Acta 157 (1984) 45-51], [F. Mizutani, К. Sasakl, Y. Shlmura. Sequential determination of l-lactate and lactate dehydrogenase with immobilized enzyme electrode. Analytical Chemistry 55 (1983) 35-8], [J.G. Schindler, M. Vongulich. L-lactate flow-through electrode with immobilized lactate oxidase. Fresenius Zeitschrift Fur Analytische Chemie 308 (1981) 434-6], [D.L. Wang, A. Heller. Miniaturized flexible amperometric lactate probe. Analytical Chemistry 65 (1993) 1069-73], включая последний, обладающий наилучшими аналитическими характеристиками [E.I. Yashina, A.V. Borisova, E.E. Karyakina. O.I. Shchegolikhina, M.Y. Vagin, D.A. Sakharov, A.G. Tonevitsky, A.A. Karyakin. Sol-gel immobilization of lactate oxidase from organic solvent: Toward the advanced lactate biosensor. Analytical Chemistry 82 (2010) 1601-4]. Тем не менее, для всех известных систем нижняя граница определяемых содержаний составляла не менее нескольких микромолей. Этого, в частности, недостаточно для анализа неинвазивно собираемого конденсата выдыхаемого воздуха, уровень лактата в котором, как сообщается в статье E.M. Marek et al., лежит в диапазоне единиц микромолей в литре [E.M. Marek, J. Volke, I. Hawener, P. Platen, K. Muckenhoff, W. Marek. Measurements of lactate in exhaled breath condensate at rest and after maximal exercise in young and healthy subjects. Journal of Breath Research 4 (2010)].

В целях улучшения аналитических характеристик методов анализа, а именно понижения предела обнаружения и повышения чувствительности и селективности широко используются методы концентрирования, основанные, в частности, на ионном обмене, когда определяемое вещество захватывается подходящим сорбентом в картридже или колонке, а затем десорбируется и определяется уже в десорбате [Jia Q., Kong X., Zhou W., Bi L. Flow-injection on-line preconcentration with an ion-exchange resin coupled with microwave plasma torch-atomic emission spectrometry for the determination of trace rare earth elements. Microchemistry 89 (2008) 82-87]. Подобные методы отличаются простотой аппаратурного оформления, дешевизной и возможностью автоматизации.

Аналогом изобретения является система проточно-инжекционного анализа (ПИА) на основе лактатного биосенсора с наилучшими аналитическими характеристиками, описанная в работе [E.I. Yashina, A.V. Borisova, E.E. Karyakina, O.I. Shchegolikhina, M.Y. Vagin, D.A. Sakharov, A.G. Tonevitsky, A.A. Karyakin. Sol-gel immobilization of lactate oxidase from organic solvent: Toward the advanced lactate biosensor. Analytical Chemistry 82 (2010) 1601-4]. Данная электроаналитическая система на основе биосенсора состоит из двух перистальтических насосов, петли инжектора, проточной амперометрической ячейки типа wall-jet с интегрированным биосенсором, потенциостата.

Как уже сказано, существующие лактатные биосенсоры и электроаналитические системы на их основе не обладают достаточной чувствительностью для неинвазивной диагностики и, в частности, анализа конденсата выдыхаемого воздуха. Кроме того, пероксид водорода, являющийся медиатором большинства биосенсоров, включая описанный в прототипе, входит в состав многих реальных объектов и может искажать результаты определения низких концентраций веществ. Таким образом, существует также необходимость повышения селективности анализа.

Раскрытие изобретения

Задачей, решаемой авторами настоящего изобретения, является разработка электроаналитической системы для определения лактата, позволяющей определять низкие концентрации лактата. Технический результат данного изобретения состоит в повышении селективности и чувствительности определения, снижении предела обнаружения лактата. Предложенная система позволяет осуществлять неивазивное определение концентрации лактата, например, при использовании в качестве исследуемого образца пота или мочи. Указанный технический результат достигается за счет того, что в инжекционную петлю дополнительно включена концентрирующая колонка.

