CC BY
7
Рисунок 4. Инсулин, четвертичная белковая структура, состоящая из двух различных пептидов.
Заключение
Из приведенного рассмотрения видно, что усложнение случайных структур пептидов в добиологическом мире от первичной структуры до четвертичной сопровождается возрастанием устойчивости к тепловому разрушению. Самая сложная случайная структура, возможно, сможет работать как фермент. При этом деятельность фермента связана с затратами времени на распознавание, ориентацию субстрата, на превращение субстрата в продукт и на выведение продукта из глобулы. Тем самым, возникает своеобразная линия задержки, в которой сложный белок может долго сопротивляться тепловому разрушению. За время этой задержки более простые структуры подвергаются тепловому разрушению и сходят со сцены, на которой разворачивается эволюционный процесс накопления и кодирования сложных белковых структур. Это обусловливает самопроизвольную канализацию эволюционного процесса, его направленность в сторону появления первичного генетического кода. И это привело в древнем химическом мире к возникновению белков, проявляющих сложные биохимические функции.
Список литературы
1. Галимов Э.М. Феномен жизни. Между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции. М.: УРСС, 2001. — 254 с.
2. Дементьев В.А. Компьютерное моделирование процесса возникновения генетического кода. В сборнике «Проблемы зарождения и эволюции биосферы» под ред. Э.М. Галимова, М:, URSS, 2008, 79-94.
3. Малышкин А. П. Адаптивный иммунитет: концепция сцепленных функций. Immunology Innovation, 2013, ISSN 2053-213X.
4. Грибов Л.А. Колебания молекул, М:, URSS, 2009. — 544 с.
5. Дементьев В.А. Моделирование колебательных состояний молекул в вычислительной среде MatLab, Palmarium Academic Publishing, 2012, ISBN 978-38473-9639-0. — 440 с.
6. Dement'ev V.A. The Driving Forces of Evolution. ISSN 0016_7029, Geochemistry International, 2014, Vol. 52, No. 13, pp. 1146-1189.
7. Грибов Л.А., Дементьев В.А. Волновые движения в молекулярных наноструктурах: результаты компьютерных экспериментов. Журнал структурной химии, 2010, Том 51, № 2, 331-336.
8. Грибов Л.А., Баранов В.И. Теория и методы расчёта молекулярных процессов. Спектры, химические превращения и молекулярная логика. М:, URSS, 2006. — 480 с.
9. Грибов Л.А., Баранов В.И., Дементьев В.А. К вопросу о теории процессов в реакционных центрах многоатомных молекул. Известия Академии наук. Серия химическая. 2006, №8, 1267-1273.
10. Дементьев В.А. Физические аспекты химической кинетики. Евразийский Союз Ученых. XII Международная научно практическая конференция "Современные концепции научных исследований". Часть 7. ISSN 2575-7999, Москва, 27-28 марта 2015, # 3, 2015, стр. 125-128.
К ОЦЕНКЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ПРИ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОМ
ФЛУОРЕСЦЕНТНОМ АНАЛИЗЕ
Дуймакаев Шамиль Исхакович*, Потькало Максим Валерьевич**
*кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики наносистем и спектроскопии
(КФНи С), **аспирант КФНи С;
АННОТАЦИЯ
Развивая идеи предыдущих работ, применительно к оценке относительного «чистого» вклада емасс эффекта избирательного возбуждения обоснован приближенный подход, в котором предпринята попытка отказа от определения тэфф в случае массивных образцов. Построено приближение для оценки вклада емасс Результаты моделирования подтвердили корректность и эффективность данного подхода.
Ключевые слова: рентгеновская флуоресценция элемента, ненасыщенный и насыщенный образец, линейный и массовый коэффициент ослабления, избирательное возбуждение.
Применительно к оценке относительного «чистого» вклада е эффекта избирательного возбуждения в работах [8, 9] нами обоснован приближенный подход, в основе которого флуоресцентное излучение мешающего элемента В представлено в виде потока, испускаемого «текущим» элементарным горизонтальным слоем dy (соответственно «вниз» и «вверх») в направлении к поверхности «текущего» элементарного горизонтального слоя dx, в котором рассматривается возбуждение флуоресценции определяемого элемента А, не изотропно, а в направлении плоскости (в пределах угла от а = 0 до а = п/2). Так что лучи падающий первичный, флуоресценция элемента В и перпендикуляр к поверхности образца в точке падения первичного луча лежат в этой плоскости. При этом, т. к. поток флуоресценции элемента В реально распространяется (в рассматриваемом случае) по полусфере [1, 2], а мы сосредоточиваем его в названном направлении, то
Величина подвозбуждения «сверху»:
должны - в качестве «компенсации» - отказаться от введения традиционного сомножителя (1/2)-(1/4 п Я2) (полусфера).
