МАТЕМАТИЧНЕ І ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЛАЗЕРНОГО КРОС-КОРЕЛЯЦІЙНОГО СПЕКТРОМЕТРА ДЛЯ ДОСЛІДЖЕНЬ НЕСФЕРИЧНИХ НАНООБ'ЄКТІВ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ

R. Yaremyk, Oleh Bordun, V. Getman

Анотація


Для модифікованої схеми лазерного кореляційного спектрометра розроблено метод математичного аналізу поляризаційних компонент динамічного світлорозсіювання нанорозмірними об’єктами несферичної форми у суспензіях. Пропонований метод регуляризації оберненої спектральної задачі дозволяє отримати стійкі розв’язки для оцінки форми та аспектних співвідношень досліджуваних нанооб’єктів. Розроблено спеціалізований вимірювально-обчислювальний пристрій та програмне забезпечення для практичної реалізації цих інструментальних методів. Система вимірювання апробована для досліджень процесів активації  імунних реакцій типу антиген-антитіло з утворенням агрегатних комплексів реагуючих компонентів. Отримані модельні  характеристики розмірного розподілу та аспектних відношень тестових нанооб’єктів добре корелюють з даними експериментальних вимірів.

Ключові слова: лазерна кореляційна спектроскопія, динамічне світлорозсіювання, обернена задача, методи регуляризації, нанооб’єкт, цифровий сигнальний процесор.


Повний текст:

PDF

Посилання


R. Xu. Particle Characterization: Light Scattering Methods. Beckman Coulter Inc., Miami, U.S.A., Kluwer Academic Publishers, 2002. Print ISBN:0-792-36300-0. –397 p.

X. Zhu, J. Shen, and L. Song. Accurate retrieval of bimodal particle size distribution in dynamic light scattering // IEEE Photonics Technol. Lett. 2016. 28(3) – P. 311–314.

A. G. Mailer, P. S. Clegg, and P. N. Pusey. Particle sizing by dynamic light scattering: non-linear cumulant analysis // J. Phys. Condens. Matter. 2015. Vol.27. No 14. –P.145102.

L. Li, L. Yu, K. Yang, W. Li, K. Li, M. Xia. Angular dependence of multiangle dynamic light scattering for particle size distribution inversion using a self-adapting regularization algorithm // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 209 (2018). – P. 91–102.

ISO 22412:2017 Particle size analysis - Dynamic light scattering (DLS). Updates and extends ISO 13321:1996. Particle size analysis - Photon Correlation Spectroscopy (PCS). International Organisation for Standardisation (ISO).

Zetasizer Range [Electronic source]. – Available from: https://www.malvernpanalytical.com/en/products/product-range/zetasizer-range/

Dynamic Light Scattering [Electronic source]. – Available from: https://www.sympatec.com/en/particle-measurement/sensors/dynamic-light-scattering/

Home/Particle Characterization/NanoBrook Series/ [Electronic source]. – Available from: https://www.brookhaveninstruments.com/product/nanobrook-series/

Delsa Nano [Electronic source]. – Available from: https://www.beckman.com/particle-size-analyzers/

Alexander V. Malm & Jason C . W. Corbett. Improved Dynamic Light Scattering using an adaptive and statistically driven time resolved treatment of correlation data. 2019. 9:13519. [Electronic source]. – Available from: https://www.nature.com/articles/s41598-019-50077-4

S. Schintke, E. Frau. Modulated 3D Cross-Correlation Dynamic Light Scattering Applications for Optical Biosensing and Time-Dependent Monitoring of Nanoparticle-Biofluid Interactions // Appl. Sci. 2020, 10(24), 8969. [Electronic source]. – Available from: https://www.mdpi.com/2076-3417/10/24/8969

O. Bilyy, R. Yaremyk, S. Kostyukevych, K. Kostyukevych. Adaptive cross-correlation detector for signals of optoelectronic reflective sensors // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 2009. V. 12, N 2. – P. 170-172. PACS 42.79.

Nepomnyashchaya E., Zabalueva Z., Velichko E., Aksenov E. Modifications of laser correlation spectrometer for investigation of bio-logical fluids // EPJ Web of Conferences. 2017. Vol. 161. – P. 02017.

Zakharov P., Scheffold F. Light Scattering Reviews 4. Springer Praxis Books, 2009. –P.433–467.

Matsuoka H. // Colloid. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 1996. Vol. 109. – P. 137-145.

Ortega A., Garcia de la Torre J. Hydrodynamic properties of rodlike and Disklike particles in dilute solitions // J. Chem. Phys. 2003. V.119. – P.9914-9919.

Гетьман В.Б. Обчислювальний метод оптичного визначення розмірів мікрочастинок // Вісн. НУ “Львівська політехніка”. 2001. № 428. – С. 173-179.

Гетьман В.Б. Моделювання та регуляризація задачі визначення розподіду частинок за розмірами в дисперсниз середовищах оптичним методом: дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 01.05.02 - математичне моделювання та обчислювальні методи. - Національний університет “Львівська політехніка” , Львів, 2003. – С.71-85.




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/eli.15.7

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.