Предложенное изобретение представляет собой электроаналитическую проточно-инжекционную систему, включающую систему перекачивания жидкости, содержащий петлю инжектор, проточную электрохимическую ячейку с интегрированным лактатным биосенсором, потенциостат и регистратор сигнала, отличающуюся тем, что для повышения чувствительности и селективности анализа в петлю инжектора включена концентрирующая колонка.

Несмотря на кажущуюся простоту системы, сочетание сорбционной концентрирующей колонки с биосенсором представляло крайне сложную задачу. Сложность разработки настоящего изобретения заключается в том, что, с одной стороны, ионный обмен мало селективен, а лактат представляет собой довольно маленькую гидрофильную молекулу, поэтому подобрать селективный метод концентрирования для него крайне сложно. С другой стороны, лактатный биосенсор чувствителен к любым изменениям ионной силы. Для разработки электроаналитической системы и преодоления данных затруднений тщательно выбирались схема лабораторной установки и условия проведения экспериментов. А именно, была изучена возможность использования нескольких ионнообменных сорбентов; установлено, что наиболее эффективная сорбция лактата наблюдается при использовании ионообменных сорбентов, способных хорошо удерживать лактат, в частности сорбента Strata SAX - силикагель с привитыми четвертичными аммониевыми группами.

Согласно настоящему изобретению может быть оптимизирован объем колонки для концентрирования, т.к. при выборе слишком большой колонки возникают проблемы на стадии сорбции, а при использовании маленькой - низкая степень извлечения. Так же может быть оптимизирован состав десорбирующего раствора для количественной сорбции лактата, который не затрудняет определение лактата с помощью биосенсоров. В частном варианте воплощения был оптимизирован объем пропускаемого раствора на всех стадиях, скорость потока, длина колонки - 10 мм, диаметр - 2 мм.

Предлагаемая электроаналитическая система с предварительным концентрированием схематически изображена на Фигуре. 1. Она состоит из системы перекачивания жидкости (в качестве которой могут быть использованы два перистальтических насоса), инжектора, проточной электрохимической ячейки с включенным лактатным биосенсором, подключенным к потенциостату и регистратору сигнала. В петлю инжектора включена колонка для концентрирования. В частном варианте воплощения настоящего изобретения в качестве электрохимической ячейки может быть использована амперометрическая проточная ячейка. В качестве лактатного биосенсора может быть использован, например, планарный электрод, модифицированный Берлинской лазурью с иммобилизованным ферментом лактатоксидазой.

Согласно настоящему изобретению в качестве регистратора сигнала может быть использовано любое устройство, обеспечивающее возможность считывания сигнала, в частности персональный компьютер.

Электроаналитическая система работает следующим образом. В ходе эксперимента перистальтический насос (2) непрерывно прокачивает через систему фоновый электролит из сосуда (9). При положении ручки инжектора (3) в режиме «загрузка» перистальтический насос (1) прокачивает анализируемый раствор из сосуда (7) через концентрирующую колонку (6), включенную в петлю инжектора (3), при этом лактат из анализируемого раствора сорбируются на анионообменнике, заполняющем колонку (6). После того как аликвота анализируемого раствора пройдет через концентрирующую колонку (6) и уйдет в слив (8), ручка инжектора поворачивается в режим «инжекция», при этом перистальтический насос (2) прокачивает фоновый электролит из сосуда (9) через концентрирующую колонку (6). На этой стадии происходит десорбция лактата, который в концентрированном по отношению к исходному анализируемому раствору виде прокачивается до лактатного биосенсора в проточной амперометрической ячейке (4). При этом потенциостат (5) регистрирует пик на амперограмме.

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами.

Краткое описание чертежей

На Фигуре 1 схематически изображен частный вариант предлагаемой электроаналитической системы с предварительным концентрированием. Она состоит из двух перистальтических насосов (1) и (2), инжектора (3), проточной амперометрической ячейки с включенным лактатным биосенсором (4), подключенным к персональному компьютеру потенциостата (5). В петлю инжектора (3) включена колонка для концентрирования (6). Другие позиции на чертеже: (7) - сосуд для анализируемого раствора; (8) - слив; (9) - сосуд для фонового электролита, выполняющего также роль десорбирующего раствора.