В [13] изотропное флуоресцентное излучение «мешающего» элемента представлено в виде ряда фиксированных направлений. Соответственно интеграл по угловой переменной заменен приближенной (квадратурной) формулой с несколькими узлами квадратурной формулы. В [14] установлено, что квадратурная формула, имеющая только один узел, обеспечивает хорошую (< 10% отн. точность). Соответственно меньше 2% - если 3 узла, меньше 1% - если 4 узла. В [15] построены аналитические выражения для оценки эффекта избирательного возбуждения при РСФА гетерогенных порошковых образцов. Настоящая работа в определённой плоскости является развитием идей работ [13-15].
В работах [7,8] нами были получены следующие формулы.
81
Иш1
sшф БШШзфф
1-е
+
sinф Бтф
_ . ИтЛ)
1—е ^тф+ Бтф/
ИшВ
эфф
■ +
ИшЛ Бтф
1
(1)
^2
Иш1
+
ИшВ
sinф Бтшэфф
„масс _
81 —
Иш1 | ИшЛ ^ sinф Бтф
ИшВ
эфф
sinф
В случае массивного (толстого) образца:
(2)
. (Иш1 + £шЛ)ш -Vsinф sinф/ —е
Величина подвозбуждения «снизу»: , ( Иш1
(sin ф "
ИшВ тшэфф
£шЛ. sinф
ИшВ
sinш
эфф
_ (Иш1 + ИшЛ)ш 1—е Vsinф + smф/
(3)
масс 82 —
Иш1
ИшВ
В случае массивного (толстого) образца:
(4)
sinф ' sinшэфф
Окончательно величина полного возбуждения («сверху» + «снизу»): 8 — 2МСв(б1 + 82) (5)
В случае насыщенного (массивного) образца расчётная формула имеет весьма простой вид:
1
ш
1
1
е
8МаСС — 2МСв(8МаСС + 8МаСС) — 2МСв ( ,шв>шд + ЦШ1 , 1 Ишв ). (6)
^тшэфф sinф sinф Бтш^фф^
Сопоставление проводилось с расчётом по формуле (7) работы [9] для массивного образца: 8масс — МСВ[ -) +2^(1+ —^ШЛ—(7)
где М —
2тШ^В
юВ и SB - соответственно отдача флуоресценции и скачок поглощения q-уровня элемента В; рВ - вероятность испускания линии j элементом В, возбужденным на
q-уровень; тт - массовый коэффициент истинного (фотоэлектрического [16]) поглощения первичных лучей в элементе В т^ - то же, для А; т^ - то же, для флуоресцентной линии j в А.
Необходимость установления угла юэфф является значительным недостатком развиваемого приближенного
подхода. Поэтому нами предпринята попытка отказа от определения юэфф в случае массивных образцов. Выполненное с этой целью в работе [8] интегрирование по sm(ю) является относительно грубым приближением. Интегрирование в настоящей работе выражения (6) по самому углу ® в пределах от 0 до п/2 позволило получить более точную формулу для оценки емасс. И при этом также не включающую угол ю. С помощью интеграла, отнесённого к величине интервала интегрирования, т.е. к величине п/2, дано точное определение среднего значения этой величины, являющейся функцией ю.
Выражение (6) разбили на 2 части. Для каждой из них осуществлена замена переменных и взяты интегралы, как показано ниже.
1
Первая часть: бМасс =
БШШзфф sin^
i UmA
Замена переменных: x = w; a = UmB; b = ——-
sin^
П .
масс f~ñ sin x j Общии вид интеграла: Si = L2—:—:—dx.
