CПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕНИЛАЛАНИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ РАЗЛИЧНОЙ КИСЛОТНОСТИ

A method for the determination of phenylalanine using the spectrophotometric method without preliminary correction of the solutions pH and the use of auxiliary chemical reagents has been developed. A comparative analysis of the spectrophotometric determination of phenylalanine by varying acidity of the medium was carried out. The errors and the possibility of their minimization were analyzed. It was shown that the analytical signal and the results of amino acid determination in the solutions with different pH differ significantly due to the presence of phenylalanine in various ionic forms that vary in the magnitude of the molar absorption coefficient. It was found that the maximum value of the molar absorption coefficient decreases in the series ε(Phe−) ε(Phe+) ε(Phe±) by 20%. The maximum error in determining the phenylalanine concentration without taking into account the dependence of the optical density of the solution on the acidity of the medium was found in strongly alkaline solutions. The correlation dependences of the analytical wavelength and molar absorption coefficient of phenylalanine on the pH of the medium were obtained experimentally. A long-wavelength (bathochromic) shift of the absorption band maximum was established upon the transition from positive to negative charge of the phenylalanine molecule with increasing pH of the solution. Two ranges of pH values have been identified, in which a change in the acidity of the solutions did not cause spectral changes. These were the regions where the amino acid was predominantly found in cationic Phe+ and bipolar Phe± forms (pH 8) and in the region of anionic Phe− (pH 10) form. The regression equations that allow choosing the analytical wavelength at any arbitrary pH of the solution were presented. The advantage of the developed approach is the possibility of increasing the detection sensitivity and ensuring that the error in the amino acid determination in the solutions of arbitrary acidity is less than 0.5% with the variation of no more than 0.3%. The detection limit of amino acid, calculated by 3σ – test, is (1.4 − 1.6) × 10-5 M. The range of the determined phenylalanine contents is (0.5 − 5.3) × 10-3 M. The efficiency of the proposed approach for determining the content of phenylalanine in a sample of the "L-Phenylalanine" (Protein Company, Russia) drug by the method of standard addition was shown. The possibility of minimizing the error in determining the amino acid when applying the technique to control the content of components in the process of demineralization of water-salt solutions of phenylalanine by electrodialysis with experimental membranes has been proven.Keywords: spectrophotometry; phenylalanine; medium acidity; absorption spectra DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2022.26.3.003 V.I. Vasil’eva, A.M. Saud Voronezh State University, 1,Universitetskaya pl, Voronezh, 394018, Russian FederationРазработан способ определения фенилаланина в водных растворах различной кислотности спектрофотометрическим методом без предварительной коррекции pH растворов и применения вспомогательных химических реагентов. Проведен сравнительный анализ результатов спектрофотометрического определения фенилаланина при варьировании кислотности среды, проанализированы погрешности и возможность их минимизации. Показано, что аналитический сигнал и результаты определения аминокислоты в растворах с различным pH значительно различаются вследствие нахождения фенилаланина в разных ионных формах, отличающихся величиной молярного коэффициента поглощения. Установлено, что максимальная величина молярного коэффициента поглощения падает в ряду ε(Phe-) ε(Phe+) ε(Phe±) на 20 %. Максимальная погрешность определения фенилаланина без учёта зависимости оптической плотности раствора от кислотности среды найдена в сильнощелочных растворах.  Экспериментально получены корреляционные зависимости аналитической длины волны и молярного коэффициента поглощения фенилаланина от показателя pH среды. Установлен длинноволновый (батохромный) сдвиг максимума полосы поглощения при переходе от положительного к отрицательному заряду фенилаланина с ростом величины pH раствора. Выявлены два диапазона величин pH, в которых изменение кислотности растворов не вызывает спектральных изменений. Это область преимущественного нахождения аминокислоты в катионной Phe+ и биполярной Phe± формах (pH 8) и область анионной Phe− (pH 10) формы. Приведены регрессионные уравнения, позволяющие сделать выбор аналитической длины волны при любой произвольной величине pH раствора. Преимуществом разработанного способа определения аминокислоты без коррекции величины рН в растворах являются возможность повышения чувствительности и обеспечение относительной погрешности определения менее 0.5 % при коэффициенте вариации не более 0.3 %. Предел обнаружения аминокислоты, рассчитанный по 3s-критерию, составляет (1.4-1.6)·10-5 М.  Диапазон определяемых содержаний фенилаланина находится в интервале (0.5-5.3)·10-3 М. Показана эффективность предложенного способа для определения фенилаланина в образце препарата "L-Фенилаланин" (Protein Company, Россия) методом добавок. Доказана возможность минимизации погрешности определения аминокислоты при применении разработанного способа для контроля содержания компонентов в процессе деминерализации водно-солевых растворов фенилаланина методом электродиализа с экспериментальными мембранами.Ключевые слова: спектрофотометрия; фенилаланин; кислотность среды; спектры поглощенияDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2022.26.3.00