На Фигуре 2 представлены градуировочные зависимости аналитического сигнала от концентрации лактата в образцах для электроаналитической системы на основе лактатного биосенсора с концентрированием и без него.

Осуществление изобретения

Пример 1. Определение лактата в системе проточно-инжекционного анализа с предварительным концентрированием.

Эксперименты проводили в системе ПИА в фосфатном буфере (0.1М KCl, 0.05М KH2PO4, pH 6.0). Скорость потока буферного раствора 0.40 мл/мин. Рабочий потенциал 0.0 В отн. ХСЭ (хлорсеребряного электрода).

Градуировочные зависимости аналитического сигнала от концентрации лактата в образцах для электроаналитической системы на основе лактатного биосенсора с концентрированием и без него представлены на Фиг.2. Видно, что система ПИА с концентрированием обеспечивает повышение чувствительности в среднем в 50 раз и понижение предела обнаружения более чем на порядок.

Согласно имеющимся данным, концентрация пероксида водорода в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) не превышает 5,0×10-3 М.

Пример 2. Повышение селективности (на примере образна потовой пробы).

Эксперименты проводили в системе ПИА в фосфатном буфере (0.1М KCl, 0.05М KH2PO4, pH 6.0). Скорость потока буферного раствора 0.40 мл/мин. Рабочий потенциал 0.0 В отн. ХСЭ.

Повышение селективности (на примере образца потовой пробы)
Анализируемая проба Разбавление, раз Метод С лактата, М
Пот 500 ПИА (P=0.95, n=4) (3.4±0,1)×10-2
Пот + 2×10-4 MH2O2 (4.6±0,3)×10-1
Пот 25000 ПИА+конц-е (Р=0.95, n=3) (3.3±0,5)×10-2
Пот + 2×10-3 MH2O2 (3.4±0,6)×10-2

Как видно из таблицы, пероксид водорода даже в значительном количестве не мешает определению лактата в системе ПИА с концентрированием.

Таким образом, достигнут заявленный технический эффект (повышение селективности и чувствительности определения, снижение предела обнаружения).

1. Электроаналитическая проточно-инжекционная система, включающая систему перекачивания жидкости, содержащий петлю инжектор, проточную электрохимическую ячейку с интегрированным лактатным биосенсором, потенциостат и регистратор сигнала, отличающаяся тем, что для повышения чувствительности и селективности анализа в петлю инжектора включена концентрирующая колонка с ионнообменным сорбентом, способным хорошо удерживать лактат.

2. Электроаналитическая проточно-инжекционная система по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве сорбента используют ионнообменный сорбент Strata SAX - силикагель с привитыми четвертичными аммониевыми группами.



 

Похожие патенты:
Использование: для детектирования монооксида углерода (угарный газ) в воздухе. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления включает получение нанокристаллических широкозонных полупроводниковых оксидов MeO (SnO2, ZnO, In2O3), получение золей квантовых точек узкозонных полупроводников CdX (X=Se, Те, S) и пропитку оксидов золями квантовых точек с последующей сушкой для формирования гетероконтактов MO/CdX.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при испытаниях на быстродействие газоаналитических датчиков с временем отклика менее 4 секунд. Сущность изобретения заключается в том, что смена контрольных газовых смесей с разными заданными концентрациями контролируемого компонента на чувствительном элементе газоаналитического датчика осуществляется в динамическом режиме при постоянных и одинаковых, равных заранее установленным, расходах из разных источников контрольных газовых смесей с разными заданными концентрациями контролируемого компонента.

