В статье разработана модель нативного спектра поглощения культуры красной морской водоросли Porphyridium purpureum. Математическая модель каждого пигмента представляет сумму кривых Гаусса. Для нивелирования светорассеяния спектры культуры фиксировались на спектрофотометре с интегрирующей сферой. Для верификации модели проводилась серия параллельных измерений концентрации фотосинтетических пигментов стандартными биохимическими методиками и методом кривых Гаусса. Показано, что предлагаемая модель с достаточной точностью позволяет определить концентрацию основных фотосинтетических пигментов культуры Porphyridium purpureum, не вмешиваясь в процессы ее роста.
Идентификаторы и классификаторы
Водоросли рода Porphyridium известны тем, что продуцируют фикобилипротеины, полиненасыщенные жирные кислоты и экзополисахариды [1]. Фикобилипротеины − это группа окрашенных, водорастворимых белков, составляющих основной комплекс светособирающих пигментов цианобактерий, красных водорослей, глаукоцистофитов и криптофитов. Фикоэритрин является основным пигментом красных морских водорослей, составляющим 60–80 % от общего количества растворимых белков [2]. Также пигменты представлены хлорофиллом а и каротиноидами (преимущественно бета-каротин и зеоксантин). Хлорофилл а — основной фотосинтетический пигмент микроводорослей, а такие каротиноиды, как бетакаротин и зеоксантин, являются фотопротекторными пигментами и передают энергию на хлорофилл при фотоситезе.
Список литературы
1. Akimoto M., Shirai A., Ohtaguchi K., Koide K. Carbon dioxide fixation and polyunsaturated fatty acid production by the red alga Porphyridium cruentum. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 1998. Vol. 73. Pp. 269-278. DOI: 10.1007/BF02785661 EDN: ZENRXX
2. Gantt E., Lipschultz C.A. Phycobilisomes of Porphyridium cruentum. Pigment analysis. // Biochemistry. 1974. Vol. 13. Pp. 2960-2966. DOI: 10.1021/bi00711a027
3. Bidigare R.R. et al. In-vivo absorption properties of algal pigments // Proceedings SPIE 1302, Ocean Optics X. 1990. Vol. 1302. P. 290-302. DOI: 10.1117/12.21451
4. Копытов Ю.П., Лелеков А.С., Геворгиз Р.Г., Нехорошев М.В., Новикова Т.М. Методика комплексного определения биохимического состава микроводорослей // Альгология. 2015. Т. 25, № 1. С. 35-40. DOI: 10.15407/alg25.01.035 EDN: YNDCGR
5. Poojary M.M., Barba F.J., Aliakbarian B., Donsi F., Pataro G., Dias D.A., Juliano P. Innovative alternative technologies to extract carotenoids from microalgae and seaweeds // Marine Drugs. 2016. Vol. 14, Issue 11. P. 214. DOI: 10.3390/md14110214 EDN: XZLMCL
6. Kadam S.U., Tiwari B.K., O’Donnell C.P. Application of Novel Extraction Technologies for Bioactives from Marine Algae // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2013. Vol. 61, Issue 20. Pp. 4667-4675. DOI: 10.1021/jf400819p EDN: RJYJCX
7. Kupper H., Seibert S., Parameswaran A. Fast, sensitive, and inexpensive alternative to analytical pigment HPLC: quantification of chlorophylls and carotenoids in crude extracts by fitting with Gauss peak spectra // Analytical Chemistry. 2007. Vol. 79, Issue 20. Pp. 7611-7627. DOI: 10.1021/ac070236m
8. Тренкеншу Р.П., Терсков И.А., Сидько Ф.Я. Плотные культуры морских микроводорослей. // Известия Сибирского отделения Академии наук СССР. Серия биологических наук. 1981. Т. 5, № 1. С. 75-82. URL: https://www.researchgate.net/publication/333056415_Plotnye_kultury_morskih_mikrovodoroslej_Izvestia_Sibirskogo_otdelenia_Akademii_nauk_SSSR_Seria_biologiceskih_nauk_1981_T_5_No_1_S_75-82.
9. Тренкеншу Р.П., Лелеков А.С., Боровков А.Б., Новикова Т.М. Унифицированная установка для лабораторных исследований микроводорослей // Вопросы современной альгологии. 2017. № 1 (13). C. 28. URL: http://www.algology.ru/1097?ysclid=lswxthzikl382360690; item.asp?id=29800911. EDN: ZCDLWV
10. Стадничук И.Н. Фикобилипротеины. Москва: ВИНИТИ, 1990. 193 c.