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СПЕКТРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА «ГРАНД-ПОТОК» ПРИ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА В ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБАХ

Introduction. In order to reduce the detection limits of gold in the analysis of powder geological samples, a high-speed multichannel analyzer of emission spectra (MAES) was designed as a combined hybrid assembly consisting of 12 arrays of BLPP-369M1 photodetectors and one more sensitive array of BLPP-2000 photodetectors. This study aimed to examine the analytical capabilities of a “Grand-Potok” spectral complex equipped with this analyzer and used the spill-injection method to introduce the sample material into the plasma arc. Experimental part. Tests were carried out on the two identical “Grand-Potok” systems with a minimum basic exposure of 3ms. The high-sensitivity BLPP-2000 array was set in the spectral range of 258-269 nm. 16 standard samples of rocks, loose sediments, soils, ores and their processing products with a gold content of 0.002 to 34 g/t and a silver content of 0.05 to 34 g/t were tested. Results and its discussion. For the gold determination the relative standard deviation varied from 1.6 to 38% for the ore and industrial standard samples and from 13 to 170% for rocks and soils, and for the silver determination it varied from 1 to 55% for a content range of 4 orders of magnitude. The number of standard samples with overestimated or underestimated total gold and silver contents was approximately the same indicating the possibility of improving the accuracy of scintillation atomic emission spectrometry after identifying systematic error sources. Analysis of the dependence of the amount of particles on the total content showed that with the increasing total content the amount of particles containing gold or silver in powder samples increased monotonically to a concentration of 2 g/m and 0.3 g/m respectively. Starting from these contents, the flashes of analytes were no longer separated in time. Conclusions. Good reproducibility of the results of determination for the total gold and silver contents in mineral raw materials indicated that the method could be certified according to State Standard OST 41-08-205-2004.Keywords: Scintillation atomic emission spectrometry, Grand-Potok spectral system, high-speed multichannel analyzer of emission spectra (MAES), gold, silver, powder geological samples(Russian)DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2017.21.1.001 A.A. Dzyuba1,2,3, V.A. Labusov 1,2,3, I.E. Vasil’eva, E.V. Shabanova4,S.A. Babin1,2 1Institute of Automation and Electrometry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, pr. Akademika Koptyuga 1, Novosibirsk, 630090, Russian Federation2VMK-Optoelektronika, pr. Akademika Koptyuga 1, Novosibirsk, 630090, Russian Federation 3Novosibirsk State Technical University, pr. K. Marksa 20, Novosibirsk 630092, Russian Federation4Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Favorskogo 1a, Irkutsk, 664033, Russian FederationВведение. С целью снижения пределов обнаружения золота при анализе порошковых геологических проб методом сцинтилляционной атомно-эмиссионной спектрометрии быстродействующий анализатор МАЭС выполнен в виде комбинированной гибридной сборки из 12 линеек фотодетекторов БЛПП-369М1 и одной более чувствительной линейки БЛПП-2000. Данное исследование направлено на изучение аналитических возможностей спектрального комплекса «Гранд-Поток», оснащенного таким анализатором, с введением вещества в плазму дуги по способу просыпки-вдувания. Экспериментальная часть. Испытания проведены на двух идентичных комплексах «Гранд-Поток» с минимальной базовой экспозицией 3 мс. Высокочувствительная линейка БЛПП-2000 была установлена в спектральном диапазоне 258-269 нм. В ходе работы было изучено 16 стандартных образцов горных пород, рыхлых отложений, почв, руд и продуктов их переработки с содержанием золота от 0.002 до 34 г/т и серебра от 0.05 до 34 г/т. Результаты и их обсуждение. Значения относительного среднеквадратичного отклонения при определении золота варьировалось от 1.6 до 38 % для рудных и техногенных стандартных образцов и от 13 до 170 % для горных пород и почв, при определении серебра – от 1 до 55 % в диапазоне 4-х порядков содержания. Количество стандартных образцов с завышенным или заниженным значением валового содержания золота и серебра примерно одинаково, что свидетельствует о возможности улучшения точности САЭС после установления источников систематических погрешностей. Анализ зависимости количества частиц от валового содержания показал, что с увеличением валового содержания количество частиц, содержащих золото или серебро, в порошковой пробе монотонно растёт до концентраций 2 г/т и 0.3 г/т соответственно. Начиная с этих содержаний, вспышки аналитов перестают разделяться по времени. Выводы. Хорошая повторяемость результатов определения валового содержания золота и серебра в минеральном сырье указывает на возможность аттестации методики согласно ОСТ 41-08-205-2004.Ключевые слова: сцинтилляционная атомно-эмиссионная спектрометрия, спектральный комплекс "Гранд-Поток", быстродействующий анализатор МАЭС, золото, серебро, геологические порошковые пробыDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2017.21.1.00