Изобретение относится к области оценки состояния микробиологической обстановки окружающей среды и может найти применение в отраслях АПК, характеризующихся высокой бактериальной обсемененностью, например в животноводческих и птицеводческих помещениях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения электрических параметров космического пространства. Способ заключается в том, что размещают в космическом пространстве зонд, представляющий собой плоский открытый конденсатор, затененный от солнечной радиации непрозрачным экраном, на который подают высокочастотные сигналы фиксированной частоты.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости и толщин нанометровых проводящих пленок, нанесенных на подложку из диэлектрического материала.

Группа изобретений относится к измерительной технике. Способ включает силовое воздействие на поверхность объекта контроля, регистрацию массива электрических сигналов входной информации установленными на объекте контроля информационными датчиками, при этом сигналы информационных датчиков обусловлены изменениями силового воздействия на поверхность объекта контроля.

Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств включает стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и веществ, измерения статистических характеристик случайных процессов. Устройство контроля материалов и веществ содержит последовательно включенные источник физического поля, элемент с объектом контроля, преобразователь физического поля, а также первую и второю цепь преобразования, каждая из которых содержит последовательно соединенные накапливающий усредняющий сумматор и отсчетный блок, при этом выход первой цепи подключен к первому входу вычислительного устройства, а выход второй цепи присоединен к второму входу вычислительного устройства, первый выход которого соединен с входами стробирования накапливающих усредняющих сумматоров, объединенных в шину «Время измерения», перемножитель первый, аналого-цифровой преобразователь первый и, кроме того, аналого-цифровой преобразователь второй, второй перемножитель, первый управляемый умножитель частоты, последовательно соединенные второй управляемый умножитель частоты и управляемый фазовращатель, выход которого присоединен к второму входу второго перемножителя, выход которого подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя, а первый вход перемножителя объединен с первым входом первого перемножителя и подключен к выходу первого управляемого умножителя частоты, вход которого присоединен к выходу преобразователя физического поля, а выход источника физического поля присоединен к входу второго управляемого умножителя частоты, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, выход которого присоединен к входу первого аналого-цифрового преобразователя, у которого выход присоединен к входу первой цепи преобразования, а вход второй цепи преобразования соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, причем управляющие входы первого и второго управляемого умножителя частоты и управляемого фазовращателя объединены в шину «Установка Vm» и подключены к второму выходу вычислительного устройства.

Изобретение относится к средствам для контроля над процессом лечения повреждения. Устройство контроля содержит блок мониторинга уровня оксида азота повреждения, блок генерации контролирующего сигнала посредством сравнения уровня оксида азота с предварительно определенным порогом и блок корректировки дозировки света для лечения повреждения, при этом блок мониторинга предназначен для определения магнитного поля, образуемого вследствие перехода из Fe2+ в Fe3+, получения уровня Fe3+ в соответствии с магнитным полем, вычисления уровня метгемоглобина в соответствии с уровнем Fe3+ и вычисления уровня оксида азота в соответствии с пропорциональным отношением между уровнем метгемоглобина и уровнем оксида азота.