11. Геворгиз Р.Г. Количественное определение массовой доли хлорофилла а в сухой биомассе Spirulina (Arthrospira) platensis North. Geitl: учебно-методическое пособие. Севастополь, 2017. 11 с. URL: item.asp?id=46527794. EDN: CCKHFN
12. Геворгиз Р.Г., Нехорошев М.В. Количественное определение массовой доли суммарных каротиноидов в сухой биомассе Spirulina (Arthrospira) platensis North. Geitl: учебно-методическое пособие / РАН, Ин-т морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского. Севастополь, 2017. 12 с. (Препринт / РАН, ИМБИ). URL: item.asp?id=44180447. EDN: ZOQMPJ
13. Merzlyak M.N., Naqvi K.R. On recording the true absorption and the scattering spectrum of a turbid sample: Application to cell suspensions of the cyanobacterium Anabaena variabilis // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2000. Vol. 58, Issues 2-3. Pp. 123-129. DOI: 10.1016/S1011-1344(00)00114-7 EDN: LFVJHL
14. Клочкова В.С., Лелеков А.С., Гудвилович И.Н. Динамика концентрации хлорофилла а и B-фикоэритрина в культуре Porphyridium purpureum в условиях светового и углеродного лимитирования // Актуальные вопросы биологической физики и химии. 2022. Т. 7, № 4. С. 534-540. DOI: 10.29039/rusjbpc.2022.0556 EDN: TZNENW
15. Гуляев Б.А., Литвин Ф.Ф. Первая и вторая производная спектра поглощения хлорофилла и сопровождающих пигментов в клетках высших растений и водорослей при 20 ◦C // Биофизика. 1970. Т. 15, № 4. С. 670-680. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/4990547/.
16. Hoepffner N., Sathyendranath S. Effect of pigment composition on absorption properties of phytoplankton // Marine Ecology Progress Series. 1991. Vol. 73, Issue 1. Pp. 11-23. URL: https://fliphtml5.com/pqff/hlfk.
17. Чернышев Д.Н., Клочкова В.С., Лелеков А.С. Разделение спектра поглощения культуры Porphyridium purpureum (Bory) Ross. в красной области // Вопросы современной альгологии. 2022. № 1 (28). С. 25-34. URL: http://www.algology.ru/1777?ysclid=lsx2qj84fd245034257; item.asp?id=49416344. DOI: 10.33624/2311-0147-2022-1(28)-25-34 EDN: IOAUMG
18. Jeffrey S.W., Mantoura R.F.C., Wright S.W. Phytoplankton pigments in oceanography: guidelines to modern methods. UNESCO, 1997. 661 p. URL: https://typeset.io/papers/phytoplankton-pigments-in-oceanographyguidelines-to-modern-1nz2k808fz?ysclid=lsx319hon763087631.
19. Myers J., Graham J.R., Wang R.T. On spectral control of pigmentation in Anacystis nidulans (Cyanophyceae). // Journal of Phycology. 1978. Vol. 14, Issue 4. Pp. 513-518. DOI: 10.1111/j.1529-8817.1978.tb02478.x
20. Arnon D.I., McSwain B.D., Tsujimoto H.Y., Wada K. Photochemical activity and components of membrane preparations from blue-green algae. I. Coexistence of two photosystems in relation to chlorophyll a and removal of phycocyanin // Bioch. Biophys. Acta. 1974. Vol. 357, Issue 2. Pp. 231-245. DOI: 10.1016/0005-2728(74)90063-2
Выпуск
Другие статьи выпуска
Найдена точная динамика модели, состоящей из двух двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой электромагнитного поля идеального резонатора посредством вырожденных рамановских переходов, для когерентного и теплового состояний поля. Точное решение использовано для расчета атом-атомной отрицательности. Показано, что для сепарабельных начальных состояний атомов их взаимодействие с полем резонатора не приводит к возникновению атом-атомного перепутывания. Найдено, что для белловских начальных состояний атомов в случае когерентного поля резонатора имеет место эффект мгновенной смерти перепутывания для больших средних значений числа фотонов, в то время как для теплового шума указанный эффект отсутствует для любых интенсивностей резонаторного поля
В статье рассмотрено рождение J/ψ и ψ′ мезонов в рамках нерелятивистской квантовой хромодинамики и обобщенной партонной модели. Из имеющихся экспериментальных данных (√s =200 ГэВ и √s = 19.4 ГэВ) по рождению этих состояний чармония извлечены октетные непертурбативные матричные элементы и средние значения квадратов поперечных импульсов начальных партонов, которые далее использованы для предсказания сечения рождения неполяризованных чармониев и поляризации J/ψ и ψ′ при энергии √s = 27 ГэВ ускорителя NICA.
В данной статье мы исследовали динамику систем двух и трех идентичных кубитов, резонансно взаимодействующих с выделенной модой общего теплового поля резонатора без потерь. Нами найдено решение квантового временного уравнения Лиувилля для различных трех- и двухкубитных перепутанных состояний кубитов. На основе указанных решений проведено вычисление критерия перепутанности кубитов - степени совпадения. Результаты численного моделирования степени совпадения показали, что увеличение среднего числа фотонов в моде приводит к уменьшению максимальной степени перепутывания. При этом показано, что двухкубитное перепутанное состояние более устойчиво по отношению к внешнему шуму, нежели трехкубитные перепутанные состояния Гринбергера - Хорна - Цайлингера (GHZ). При этом истинно перепутанное GHZ-состояние более устойчиво к шуму, чем GHZ-подобное перепутанное состояние.