AFM-analysis of the surface of a profiled sulfocation-exchange membrane after dialysis of phenylalanine solutions

Методом атомно-силовой микроскопии исследована поверхность профилированной катионообменной мембраны МК-40пр до и после диализа растворов аминокислоты. Определены микропрофили и среднестатистические параметры шероховатости поверхности исходной кондиционированной мембраны и образца после контакта с раствором фенилаланина.The profiled cation-exchange membrane MK-40pr surface is explored by methods of a atomic-force microscopy before and after dialysis the amino acid solution. The microprofiles and the аverage statistical parameters of roughness of a surface of initial conditioned membrane and sample after contact with phenylalanine are obtained.АСМ-изображения получены в ЦКПНО ВГУ. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект № 17-19-01486)

Electron Spin for Classical Information Processing: A Brief Survey of Spin-Based Logic Devices, Gates and Circuits

In electronics, information has been traditionally stored, processed and communicated using an electron's charge. This paradigm is increasingly turning out to be energy-inefficient, because movement of charge within an information-processing device invariably causes current flow and an associated dissipation. Replacing charge with the "spin" of an electron to encode information may eliminate much of this dissipation and lead to more energy-efficient "green electronics". This realization has spurred significant research in spintronic devices and circuits where spin either directly acts as the physical variable for hosting information or augments the role of charge. In this review article, we discuss and elucidate some of these ideas, and highlight their strengths and weaknesses. Many of them can potentially reduce energy dissipation significantly, but unfortunately are error-prone and unreliable. Moreover, there are serious obstacles to their technological implementation that may be difficult to overcome in the near term. This review addresses three constructs: (1) single devices or binary switches that can be constituents of Boolean logic gates for digital information processing, (2) complete gates that are capable of performing specific Boolean logic operations, and (3) combinational circuits or architectures (equivalent to many gates working in unison) that are capable of performing universal computation.Comment: Topical Revie

Results accuracy of the simultaneous Na, K, Li, Rb and Cs determination in geochemical objects using the Flame Atomic Emission Spectrometry