1 J0 a+b^sinx
Вычисляя интеграл, получаем два случая [19]: 1) условие a2 > b2
„масс _
S1 =
п/2
UmB
2
UmA/sin ф UmA^^ V(UmB)2-(UmA/sin ф)2
UmB
arctg
UmB + (UmA/s^)
■■ +
+
V (UmB)2-(UmA/sin ф)2
2 . ЦшA/sinф
UmA/ sin ф V(UmB)2-(UmA/sin ф)2
• arctg
^^ñB^—UmA/siñ^
(8)
2) условие a2 < b2
масс Si =
n/2
UmB
UmA/sin ф ЦшA/sinф V (UmA/sin ф)2-(Uшв)2
•ln
UmB + (UmA/sin ф)-V (UmA/ sin ф)2 -(UmB)2
+
UmB
UшA/sinф V(UmA/s^)2-(UmB)2
UшB + (UшA/sinф)+V(ЦшA/sinф)2-(ЦшB)2 ln
+
(UmA/ sin ф)-V (UmA/ sin ф)2-(Цшв)2
(UmA/sin ф)+V (UmA/sin ф)2-(ЦшB)2
(9)
Вторая часть: £масс = Цт1
sinф sinшэфф Замена переменных: x = w; a = =
Umi
ОбщиИ вид интеграла: вмасс = Г2 ■
sin x
3) условие a2 > b
п/2
2
масс S2 =
UmB
0 a+b^sinx
2
sin ф
dx.
Umi/sin9 Цшl/sinф V(UmB)2-(Umi/sin ф)2
UmB
• arctg
+
UmB + (Umi/sin ф) V(UmB)2-(Umi/sin ф)2 2
+
Umi/sin ф V(UmB)2-(Umi/sin ф)2
arctg
Uшl/sinф
V (UmB)2-(Umi/sin ф)2
(10)
4) условие a2 < b
2
n/2
UmB
1
Uшl/sinф UmiA^ V(Umi/sin ф)2-(Uшв)2 UmB 1
ln
UmB + (Umi/sin ф)-V (Umi/sin Ф)2-(ЦшB)2
+
Uшl/sinФ V(Umi/sin Ф)2-(ЦшB)2
UшB + (Uшl/sinф)+V(Цшl/sinф)2-(Цшв)2 ln
+
(Umi/sin Ф)-V(Цшl/sinф)2-(ЦшB)2
(Uшl/sinф)+V(Цшl/sinф)2-(Цшв)2
(11)
1
1
1
S
2
Формулу суммарной интенсивности получают сложением с учётом коэффициента 2МСВ величин еМасс и еМасс для соответствующих конкретному образцу условий.
Результаты приведены в табл. 1. Они показывают удовлетворительное согласие с расчётом по формуле (7). Можно считать, что развиваемое соотношение обретает самостоятельность: уже нет необходимости определять юэфф с помощью формулы (7); нет и самого угла юэфф.
Результаты расчёта по формуле (5) для ненасыще-ных образцов состава работы [9] приведены в табл. 2. Значение эффективного угла юэфф=320 для этого расчёта получено приравниванием формулы [соотношения] (6) результату расчета емасс для состава СА^) = 0.01, СВ(Мо) = 0.1, СН^Ю2) = 0.89 массивного образца по формулам (8, 9, 10, 11). Длина волны монохроматического первичного излучения Х1=1 А, углы ф=у=450.
По аналогии с работой [5], в которой градуировка РСФА плёночных образцов выполнена с использованием
массивных образцов и формулы (8) [5], угол юэфф в случае плёночных образцов планируется устанавливать путём оценки емасс для соответствующих массивных образцов и применять найденное значение юэфф при РСФА с использованием формулы (5). Предварительные расчеты для ненасыщенных образцов подтвердили устойчивость и работоспособность формулы (5). Ниже приведен пример расчёта по формуле (5) для состава работы [9].
Рисунок 2 иллюстрирует качественное согласие зависимости е=Дт), построенной по данным табл. 2, с приведённой в работе [9]. Выводы
1. Применительно к оценке относительного «чистого» вклада емасс эффекта избирательного возбуждения обоснован лучший, по сравнению с работой [8], подход для случая массивных образцов. Интегрирование по самому углу ® в пределах от 0 до п/2 позволило получить более точную формулу
для оценки емасс. И при этом также не включающую угол ю.
2. Результаты расчета емасс для массивных образцов широкоизменяющегося состава согласуются с расчетом по формуле В.Ю.Залесского [3], Г.В.Павлин-ского и Н.Ф.Лосева [4, 5] в пределах 3%. Расчеты в случае ненасыщенных образцов также показали эффективность приближения для оценки вклада е.