Изобретение относится к средствам оперативного обнаружения отравляющих веществ и токсинов и моментальной их нейтрализации. Устройство содержит микропроцессорные комплекты первого 16 и второго 22 порядка, блок памяти эталонов 17, блоки для обнаружения отравляющих веществ и токсинов, аудио-видео-систему, при этом блоки обнаружения отравляющих веществ и токсинов выполнены в виде всасывающих устройств 3-7, имеющих на выходе датчики, определяющие уровень заражения воздушной среды, выходы которых подключены к усилителям-преобразователям 11-15, выходами-входами соединенными с микропроцессорным комплектом первого порядка 16, который выходами-входами подсоединен к блоку памяти эталонов 17, блоку ввода вопросов 18 и микропроцессорному комплекту второго порядка 22, блок памяти эталонов 17 входами-выходами подключен к матричному полю 21 в виде диодной кристаллической решетки на базе жидких кристаллов, блок ввода вопросов 18 соединен входами-выходами с блоком анализа ответов 19 и блоком анализа неизвестных химических соединений и комбинаций отравляющих веществ 20, который входами-выходами подключен к блоку анализа ответов и к матричному полю 21, соединенному с входами-выходами блока ввода вопросов 18 и к микропроцессорному комплекту второго порядка 22, соединенному входами-выходами с блоком предупреждения об опасности 23, блоком анализа неизвестных химических соединений и комбинаций отравляющих веществ 20, матричным полем 21 и блоком исполнительного устройства 24 по нейтрализации отравляющих веществ и токсинов, соединенным выходами с исполнительными механизмами 25-27.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания хлорбензола в природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических водах. Способ определения хлорбензола в природных и сточных водах с использованием газовой хроматографии, с применением анализа равновесного пара, включает определение хлорбензола на капиллярной хроматографической колонке в потоке газа-носителя, представляющем собой азот; образование и регистрации пламенно-ионизационным детектором исследуемых ионов, образующихся в пламени. При этом готовят основной раствор, используя более вязкий растворитель этиленгликоль, поэтому основной раствор хорошо сохраняется 2 месяца при температуре от -2°C до -10°C. Затем готовят градуировочные растворы для диапазона концентраций хлорбензол 0,0003-0,02 мг/дм3. Далее делают пробоподготовку, градуируют хроматограф, прокалывая паровую фазу приготовленных концентраций, строят градуировочный график, выполняют пробоподготовку для исследуемых проб воды, паровую фазу прокалывают в испаритель хроматографа. При этом полученные данные обрабатывают компьютерной программой ChemStation, которой комплектуется хроматографический комплекс МАЭСТРО 7820А, и получают качественную идентификацию и количественное содержание определяемого вещества. Техническим результатом является повышение логичности и точности анализа, сокращение времени выполнения способа и удобство выполнения анализа в условиях экологического мониторинга. 6 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения для легкой промышленности и может быть использовано для создания систем обнаружения металлических частиц в текстильных материалах, в нетканой основе при производстве синтетической кожи, фетра и т.д. Способ обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале заключается в размещении перемещаемого волокнистого материала в рабочей области катушки индуктивности колебательного контура, в котором с помощью генератора создаются высокочастотные колебания. Далее происходит усиление и детектирование высокочастотного напряжения на выходе генератора. При этом на выходе усилителя-детектора формируется импульс необходимой длительности для надежного срабатывания исполнительного механизма. Из условий требуемой чувствительности задают амплитуду высокочастотного напряжения на выходе генератора, преобразуют напряжение на выходе усилителя-детектора и сравнивают его с задающим напряжением. Полученную разность напряжений интегрируют и применяют напряжение на выходе интегратора для стабилизации амплитуды высокочастотного напряжения на выходе генератора. При этом процесс интегрирования прерывают в момент формирования импульса на интервал времени, значение которого определяют как функциональную зависимость от линейной скорости волокнистого материала, а возобновляют процесс интегрирования при завершении и импульса и интервала времени прерывания процесса интегрирования, при этом в момент приведения схемы в рабочее состояние блокируют срабатывание исполнительного механизма на интервал времени, заведомо больший длительности затухающих переходных процессов в наиболее инерционном узле схемы. Технический результат: повышение надежности обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале и обеспечение автоматической компенсации внешних возмущающих воздействий. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения для легкой промышленности и может быть использовано для создания систем обнаружения металлических частиц в текстильных материалах, в нетканой основе при производстве синтетической кожи, фетра и т.