Распространенность щелочных элементов Na, K, Li, Rb и Cs отличается в тысячи раз в природных образцах. Это одна из наиболее важных трудностей одновременного определения пяти щелочных элементов, которые обычно преодолевают, выполняя анализ одних и тех же проб несколькими аналитическими методами или методиками. Метод атомно-эмиссионной спектрометрии наиболее селективен для определения всех щелочных элементов в широких диапазонах их содержаний. Одновременное определение макро- и микросодержаний одной методикой экономически привлекательно для классификации пород, определении их возраста, реконструкции условий их образования или изменения в геологических процессах. Такие исследования требуют, чтобы полученные результаты анализа были надежны и достоверны. Благодаря использованию современного оборудования, была разработана методика одновременного определения пяти щелочных элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии. В настоящем исследовании оценены точность и правильность результатов разработанной методики. Особенностями методики являются получение и анализ высокосолевых растворов геохимических проб, использование низкотемпературного пропан-бутанового пламени для определения всех щелочных металлов, применение многоканальной фотоэлектрической регистрации спектров. Специфическая обработка данных обеспечивает учет спектрального фона и минимизацию матричных и спектральных помех при градуировке по стандартным образцам разнообразного состава и генезиса. Диапазоны определения содержаний ЩЭ в природных и техногенных средах расширены за счет улучшения их пределов обнаружения и использования нескольких аналитических линий на верхних границах определения Na, K и Rb. Сравнение результатов ПАЭС методики с результатами, полученными по методикам рентгенофлуоресцентной и масс-спектрометрии, а также методами стандартных добавок и разбавления, продемонстрировало их точность и правильность, удовлетворяющую требованиям геолого-геохимических исследований.One of the most important challenges in the simultaneous determination of the five alkaline elements is that their abundance differs thousands of times in natural samples. Therefore, usually the analysis of the same samples is performed using several analytical methods or techniques. An atomic emission spectrometry is the most selective method for the determination of alkaline elements in wide ranges of their contents. The reliable and correct simultaneous determination of major and trace elements contents by one method is economically attractive for classifying rocks, reconstructing the conditions of their formation, etc. The atomic emission spectrometry technique of the simultaneous determination of the five alkaline elements was developed with the use of the modern equipment. The accuracy and trueness of the developed technique results were evaluated in the current study. The technique features were the preparation and the analysis of the high-salt solutions of the geochemical samples, and the use of a low-temperature propane-butane flame and multichannel photoelectric recording of the spectra for the simultaneous determination of alkali metals contents. A specific data processing ensured accounting for the spectral background and minimizing the interferences when calibrating by CRMs with various compositions and genesis. The determined concentrations ranges of alkaline elements in natural and man-made environments had been expanded by improving the detection limits and using several analytical lines of Na, K and Rb with different spectral features. FAES results were compared with the results of XRF, ICP-MS, the standard addition and dilution methods, and its accuracy and trueness were found to be satisfactory for the requirements of geological and geochemical studies.Аналитические исследования выполнены в рамках государственного задания в Центре коллективного пользования «Изотопно-геохимических исследований» ИГХ СО РАН. Авторы выражают благодарность за выполнение анализа методом РФС к.х.н. В.М. Чубарову и к.х.н. А.А. Амосовой, методом МС-ИСП – к.г.-м.н. Зарубиной О.В. и Н.Н. Пахомовой.Current analytical studies were carried out within the framework of the state task in the “Isotope-Geochemical Researches” Center for Collective Use of the IGC SB RAS. The authors express their gratitude for performing the analysis using the XRF method to V.M. Chubarov, Ph.D., and A.А. Amosova, Ph.D., and using the ICP-MS method to O.V. Zarubina, Ph. D., and N.N. Pakhomova

Charge inhomogeneities and transport in semiconductor heterostructures with a manganese δ\delta-layer

We study experimentally and theoretically the effects of disorder, nonlinear screening, and magnetism in semiconductor heterostructures containing a $\delta$-layer of Mn, where the charge carriers are confined within a quantum well and hence both ferromagnetism and transport are two-dimensional (2D) and differ qualitatively from their bulk counterparts. Anomalies in the electrical resistance observed in both metallic and insulating structures can be interpreted as a signature of significant ferromagnetic correlations. The insulating samples turn out to be the most interesting as they can give us valuable insights into the mechanisms of ferromagnetism in these heterostructures. At low charge carrier densities, we show how the interplay of disorder and nonlinear screening can result in the organization of the carriers in the 2D transport channel into charge droplets separated by insulating barriers. Based on such a droplet picture and including the effect of magnetic correlations, we analyze the transport properties of this set of droplets, compare it with experimental data, and find a good agreement between the model calculations and experiment. Our analysis shows that the peak or shoulder-like features observed in temperature dependence of resistance of 2D heterostructures $\delta$-doped by Mn lie significantly below the Curie temperature $T_{C}$ unlike the three-dimensional case, where it lies above and close to $T_{C}$. We also discuss the consequences of our description for understanding the mechanisms of ferromagnetism in the heterostructures under study.Comment: 13 pages, 12 figures, RevTe

Natural Focality of Lyme Borreliosis, Granulocytic Anaplasmosis, and Monocytic Ehrlichiosis in Humans in the Republic of Tatarstan

Objective of the study is to investigate natural focality of Ixodidae tick borreliosis, granulocytic anaplasmosis, monocytic ehrli-chiosis in humans in the Republic of Tatarstan. Materials and methods. Utilized were the data from tick studies conducted between 2010–2015. Applying immune-enzymatic analysis, investigated were the blood sera from residents (donors) of Kazan and municipal districts of the Republic of Tatarstan for the presence of specific antibodies to borreliosis, ehrlichiosis, and anaplasmosis pathogens. Results and conclusions. For the first time ever, the data on spontaneous carriage of Ehrlichiosis pathogens in Ixodidae ticks have been obtained. The information received is an indicative of the active circulation of Borrelia, Ehrlichia and Anaplasma in the territory of the region and of necessity to expand the research on the “novel” for the Republic nosological forms of natural-focal infections