3. Построенное приближение для оценки вклада емасс (как и формула В.Ю.Залесского, Г.В.Павлин-ского и Н.Ф.Лосева) совершенно симметрично относительно массовых коэффициентов ослабления
4.
первичного дт1 и флуоресцентного дтА излучения. (Поменяв дт1 и дтА в формуле для расчета емасс местами, мы ничего не изменим). Этот вывод вполне закономерен, так как вклад емасс избирательного возбуждения в одинаковой мере зависит от ослабления как первичного (дт1), так и флуоресцентного (дтА) излучения. Простота реализации создает возможность обобщения развиваемого подхода для оценки величины е на случай РСФА пленок на подложке, в т. ч. когда используется не только флуоресценция пленки [20], но и флуоресценция подложки [21].
Таблица 1
Сопоставление рассчитанных значений емасс для составов СА(№) = 0.1, СВ(2п) = 0.4, СН = 0.5. Содержания даны в
Наполнитель(Н) ^шА ^шВ <1 Расчет емасс по формулам (8, 9, 10, 11,) Расчет емасс по формуле (7) Относительное отклонение,%
6 С 5.6 3.6 2.5 0.3118 0.3154 1.1
12 48 32 13 0.2752 0.2783 1.1
14 81 76 50 20.5 0.2390 0.2408 0.8
16 8 110 75 31 0.1788 0.1788 0.0
20 Са 200 140 59 0.1682 0.1683 0.0
22 Т 222 155 69 0.1408 0.1400 -0.6
24 Сг 300 210 90 0.1192 0.1180 -1.0
26 Бе 400 270 110 0.1451 0.1316 -10.2
27 Со 55 300 125 0.2496 0.2628 5.0
29 Си 64 44 143 0.2071 0.2085 0.6
38 8г 150 103 47 0.2014 0.2023 0.5
40 гг 157 110 50 0.1877 0.1881 0.2
42 Мо 180 127 57 0.1128 0.1118 -0.9
56 Ва 430 290 125 0.1529 0.1575 2.9
74 W 225 157 160 0.3969 0.4005 0.9
82 РЬ 310 218 104 0.1362 0.1358 -0.3
Относительное среднее квадратическое отклонение с,% 3
Таблица 2
Рассчитанные значения е1, е2 (сложением с учётом коэффициента 2МСВ) и емасс для состава СА^) = 0.01,
_СВ(Мо) = 0.1, СН^Ю2) = 0.89. т - поверхностная плотность образца.__
т е1 е2 е т е1 е2 е
0.01 0.035 0.036 0.071 0.25 0.290 0.473 0.763
0.02 0.066 0.070 0.136 0.26 0.292 0.479 0.770
0.03 0.093 0.103 0.196 0.27 0.293 0.484 0.777
0.04 0.118 0.134 0.251 0.28 0.294 0.489 0.783
0.05 0.139 0.163 0.302 0.29 0.295 0.494 0.789
0.06 0.158 0.191 0.349 0.3 0.296 0.498 0.794
0.07 0.175 0.217 0.392 0.31 0.297 0.501 0.798
0.08 0.190 0.241 0.431 0.32 0.298 0.505 0.802
0.09 0.204 0.264 0.468 0.33 0.298 0.508 0.806
0.1 0.215 0.286 0.501 0.34 0.299 0.510 0.809
0.11 0.226 0.306 0.532 0.35 0.299 0.513 0.812
0.12 0.235 0.325 0.560 0.36 0.300 0.515 0.815
0.13 0.243 0.342 0.585 0.37 0.300 0.517 0.817
0.14 0.250 0.358 0.609 0.38 0.300 0.519 0.819
0.15 0.256 0.373 0.630 0.39 0.301 0.521 0.821
0.16 0.262 0.387 0.649 0.4 0.301 0.522 0.823
0.17 0.267 0.400 0.667 0.41 0.301 0.523 0.824
0.18 0.271 0.412 0.684 0.42 0.301 0.525 0.826
0.19 0.275 0.423 0.698 0.43 0.301 0.526 0.827
0.2 0.278 0.433 0.712 0.44 0.301 0.527 0.828
0.21 0.281 0.443 0.724 0.45 0.302 0.527 0.829
0.22 0.284 0.451 0.735 0.46 0.302 0.528 0.830
0.23 0.286 0.459 0.745 0.47 0.302 0.529 0.831
0.24 0.288 0.466 0.754 0.48 0.302 0.529 0.831
с °/ 80 т, мг/см2 160 2*0 320 m m
во 60 40 го 0 1 < 1 1
I
■
/ -п
г~
Рисунок 2. Сопоставление зависимости е(т) настоящей работы (кривая I) и работы [3] (кривая II).
Литература
1. Блохин М.А. Методы рентгеноспектральных исследований. М.: Физматгиз, 1959. 386 с.
2. Блохин М. А. Физика рентгеновских лучей. Издание 2-е, переработанное. М.: ГИТТЛ, 1957. 518 с.
3. Биркс Л.С. Рентгеновский микроанализ с помощью электронного зонда: пер. с англ. М.: Металлургия, 1966. 216 с.
4. Борходоев В.Я. Дополнительное возбуждение рентгеновской флуоресценции аналита в ненасыщенном слое с помощью подложки // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19, № 1. С. 40-44.
5. Вершинина Н.В., Дуймакаев Ш.И., Чирков В.И., Вершинин А.С. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ многокомпонентных пленок способом теоретических поправок // Заводская лаборатория. 1983. Т. 49, № 12. С. 23 - 25.
6. Двайт Г. Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы: пер. с англ. Издание четвертое. М.: Наука, 1973. 228 с.
7. Дуймакаев. Ш.И. Потькало М.В. Оценка избирательного возбуждения при рентгеноспектральном флуоресцентном анализе с представлением «мешающего» излучения в виде потока, испускаемого элементарным горизонтальным слоем образца в определённом «эффективном» направлении // Евразийский Союз Учёных. 2014. №8, С. 12-17.
8. Дуймакаев. Ш.И. Потькало М.В. К расчёту избирательного возбуждения при рентгеноспектральном флуоресцентном анализе с представлением «мешающего» излучения в виде потока, испускаемого
элементарным горизонтальным слоем образца. // Евразийский Союз Учёных. 2014. №9, С. 133-136.
9. Залесский В.Ю. К расчету избирательного возбуждения при использовании вторичных рентгеновских спектров // Оптика и спектроскопия. 1964. Т.17, вып. 4. С. 576-582.
10. Лосев Н.Ф. Количественный рентгеноспектраль-ный флуоресцентный анализ. М.: Наука, 1969. 336 с.
11. Мазурицкий М.И., Дуймакаев Ш.И., Скибина Л.М.. Методы РЭМ и РСФА для исследования и контроля морфологии поверхности металлополимерных пленок. // ПОВЕРХНОСТЬ. Рентгеновские, синхро-тронные и нейтронные исследования. 2014. № 8, с. 38 - 45.
12. Павлинский Г.В., Лосев Н.Ф. К оценке избирательного возбуждения рентгеновской флуоресценции в случае смешанного первичного излучения // Журнал технической физики. 1969. Т. 39, № 9. С. 1664 -1675.
13. V. Rossiger and H.-J. Thomas, Quantitative XRF Analysis of Surface Layers: Procedure for the Determination of Thickness and Composition // X-Ray Spectrometry. 1990. V. 19, P. 211-217.
14. V. Rossiger., Validity of a Simple Approximation for Enhancement Calculations // X-Ray Spectrometry. 1992. V. 21, P. 245-247.
15. Финкельштейн А.Л. К расчёту интенсивности вторичной флуоресценции для порошковой среды при рентгенофлуоресцентном анализе. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1995. Т.61, №9. С. 17-21.
ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ ПО ТЕОРИИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАВИТАЦИИ
Что же вообще такое тяготение или гравитация?
В истории развития современной науки было несколько ключевых моментов, которые меняли представление людей о нашем мире. Рассмотрим, как происходило осознание одной из самых известных сил во вселенной, а именно гравитации.
Богачев Антон Витальевич, Лапин Сергей Александрович
Байгашов Алексей Сергеевич
Студенты 5 курса БФУ им. И. Канта, г. Калининград
Всё началось в XVI веке. Именно в это время трудился великий Николай Коперник, известный польский астроном, который разработал теорию движения планет вокруг Солнца. Однако, идеям Коперника не суждено было сбыться при его жизни, но их революционный дух не заставил себя долго ждать и вскоре после его смерти,