д. Способ обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале заключается в размещении перемещаемого волокнистого материала в рабочей области катушки индуктивности колебательного контура, в котором с помощью генератора создаются высокочастотные колебания. Далее происходит усиление и детектирование высокочастотного напряжения на выходе генератора. При этом на выходе усилителя-детектора формируется импульс необходимой длительности для надежного срабатывания исполнительного механизма. Напряжение на выходе усилителя-детектора сравнивают с задающим напряжением. Полученную разность напряжений интегрируют и применяют напряжение на выходе интегратора для стабилизации амплитуды высокочастотного напряжения на выходе генератора, причем процесс интегрирования прерывают на время действия сформированного импульса. Технический результат: повышение надежности обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале и обеспечение автоматической компенсации внешних возмущающих воздействий. 1 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в системах управления транспортированием текстильного материала в процессе технологической обработки в форме жгута. Способ обнаружения шва обрабатываемого в форме жгута текстильного материала включает размещение перемещаемого текстильного материала внутри катушки индуктивности колебательного контура, усиление и детектирование высокочастотного напряжения на выходе генератора и формирование при снижении напряжения на выходе усилителя-детектора импульса необходимой длительности для надежного срабатывания исполнительного механизма. При этом шов текстильного материала обеспечивают электропроводной меткой, задают из условий требуемой чувствительности амплитуду высокочастотного напряжения на выходе генератора, преобразуют напряжение на выходе усилителя-детектора и сравнивают его с задающим напряжением, а полученную разность напряжений интегрируют и применяют напряжение на выходе интегратора для стабилизации амплитуды высокочастотного напряжения на выходе генератора, причем процесс интегрирования прерывают на время действия сформированного импульса. В качестве электропроводной метки используют, например, металлизированную нить, которой сшивают куски текстильного материала в непрерывное полотно. Технический результат: повышение надежности обнаружения шва обрабатываемого в форме жгута текстильного материала и обеспечение автоматической компенсации внешних возмущающих воздействий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает измерение плотности тока в локальных объемах твердых сред. Датчик устройства представляет собой толстостенную трубку-дюбель 1, выполненную из диэлектрического пластичного материала, на наружной цилиндрической поверхности которой укреплены токовые электроды 2 и 3, разъединенные пластичными диэлектрическими прокладками 4 и с обратной стороны . Трубка-дюбель с электродами вставлена в отверстие 6, предварительно просверленное в твердой среде, и расперта в ней завернутым в нее шурупом 10. Прокладки 4 и 5 установлены перпендикулярно линии тока 8, протекающего в твердой среде. Между токовыми электродами 2 и 3 включен регистратор 9 тока. На верхней части диэлектрической трубки перпендикулярно разрезу трубки-дюбеля укреплен поворотный рычаг-указатель 11. Технический результат заключается в повышении точности измерения плотности тока в локальных объемах твердых сред. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерения влагосодержания газов. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности. Измерительный сосуд с установленным в нем емкостным датчиком в виде многоэлектродного плоскопараллельного воздушного конденсатора, к которому последовательно подключают измерительный конденсатор известной емкости, заполняют исследуемым газом и фиксируют значение температуры и давления. Подают высокое постоянное напряжение на емкостной датчик, установленный в измерительном сосуде и на измерительный конденсатор известной емкости. Измеряют выходное напряжение на измерительном конденсаторе и определяют влагосодержание исследуемого газа по температурно-влажностной характеристике датчика. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к контролю целостности протяженных изделий: электрических проводников, изделий металлопроката, оптоволоконных линий и кабелей связи, и может быть использовано в электротехнике, электроснабжении, горной промышленности, строительстве и других областях. Технический результат заключается в повышении эффективности и снижении погрешности определения качества протяженных изделий. Устройство включает датчик скорости, датчик-электрод и источник напряжения. Оно дополнительно снабжено микроконтроллером, устройством ввода и отображения информации, микроамперметром, регулируемой катушкой индуктивности, смазывающим устройством, сопротивлением и ключом, а датчик-электрод выполнен в виде конденсатора из двух изолированных друг от друга полуцилиндров, при этом ключ соединен с микроконтроллером, выходы которого подключены к источнику напряжения, регулируемой катушке индуктивности, смазывающему устройству и к устройству ввода и отображения информации, а входы к датчику