Analytical capabilities of “Grand-Potok” spectral system for the scintillation determination of gold and silver in geological samples

In order to reduce the detection limits of gold in the analysis of powder geological samples, a high-speed multichannel analyzer of emission spectra (MAES) was designed as a combined hybrid assembly consisting of 12 arrays of BLPP-369M1 photodetectors and one more sensitive array of BLPP-2000 photodetectors. This study aimed to examine the analytical capabilities of a “Grand-Potok” spectral complex equipped with this analyzer and used the spill-injection method to introduce the sample material into the plasma arc. Experimental part. Tests were carried out on the two identical “Grand-Potok” systems with a minimum basic exposure of 3ms. The high-sensitivity BLPP-2000 array was set in the spectral range of 258-269 nm. 16 standard samples of rocks, loose sediments, soils, ores and their processing products with a gold content of 0.002 to 34 g/t and a silver content of 0.05 to 34 g/t were tested. Results and its discussion. For the gold determination the relative standard deviation varied from 1.6 to 38% for the ore and industrial standard samples and from 13 to 170% for rocks and soils, and for the silver determination it varied from 1 to 55% for a content range of 4 orders of magnitude. The number of standard samples with overestimated or underestimated total gold and silver contents was approximately the same indicating the possibility of improving the accuracy of scintillation atomic emission spectrometry after identifying systematic error sources. Analysis of the dependence of the amount of particles on the total content showed that with the increasing total content the amount of particles containing gold or silver in powder samples increased monotonically to a concentration of 2 g/m and 0.3 g/m respectively. Starting from these contents, the flashes of analytes were no longer separated in time. Conclusions. Good reproducibility of the results of determination for the total gold and silver contents in mineral raw materials indicated that the method could be certified according to State Standard OST 41-08-205-2004.С целью снижения пределов обнаружения золота при анализе порошковых геологических проб методом сцинтилляционной атомно-эмиссионной спектрометрии быстродействующий анализатор МАЭС выполнен в виде комбинированной гибридной сборки из 12 линеек фотодетекторов БЛПП-369М1 и одной более чувствительной линейки БЛПП-2000. Данное исследование направлено на изучение аналитических возможностей спектрального комплекса «Гранд-Поток», оснащенного таким анализатором, с введением вещества в плазму дуги по способу просыпки-вдувания. Экспериментальная часть. Испытания проведены на двух идентичных комплексах «Гранд-Поток» с минимальной базовой экспозицией 3 мс. Высокочувствительная линейка БЛПП-2000 была установлена в спектральном диапазоне 258-269 нм. В ходе работы было изучено 16 стандартных образцов горных пород, рыхлых отложений, почв, руд и продуктов их переработки с содержанием золота от 0.002 до 34 г/т и серебра от 0.05 до 34 г/т. Результаты и их обсуждение. Значения относительного среднеквадратичного отклонения при определении золота варьировалось от 1.6 до 38 % для рудных и техногенных стандартных образцов и от 13 до 170 % для горных пород и почв, при определении серебра – от 1 до 55 % в диапазоне 4-х порядков содержания. Количество стандартных образцов с завышенным или заниженным значением валового содержания золота и серебра примерно одинаково, что свидетельствует о возможности улучшения точности САЭС после установления источников систематических погрешностей. Анализ зависимости количества частиц от валового содержания показал, что с увеличением валового содержания количество частиц, содержащих золото или серебро, в порошковой пробе монотонно растёт до концентраций 2 г/т и 0.3 г/т соответственно. Начиная с этих содержаний, вспышки аналитов перестают разделяться по времени. Выводы. Хорошая повторяемость результатов определения валового содержания золота и серебра в минеральном сырье указывает на возможность аттестации методики согласно ОСТ 41-08-205-2004

Evolution of <I>Vibrio cholerae</I> El Tor and Detection of Their Gene-Variants in the Caucasus

, rstC genes), and 7 strains – to the genotype I. Genotypes I and II (genetically altered ones) are the hybrid variants of the El Tor biovar producing CT of the first type