Представлен комплекс программ моделирования построения последовательности энергетических зон гетеропереходов для анализа распределения носителей зарядов в гетероструктуре и внутренних характеристик, описания процессов переноса и аккумулирования заряда. Использовались аналитическая система Wolfram Mathematica и язык программирования Delphi. Основными элементами материалов задаются полупроводники, металлы контактных структур и области инжекции неравновесных носителей. Программы позволяют определять конструктивные характеристики материалов, активных зон и областей пространственного заряда, вычислять квазиуровни Ферми и встроенные потенциалы, а также эффективность гетероструктур в целом и для разделения-сбора заряда, эмиссии высокоэнергетичных бета-электронов и генерации неравновесных носителей заряда в активной области пространственного заряда, накопления заряда, определения типов барьерных гетеропереходов и типа металлизации контактности барьерного или омического, в том числе для устройств в интегральном исполнении. Программа и результаты могут быть использованы для определения свойств полупроводниковых гетероструктур в разработках преобразователей энергии и датчиков в фото- и бетавольтаике.
Рассматривается задача о деформировании под действием равномерного давления круговой пластины, сопряженной с массивным основанием, при этом условие сопряжения пластины с основанием моделируется использованием граничных условий типа обобщенной упругой заделки, т. е. связи изгибающего момента и усилий на краю пластины со смещениями и углом поворота посредством матрицы податливости. Основной целью работы является исследование влияния упругости заделки на упругий отклик пластины. Решение задачи получено в постановке линейной теории пластин, теории мембран в приближении однородности продольных усилий и теории Феппля - фон Кармана, также в приближении предположения однородности продольных усилий. Значения коэффициентов матрицы податливости получены с помощью метода конечных элементов для вспомогательной задачи и сравнены со значениями коэффициентов, полученных для близких задач аналитическими методами. Численные результаты получены для пластины из алюминия на кремниевом основании. Проведено сравнение полученного решения с решением, полученным для условия жесткой заделки для всех трех использованных моделей. Показано, что в случае больших прогибов (несколько толщин пластины) учет податливости заделки становится существенным.
An analytical method of solving the wave equation describing the oscillations of systems with moving boundaries is considered. By changing the variables that stop the boundaries and leave the equation invariant, the original boundary value problem is reduced to a system of functional-difference equations, which can be solved using direct and inverse methods. An inverse method is described that makes it possible to approximate quite diverse laws of boundary motion by laws obtained from solving the inverse problem. New particular solutions are obtained for a fairly wide range of laws of boundary motion. A direct asymptotic method for the approximate solution of a functional equation is considered. An estimate of the errors of the approximate method was made depending on the speed of the boundary movement.
В статье рассматривается математическая модель малой ветроэнергетической установки Дарье. Данная установка представляет собой тип ветряной турбины с вертикальной осью, названной в честь ее изобретателя Жоржа Жана Мари Дарье. Конструкция представляет собой вертикально ориентированный вал с прикрепленными к нему изогнутыми лопастями или аэродинамическими профилями, образующими форму, похожую на венчик для яиц. В современном мире ветроэнергетика выступает как важнейший столп перехода к возобновляемым источникам энергии. Эта технология содействует снижению выбросов углерода и смягчению воздействия человечества на окружающую среду. В данном контексте ветроэнергетика превращается не только в средство снабжения электроэнергией, но и в мощный катализатор для построения более экологически устойчивого и энергоэффективного будущего. Исследуется уравнение стационарных режимов при значении внешнего сопротивления динамической модели, заданного простейшим уравнением. Найдены условия, при которых в системе наблюдаются релаксационные колебания.
В данной статье рассмотрен класс эллиптических уравнений второго порядка дивергентной структуры с неравномерным степенным вырождением. Подход, используемый в настоящей статье, основан на том, что скорости вырождения собственных чисел матрицы ||aij(x)|| (функции λi(x)) являются не функциями необычной нормы |x|, а некоторого анизотропного расстояния |x| a-. Предполагается, что задача Дирихле для таких уравнений разрешима в классическом смысле при любой непрерывной граничной функции в любой нормальной области Ω. Для слабых решений получены оценки вблизи граничной точки решений задачи Дирихле, функции Грина для неравномерно вырождающихся эллиптических уравнений второго порядка.
Статья посвящена памяти доктора физико-математических наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ Владимира Ивановича Астафьева, профессиональная деятельность которого более 35 лет связана с Самарским университетом. Научная, педагогическая и организаторская деятельность В.И. Астафьева во многом определяла и будет определять образовательную деятельность и научные направления, развиваемые на механико-математическом факультете. Его безграничная преданность университету, широкое и глубокое образование, высокая математическая культура позволили В.И. Астафьеву воспитать целую плеяду ученых и профессоров, работающих сейчас в университете.
Издательство
- Издательство
- Самарский университет
- Регион
- Россия, Самара
- Почтовый адрес
- 443086, Самара, Московское шоссе, 34,
- Юр. адрес
- 443086, Самара, Московское шоссе, 34,
- ФИО
- Богатырев Владимир Дмитриевич (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@ssau.ru
- Контактный телефон
- +7 (846) 3351826
- Сайт
- https://www.ssau.ru/