скорости, микроамперметру и устройству ввода и отображения информации. Сопротивление, конденсатор, регулируемая катушка индуктивности, источник напряжения и микроамперметр подключены последовательно. В качестве источника напряжения используют источник напряжения высокой частоты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике измерений относительной электрической проводимости и солености жидкостей (например, морской воды) и может быть использовано в метрологии в качестве образцовых средств, а также для измерения активных проводимостей и сопротивлений. Технический результат - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей. Дополнительный технический результат - возможность прецизионного измерения активных проводимостей и сопротивлений. Сущность: кондуктометр содержит генератор (1) переменного напряжения, выход которого подключен к опорному входу преобразователя (2) код-напряжение и к трансформаторному дифференциальному кондуктометрическому преобразователю (3). Трансформаторный преобразователь (3) содержит первый (4), второй (5) и третий (6) трансформаторы, первый элемент связи (8), охватывающий сердечники первого (4) и третьего (6) трансформаторов, и второй элемент связи (11), охватывающий сердечники второго (5) и третьего (6) трансформаторов. Он также содержит первую проводную обмотку связи (9), между первым (4) и третьим (6) трансформаторами, выводы которой подсоединены к первому клеммнику (14), и вторую проводную обмотку связи (12), между вторым (5) и третьим (6) трансформаторами, выводы которой подсоединены ко второму клеммнику (15). Первый вывод первой обмотки (7) первого трансформатора (4) соединен с выходом генератора (1) переменного напряжения, опорным входом синхронного детектора (17) и опорным входом преобразователя (2) код-напряжение, выход которого непосредственно соединен с первым выводом первой обмотки (10) второго трансформатора (5). Управляющий вход преобразователя (2) код-напряжение соединен с выходом блока управления (18). Первый вывод первой обмотки (13) третьего трансформатора (6) соединен с входом избирательного усилителя (16), выход которого соединен с управляющим входом синхронного детектора (17), выход которого соединен последовательно с блоком управления (18), микроконтроллером (19) и устройством-цифровой индикации (20). Вторые выводы первых обмоток всех трех трансформаторов соединены с общей шиной устройства. 1 н. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к аналитической химии пищевых производств. Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов включает формирование полимерного материала в виде пакета, его вакуумирование, герметизирование и термическую обработку, после которой пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха. Полученную пробу вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос», состоящего из массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров. Регистрируют изменение сигналов пьезосенсоров в парах равновесной газовой фазы пробы в течение 60 c с интервалом 1с, наибольшие отклики пьезосенсоров формируют в масс-ароматограмму максимумов, рассчитывают площадь масс-ароматограммы. В идентичных условиях анализируют пробу-стандарт полимерного материала. Оценку безопасности полимерного материала проводят путем сопоставления площади масс-ароматограмм анализируемой пробы и пробы-стандарта. Различие площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки. Изобретение позволяет оценить уровень возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов в процессе тепловой обработки при повышении точности и сокращении времени анализа. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению концентрации кислорода и водорода, предназначенных для поверки, калибровки анализаторов растворенного в жидких средах кислорода и водорода. Устройство для воспроизведения и передачи единиц массовой концентрации кислорода и водорода в жидких средах основано на последовательном приготовлении образцовых растворов жидкости и определении в них содержания растворенного кислорода или водорода. Устройство содержит рабочую камеру, систему терморегуляции, включающую термостат и теплообменный контур, эталонный барометр, эталонный термометр с датчиком, погруженным в среду рабочей камеры, мешалку. Также устройство снабжено анализаторами кислорода и водорода, рабочая камера рассчитана на высокое давление газа и выполнена с предусмотренным смотровым окном и посадочными местами для электрохимических и оптических датчиков анализаторов кислорода или водорода, которым передаются единицы массовой концентрации кислорода и водорода. Кроме того, устройство снабжено системой подачи газовых смесей, состоящей из баллонов с поверочными газовыми смесями, баллона с инертным газом и системы регулирования потока и расхода поверочных газовых смесей, включающей в себя газовую линию, барботер для прокачивания газовых смесей в рабочую камеру, клапаны тонкой регулировки, установленные на входе и выходе рабочей камеры. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение точности проведения поверки и градуировки анализаторов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх