Изучены субдоплеровские резонансы, формируемые при сканировании частоты лазера в области перехода 4S_1/2→4P_1/2 на длине волны 770 нм в парах атомов K, помещенных в наноячейку. При толщинах паров атомов L = λ/2 = 385 нм и L = λ = 770 нм в спектре пропускания формируются субдоплеровские резонансы, которые расположены на несмещенных атомных переходах F_g = 1, 2→F_e = 1, 2, при этом амплитуды резонансов, наблюдаемых в наноячейке, пропорциональны амплитудам вероятностей соответствующих переходов. Показано, что наноячейка с толщиной паров L = λ = 770 нм может применяться как удобный частотный репер, привязанный к несмещенным частотам атомных переходов. Продемонстрированы преимущества предлагаемого частотного репера перед распространенным частотным репером на основе техники насыщенного поглощения.

Изучена сольватохромия полиметиновых (цианиновых) красителей (ПК) для выявления влияния свойств растворителя на их спектральные характеристики. С этой целью измерены спектры поглощения и флуоресценции ПК различных классов в растворителях различной природы (от сильнополярных до неполярных и от протонодонорных до апротонных). На основе полученных экспериментальных результатов и имеющихся литературных данных установлена корреляция максимумов поглощения и флуоресценции ПК (ν_погл и ν_фл) с полярностью (диэлектрической проницаемостью ε) и поляризуемостью (показателем преломления n) растворителя. Показано, что значения ν_погл и ν_фл плохо коррелируют с функцией Бейлисса f(n²) = (n² – 1)/(2n² + 1), однако хорошие линейные корреляции достигаются при комбинировании функции Бейлисса с функциями диэлектрической проницаемости растворителя f(ε) или ϕ(ε) в виде f(n²) + αf(ε) или f(n²) + αf(ε) (где f(ε) = (ε – 1)/(2ε + 1) и ϕ(ε) = (ε – 1)/(ε + 2)). Такие корреляции обнаружены для симметричных ПК — карбо-, дикарбо- и частично трикарбоцианинов и монометинов. При этом не обнаружено существенного влияния на такие корреляции протонодонорной способности или нуклеофильности растворителя. Сделан вывод, что поляризуемость и полярность растворителя являются доминирующими факторами, определяющими спектральные сдвиги симметричных ПК. Полученные результаты создают основу для использования симметричных ПК в качестве зондов и сенсоров полярности/поляризуемости молекулярного окружения в различных системах с потенциальным применением в биохимии, биофизике и других областях.

Теоретически рассмотрены возможные механизмы широкополосной структурной люминесценции в полосе прозрачности неупорядоченных широкозонных диэлектриков для случая электронных переходов на глубоколежащих уровнях собственных структурных дефектов типа валентно-альтернативных пар в v-SiO₂. Установлено, что основным является механизм “близнецовой” рекомбинации носителей на глубоколежащих уровнях валентно-альтернативных пар. Показано, что сопутствующие механизмы могут быть связаны с поляронными эффектами на изолированных центрах и явлениями на делокализованных дефектных состояниях.

Получены кристаллические люминесцирующие комплексные соединения европия(III) с гексафторацетилацетоном, трифторуксусной кислотой и 2,2ʹ-дипиридилом. Изучены люминесцентные свойства и кинетика фотораспада комплексных соединений европия(III) в полиэтилене высокого давления. Показано, что более фотоустойчивым является гексафторацетилацетонат европия(III) с 2,2ʹ-дипиридилом. Установлено, что спектры фотолюминесценции обусловлены f–f-переходами иона европия(III).

Изучены спектры фотолюминесценции (ФЛ) и спектры возбуждения ФЛ (ВФЛ) микрокристаллических порошков тиогаллатов CaGa₂S₄:5%Tm,5%Yb и CaGa₂S₄:5%Tm при комнатной температуре. Спектры ВФЛ измерены в диапазоне 240—850 нм, спектры ФЛ — в диапазоне 400—2100 нм при возбуждении в УФ и фиолетово-голубой областях. В качестве образца для сравнения свойств использован микрокристаллический порошок оксихлорида гадолиния GdOCl:Tm5%, в котором ионы тулия находятся в трехвалентном состоянии (Tm³⁺). Установлено, что в тиогалатах ионы тулия присутствуют и в двух-, и в трехвалентном состояниях (Tm²⁺ и Tm³⁺), при этом поглощение энергии возбуждения в кристалле CaGa₂S₄:5%Tm обеспечивается в основном за счет перехода 4f–5d иона Tm²⁺, а в соединении CaGa₂S₄:5%Tm,5%Yb — дополнительно за счет образования состояний с переносом заряда от атомов лиганда CaGa₂S₄ к ионам Yb³⁺. Показано, что в кристаллах CaGa₂S₄:5%Tm, соактивированных ионами Yb³⁺, эффективность ФЛ многократно возрастает по сравнению с несоактивированными кристаллами, а диапазон эффективного возбуждения расширяется до 530 нм.

Рассмотрены изменения спектров люминесценции и возбуждения люминесценции прикластерных радиационных центров окраски в нанокристаллах фторидов натрия, магния и лития при изменении размеров нанокластеров, около которых локализованы центры. Исследованы смещения полос люминесценции прикластерных центров при изменении температуры хранения образцов до и после радиационного облучения. Определены сдвиги и ширины полос люминесценции и возбуждения люминесценции после теплового отжига образцов, когда размеры нанокластеров уменьшаются. Найден метод увеличения размера нанокластеров и изучено влияние этого увеличения на спектры исследуемых нанокристаллов.

Исследованы оптические свойства поликристаллов лютеция при комнатной температуре. Оптические постоянные измерены эллипсометрическим методом на спектральном светодиодном эллипсометре SPEL-7LED (Россия) в области 277—1000 нм. По измеренным величинам показателя преломления и коэффициента поглощения рассчитаны дисперсионные зависимости световой проводимости σ, отражательной способности R, мнимой и действительной частей диэлектрической проницаемости ε₁, ε₂, функции характеристических потерь энергии электронов Im(ε)^–1. Обнаружено, что межзонные переходы электронов оказывают значительное влияние на оптические свойства лютеция в твердом состоянии. В спектрах световой проводимости лютеция наблюдаются две полосы поглощения с максимумами при энергии фотонов 1.86 и 3.11 эВ, связанные с межзонными переходами.

Недостатком существующих методов количественного определения содержания графена является ограниченность их применения для анализа многокомпонентных полиморфных смесей, включающих в себя твердую аморфную, графитовую и графеновую фазы. Исследована возможность количественного определения графена в смеси с аморфными формами углерода по светлоте цвета в колориметрической системе CIELAB. В качестве объектов выбраны образцы графена, полученные методом химической эксфолиации, смешанные с аморфным углеродом. Установлено, что количество графена связано со светлотой цвета в системе CIELAB линейной зависимостью. Обнаруженные закономерности проверены на модельных смесях и подтверждаются статистической обработкой данных. Практическое использование наблюдаемого явления в технологии углеродных материалов заключается в возможности приближенной оценки содержания графена в смеси, содержащей другие модификации углерода.

Методами рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) и электронного парамагнитного резонанса исследованы фазовый состав, состояние поверхности и природа парамагнитных центров в образце MAX-фазы Cr₂TiAlC₂, полученной спеканием в вакууме при 1300 ^oС спрессованных порошков Cr, Al, TiC, С. По данным рентгеновской дифракции основной является МАХ-фаза 312 (Cr_2/3Ti_1/3)₃AlC₂ с примесями Cr_1.5Ti_0.5AlC, Cr₂AlC, α-Al₂O₃, карбидов и оксидов хрома. Методом РФЭС установлено, что на поверхности образца преобладают оксид алюминия и окисленные состояния титана и хрома, при этом соотношение Ti⁴⁺/Ti³⁺/Ti²⁺ = 1.58/1.0/1.08, содержание Cr³⁺ превышает содержание Cr⁶⁺ более чем в три раза. Изучена природа парамагнитных центров в образце (Cr_2/3Ti_1/3)₃AlC₂. Выявлены электронные дефекты и дырочные центры О^– и Cr³⁺ в различных оксидных матрицах приповерхностных слоев, что может иметь важное значение для электронной проводимости и магнитных свойств.

Методом компьютерного моделирования установлены характеристики взаимодействия ускоренных ионов ксенона с энергией 3.2 МэВ/нуклон с пленками терморадиационно-модифицированного политетрафторэтилена (ТРМ-ПТФЭ) толщиной 100 мкм. Установлено, что в процессе радиолиза первоначально однородный образец ТРМ-ПТФЭ превращается в слоистую структуру, включающую в себя зоны интенсивного и частичного радиолиза, а также слой неповрежденного полимера. Рассчитаны характеристики пространственного распределения ионизационных потерь и поля поглощенных доз в области радиационных повреждений вокруг латентного трека иона ксенона. Изучены оптические свойства пленок ТРМ-ПТФЭ толщиной 100 мкм, подвергнутых воздействию ионов ксенона с энергией 3.2 МэВ/нуклон до флюенса 1.08 · 10⁶ см^–2. В оптических спектрах ТРМ-ПТФЭ зарегистрированы максимумы поглощения при 206 и 476 (374, 578) нм, происхождение которых может быть связано с изолированными двойными связями и полиеновыми структурами, содержащими 14 сопряженных двойных связей, соответственно. Обнаружена радиационно-индуцированная интерференция, возникновение которой может быть связано с образованием слоя радиационного повреждения толщиной 0.34—0.39 мкм, который может находиться на расстоянии до ~36 мкм от поверхности образца ТРМ-ПТФЭ. Сделан вывод о наличии корреляции между прогнозными оценками радиационно-индуцированных изменений оптических свойств пленок ТРМ-ПТФЭ и экспериментальными данными.

Методами спектрофотометрии и флуориметрии исследовано образование комплексов включения бифлуорофора (6-FAM)₂ с α-, β- и γ-циклодекстринами в фосфатном буферном растворе (pH 9.0). Определены константы ассоциации и изменения энергии Гиббса для стехиометрии 1:1. Наибольшая константа ассоциации наблюдается для комплекса (6-FAM)₂ с β-циклодекстрином, что объясняется оптимальным пространственным соответствием размеров гостевой молекулы и полости хозяина. Показано влияние комплекса включения (6-FAM)₂/β-ЦД на флуоресцентный отклик системы в присутствии белка (бычьего сывороточного альбумина).

С использованием метода гиперспектральной визуализации исследованы онтогенетические и теплоиндуцированные изменения спектров отражения листовых пластинок проростков Hordeum vulgare L. разных возрастных групп в видимой и ближней ИК областях. Обнаружено, что по мере роста первого листа отражение света в ближней ИК-области уменьшается, структура мезофилла становится менее уплотненной. Поглощение хлорофилловых пигментов повышается с 4- до 7-дневного возраста, затем снижается. Воздействие повышенной температуры (40 °С, 3 ч, освещение 120 мкмоль квантов · м^–2 · с^–1) незначительно влияет на коэффициенты отражения в ближней ИК-области листьев 4- и 7-дневных проростков, но существенно снижает плотность листовой пластинки в 11-дневных растениях. В то же время поглощение хлорофилловых пигментов достоверно снижается в 4- и 11-дневных проростках и не изменяется в 7-дневных листьях после нагревания. Поглощение света молекулами воды в исследуемых проростках всех возрастных групп после теплового воздействия существенно не изменялось. Проведен сравнительный и корреляционный анализ восьми наиболее часто используемых вегетационных индексов. Обнаружено, что тепловое воздействие приводит к существенному снижению фотохимического индекса отражения (PRI) в 4-дневных листьях и нормализованного вегетационного индекса красной границы (NDVI705) в 11-дневных проростках, а также к росту структурного индекса интенсивности пигментов (SIPI) в 11-дневных растениях. Данные вегетационные индексы предложено использовать для оценки теплового стресса у растений.

Рассмотрены возможности методов спектроскопии комбинационного рассеяния света (КР) и фотолюминесценции (ФЛ) для изучения материалов энергетики (анализа фазового состава, оценки совершенства кристаллической структуры и стабильности широкого круга материалов, изучения электродов для металл-ионных батарей, тестирования фотостабильности устройств фотовольтаики и т. д.). В частности, показана возможность оценки качества материала по спектральной ширине линии в спектре КР и интенсивности экситонной линии в спектре ФЛ, определения коррозионной стойкости, установления поведения электродов для металл-ионных батарей при их электрохимической поляризации методом operando КР-спектроскопии, установления фотоиндуцированных процессов, протекающих в солнечных элементах, путем совместной регистрации спектральных и фотоэлектрических характеристик и их эволюции при освещении.

Методы машинного обучения (метод главных компонент, регрессия на опорные вектора и метод частичных наименьших квадратов) применены для калибровки температуры по спектрам ап-конверсионной флуоресценции Ho³⁺ в алюмофторидных стеклах в диапазонах длин волн 505—560 и 605—670 нм для интервала температур 30—105 °С наряду с традиционным ратиометрическим методом. Среди рассмотренных методов лучшие калибровочные модели получены методом частичных наименьших квадратов с поиском комбинации движущихся окон в спектрах флуоресценции стекла 95MgCaSrBaYAl₂F₁₄-5Ва(РО₃)₂:5%Yb³⁺,0.1%Ho³⁺. Достигнутые методами машинного обучения абсолютная чувствительность калибровки температуры 0.021 К^–1 и неопределенность оценки температуры 0.12 К существенно превышают характеристики ратиометрического метода.

Представлены результаты работы по созданию многоволнового ТЕА-лазера с селективным дисперсионным резонатором, обеспечивающим многоволновую генерацию в ближнем и среднем ИК-диапазонах (1.1—3.5 и 9.2—10.8 мкм). Использование комбинированной газовой смеси, включающей в себя молекулы CO2 и инертные газы (Xe, Kr, Ar, Ne), позволяет реализовать высококачественное излучение с узкими спектральными линиями, необходимыми для прикладной спектроскопии и дистанционного газоанализа. Разработанная оптическая схема с дифракционной решеткой и блокирующими узлами обеспечивает быстрое (0.2 с) последовательное переключение между спектральными линиями генерации, что позволяет эффективно достичь так называемого эффекта “замороженной атмосферы” при измерениях. Предложенный подход значительно упрощает конструкцию и повышает надежность многоволновых газоанализаторов, расширяя их функциональные возможности при одновременном снижении стоимости и габаритов. Разработанный лазер может стать перспективным источником излучения для дистанционного зондирования атмосферы и определения концентраций таких газов, как CO₂ и NH₃.

С использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света in situ установлен химический механизм взаимодействия оксида гадолиния с расплавленной фторидной смесью FLiNaK — перспективной средой для пирохимической переработки отработавшего уран-гадолиниевого оксидного ядерного топлива. Высокотемпературные спектральные исследования, дополненные результатами рентгенофазового анализа, показали протекание необратимой гетерогенной реакции Gd₂O_3mв + 2LiF_р-р→2GdOF_mв + Li₂O_р-р. Установлено влияние температуры на кинетику и полноту протекания реакции: при повышении температуры процесс взаимодействия протекает быстрее, равновесное содержание оксида Gd₂O₃ уменьшается, а оксифторида GdOF увеличивается. Показано, что продукт реакции (оксифторид гадолиния GdOF) образует ромбоэдрическую R3m кристаллическую модификацию. Установлено отличие реакционной способности оксида Gd₂O₃ по сравнению с оксидом La₂O₃ во фторидном расплаве FLiNaK.

Методом твердофазной реакции получен LaAlO₃, легированный различными концентрациями ионов Dy³⁺. Оптимальное излучение фотолюминесценции (ФЛ) наблюдалось при концентрации легирующей примеси 3.0 мол.%. Критическое расстояние между активаторами для оптимального случая ФЛ 3.330 Å. Наблюдались пики ФЛ с центрами 478, 494 нм и 590, 615 нм, которые отнесены к переходам ⁴F_9/2→⁶H_15/2 и ⁴F_9/2→⁶H_13/2 ионов Dy³⁺ соответственно. Формы кривой термолюминесценции для различных случаев указывают на существование кинетики второго порядка с более глубокими ловушками и энергиями активации в диапазоне 0.44—0.46 эВ.

Предложена композитная наноструктура для обнаружения дипиколината (DPA) с использованием люминесцентного металлорганического каркаса (MOF) в качестве опорной решетки и органического красителя, полученного из бенгальского розового, в качестве сенсорного зонда. Композитная структура охарактеризована с помощью рентгеновской дифракции, ИК-спектроскопии, термогравиметрического анализа и фотофизического анализа. Выявлены два возможных пути детектирования: колориметрическое детектирование на основе спектров поглощения и ратиометрическое флуоресцентное детектирование на основе спектров излучения. Механизм детектирования состоит из комбинации включения излучения красителя, вызванного DPA, и выключения излучения Eu, вызванного процессом переноса энергии. Для обоих путей детектирования наблюдались линейные отклики и хорошая селективность с пределом обнаружения LOD = 2.2 мкМ. Преимущество данной композитной структуры заключается в ее способности к визуальному обнаружению и наличии двух сенсорных путей с линейными откликами.

Недейтерированный растворитель (H₂O) использован для количественного определения ципрофлоксацина (ЦИП) методом количественной ядерно-магнитной резонансной спектроскопии (ЯМР). В качестве внутреннего стандарта для решения задачи абсолютного интегрирования сигналов в спектрах ЯМР использован п-нитрофенол. Результаты количественного определения сравнивались с полученными методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и анализировались с помощью дисперсионного анализа. Показано, что регрессионная модель является значимой (F = 37515.62, p < 0.001), а фактическое количество аналита является мощным предиктором количественной концентрации. Результаты дисперсионного анализа (ANOVA) показали, что для количественного анализа ципрофлоксацина использование простой воды в качестве растворителя в методе количественной ЯМР-спектроскопии столь же эффективно, как и метод ВЭЖХ. Рассматриваемый метод компенсирует недостатки метода ВЭЖХ для количественного измерения ципрофлоксацина, а использование п-нитрофенола позволяет преодолеть проблему абсолютного интегрирования сигналов, связанных со спектрами ЯМР.

Представлена аналитическая методика количественного определения элементного состава образцов зубов с использованием ослабления низкоэнергетических фотонов в диапазоне 10–150 кэВ. Метод основан на сильной зависимости фотоэлектрического эффекта от атомного номера (Z), что позволяет точно идентифицировать и количественно определять основные компоненты (Ca, P) и микроэлементы (Na, Mg). Образцы зубов людей различных демографических групп проанализированы с помощью ϒ-спектрометра на основе высокочистого германия (HPGe), настроенного на высокое энергетическое разрешение при низких энергиях фотонов. Экспериментальные коэффициенты массового ослабления подтверждены как моделированием методом Монте-Карло в Geant4, так и базой данных XCOM. Продемонстрировано хорошее соответствие с отклонениями ≤5%. Методика обладает явными преимуществами по сравнению с чувствительными к поверхности методами получения усредненных данных об элементном составе.

Светодиоды (PLED) на основе полимера поли(9,9-ди-н-октилфлуоренил-2,7-диила) (PFO) синтезированы с использованием толуола и тетрагидрофурана (THF). PLED на основе PFO получены методом ракельного нанесения на полианилин (изумрудное основание) (PANI)/ITO, после чего исследованы структурные, морфологические, топографические и электрические свойства полимерных пленок. Изучены химические связи, спектры поглощения и фотолюминесценции (ФЛ) образцов, а также влияние растворителя-прекурсора на характеристики PLED на основе PFO. Показано, что пленка из толуола и PFO (с более высокой вязкостью и шероховатостью поверхности) демонстрирует более высокую интенсивность ФЛ. Полярность влияет на длину волны излучения, вызывая сдвиг в красную сторону спектра ФЛ в пленке из THF и PFO, что объясняется более высоким индексом полярности. Установлено, что давление пара вызывает переключение интенсивности ФЛ для обоих PLED на основе PFO. Результаты также выявили низкое качество цветопередачи в зеленом излучении в диапазоне 2.2–2.4 эВ. Растворитель-прекурсор для синтеза PFO можно рассматривать как фактор, регулирующий излучение PLED на основе PFO.

Разработан и охарактеризован обратимый флуоресцентный зонд со специфическим распознаванием Cu^2⁺ для обнаружения клеток и биовизуализации. По сравнению с другими катионами в растворе, зонд продемонстрировал исключительную селективность и чувствительность к Cu^2⁺. Взаимодействие между зондом и Cu^2⁺ ускорило процесс раскрытия кольца, что привело к появлению новой полосы излучения при 525 нм в определенном диапазоне pH. Обнаруженная сильная линейная зависимость между интенсивностью флуоресценции и концентрацией Cu^2⁺ в диапазоне 0.0–1.0 эквивалента с пределом обнаружения 4.52 мкМ. Зависимости Джоба и анализ ИК-спектра показали, что зонд образует комплекс с Cu^2⁺ в соотношении 1:1. Показано также, что зонд обладает хорошей биосовместимостью и может эффективно использоваться для визуализации клеток на наличие Cu^2⁺. На основании этого можно разработать и изготовить обратимые флуоресцентные зонды, специфичные для Cu^2⁺, с хорошими характеристиками флуоресцентного отклика и объединить их с технологией флуоресцентной спектроскопии для точного количественного определения Cu^2⁺ в сложных образцах.

Разработан флуоресцентный зонд на основе перилена с эффектом выключения для обнаружения тетрациклиновых антибиотиков (ТЦ) с использованием наночастиц золота. ТЦ непосредственно участвуют в восстановлении хлорауриновой кислоты с образованием атомов золота, которые впоследствии нуклеируются и собираются в наночастицы (ТЦ-AuNPs). Благодаря перекрытию между поглощением ТЦ-AuNPs и флуоресценцией периленового зонда (PDI) разработан метод флуоресцентного анализа с эффектом внутреннего фильтра (IFE). Максимумы флуоресценции PDI при 550 и 591 нм гасятся ТЦ-AuNPs в процессе IFE. Метод демонстрирует высокую чувствительность с пределом обнаружения 2.4 мкМ и селективность по отношению к распространенным мешающим веществам. Предлагаемый метод флуоресцентного анализа с эффектом внутреннего фильтра использован для обнаружения ТЦ в реальных образцах воды.

Пленки легированного цинком SnO₂ (Zn/Sn = 0.03) синтезированы методом золь-гель трафаретной печати и спечены при 450°C в течение 10 мин. Результаты рентгеновской дифракции подтвердили поликристаллические характеристики и однофазную тетрагональную конфигурацию синтезированных пленок. Наличие ионов Sn, O и Zn подтверждено энергодисперсионным рентгеновским анализом. По результатам анализа УФ-видимой области энергия запрещенной зоны (прямой переход) составила 3.62 эВ. Анализ методом Холла показал n-тип проводимости пленок, характеризующихся удельным сопротивлением 1.03 x 10^-3 Ом · см.

Наночастицы сульфида меди (CuS) получены методом контролируемого гидротермального синтеза и охарактеризованы с использованием сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), рентгенодифракционного анализа (РД), спектроскопии диффузного отражения в УФ-видимой области, дифференциального термического анализа и измерения фотолюминесценции. СЭМ показала наличие наночастиц, а данные энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии подтвердили существование серы и меди в качестве основных компонентов синтезированных материалов. Согласно кристаллографическому исследованию с помощью РД, средний размер частиц составил 18.07 нм. Образец имеет гексагональную кристаллическую структуру с 12-кратной координационной геометрией. Наноструктуры CuS продемонстрировали характерное оптическое поглощение в УФ-спектре с особенностями поглощения в диапазоне 150–500 нм, что позволило рассчитать оптическую ширину запрещенной зоны 2.19 эВ. Спектр фотолюминесценции демонстрирует излучение на длине волны 503 нм, что указывает на характерное синее излучение в синтезированных материалах. Термическая характеристика показала стабильность материала в диапазоне температур 300–400°C, при этом экзотермическое поведение наблюдается при 342°C и сопровождается выделением тепла в количестве 50.5 мкВ.

Для обеспечения более быстрой и экономичной альтернативы элементной визуализации разработана система высокоскоростной визуализации методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии, в которой интегрированы волоконный лазер с высокой частотой повторения импульсов, гальванометрический сканер, F-Theta линза и высокоскоростной спектрометр. Путем оптимизации параметров прибора и лазера/спектрометра спектральный сигнал значительно улучшен по сравнению с полученным с помощью исходной системы. Пределы обнаружения для Cu, Mg, Mn, Si и Cr составили 422.6, 361.3, 256.4, 481.9 и 300.3 мкг/г соответственно. После настройки параметров гальванометрического сканера достигнута максимальная частота дискретизации пикселей 2013 Гц. С помощью системы визуализации исследован реальный образец горной породы, в результате определено распределение девяти элементов – Mg, Al, Si, K, Li, O, Sr, Fe и Na – в соответствии с различными цветовыми областями на изображениях, что подтверждает работоспособность разработанной высокоскоростной системы визуализации.

Разработаны УФ-спектрофотометрические и ВЭЖХ-методы для одновременного количественного определения эмпаглифлозина и лозартана в синтетической комбинированной лекарственной форме с фиксированной дозой. Помимо валидации методов проведена оценка устойчивости и сложности для обоснования выбора метода для рутинного фармацевтического анализа. УФ-спектрофотометрический метод основан на подходе с использованием отношения Q-поглощения при длинах волн 225 и 239.20 нм. Метод ВЭЖХ использует колонку C18 с подвижной фазой, состоящей из ортофосфорного буферного раствора (pH 3.0) и ацетонитрила (50:50, об/об) при скорости потока 1.0 мл/мин и детектировании при 217 нм. Оба метода валидированы в соответствии с рекомендациями ICH Q2(R2). Дополнительная оценка проведена с использованием индексов BAGI и CACI для оценки экологичности и эффективности процедуры. Оба метода продемонстрировали превосходную линейность (r² > 0.996), точность (%RSD < 2) и степень извлечения в пределах допустимого диапазона 98–102%. УФ-метод получил хорошие оценки по экологической устойчивости (BAGI = 82.5) и практической простоте (CACI = 74) по сравнению с методом ВЭЖХ (BAGI = 72.5, CACI = 77). Результаты анализа подтверждают точность обоих методов для одновременного определения эмпаглифлозина и лозартана без помех со стороны вспомогательных веществ. Оценка экологичности разработанных методов дополнительно подтверждает, что УФ-метод более устойчив и эффективен, в то время как метод ВЭЖХ предпочтителен там, где требуется более высокая чувствительность или автоматизация.

Исследованы оптические и фотолюминесцентные (ФЛ) свойства жидкокристаллического (ЖК) соединения, подобного p-n-нонилоксибензойной кислоте (9OBA), с дисперсией наночастиц оксида цинка (НЧ ZnO) в различных концентрациях (0.5–2 мас.%). Оптическое поглощение показывает максимум для чистой 9OBA при 240 нм, который смещается до 238 нм при дисперсии 1 мас.% НЧ ZnO. Исследования ФЛ показывают два максимума при 362 и 588 нм для чистой 9OBA и 389 нм для диспергированных НЧ ZnO. Максимум при 389 нм соответствует излучению вблизи края зоны свободных экситонов, тогда как максимум при 588 нм указывает на излучение глубоких уровней, обусловленное точечными дефектами, такими как вакансии и междоузлия в запрещенной зоне. Для приготовленных образцов измерены показатели преломления, двулучепреломление и дисперсионная способность, которые улучшаются за счет дисперсии НЧ ZnO в ЖК-соединении 9OBA. Измеренные показатели преломления аппроксимируются двух- и трехкоэффициентными моделями Коши. Результаты свидетельствуют об улучшении свойств материала, что полезно для дисплейных технологий.

Измерены концентрации химического потребления кислорода (ХПК), нитратов, аммонийного азота, общего азота (ОА) и общего фосфора (ОФ) на основных этапах очистки городских сточных вод с использованием комбинированной спектральной методики, объединяющей трехмерную флуоресцентную спектроскопию и спектроскопию поглощения в УФ-видимой области, в сочетании с методом выбора однопараметрических признаков. Трехмерные флуоресцентные спектры (спектры возбуждения-излучения матрицы, EEM) и спектры поглощения в УФ-видимой области образцов воды получены на входе, в анаэробном резервуаре, аноксическом резервуаре, аэробном резервуаре, биохимическом резервуаре, вторичном отстойнике, высокоэффективном отстойнике, фильтре и на выходе из очистных сооружений. К исходным спектрам (необработанным трехмерным спектрам флуоресценции и необработанным спектрам поглощения УФ-видимого диапазона) применены методы предварительной обработки, в том числе стандартная нормализованная вариация (SNV), полная нормализация (Total), максимальная нормализация (Max) и нормализация min-max (Max-Min). С учетом различной реакции параметров качества воды на спектры флуоресценции и поглощения использованы множественные методы отбора признаков: конкурентная адаптивная перевзвешенная выборка (CARS), случайная лягушка (RF), исключение неинформативных переменных (UVE) и алгоритм последовательных проекций (SPA), для извлечения характерных длин волн флуоресценции и поглощения для каждого параметра качества воды. Показано, что предварительная обработка спектров на основе SNV и метод извлечения характерных длин волн на основе CARS дают наилучшие результаты многопараметрического прогнозирования качества воды в ключевых процессах очистных сооружений. Коэффициенты детерминации (R²) между прогнозируемыми и фактическими значениями ХПК, нитратов, аммонийного азота, общего азота и общего фосфора превышают 0.95. Метод может служить теоретическим руководством для быстрой диагностики эксплуатационной стабильности очистных сооружений.

Для решения проблемы недостаточной чувствительности существующих параметров фотосинтетической флуоресценции к типичным ингибиторам фотосистемы I (PSI) разработан комплексный параметрический индекс (CPI) для оценки биологической токсичности водных организмов, который основан на сегментированных характеристиках ингибирования кинетической кривой флуоресценции. CPI сравнивался с обычно используемыми параметрами флуоресценции хлорофилла: максимальным квантовым выходом фотосистемы II (F_v/F_m) и индексом эффективности на основе поглощения (PI_abs). Сравнение сосредоточено на трех ключевых аспектах: времени реакции на токсичность, чувствительности реакции и стабильности. Показано, что в отличие от F_v/F_m как CPI, так и PI_abs демонстрируют более короткое время реакции на токсичность и более высокую чувствительность реакции при воздействии типичных ингибиторов PSI и PSII. В связи с этим исследования сосредоточены исключительно на оценке репрезентативной эффективности этих двух параметров (CPI и PI_abs). Для ингибитора PSII атразина при использовании CPI и PI_abs в качестве параметров ответа пределы обнаружения (LOD) для кратковременного ингибирования (15 мин) составили 6.65 и 4.49 мкг/л, а для долговременного ингибирования (4 ч) — 2.22 и 2.44 мкг/л. Значительной разницы в чувствительности ответа между CPI и PI_abs в отношении ингибитора PSII не наблюдалось; однако в отношении ингибитора PSI параквата при использовании CPI и PI_abs для характеристики токсичности пределы обнаружения составили 0.68 и 1.21 мг/л для кратковременного ингибирования (15 мин) и 0.22 и 0.42 мг/л для долговременного ингибирования (8 ч). В частности, для ингибиторов PSI пределы обнаружения (LOD) CPI как для краткосрочного, так и для долгосрочного ингибирования на ~50% ниже, чем полученные с помощью PI_abs. Что касается стабильности токсического ответа, относительные стандартные отклонения (RSD) для ингибитора PSII атразина составили 5.15% (CPI) и 14.14% (PI_abs) после короткого воздействия в течение 15 мин и 4.43% (CPI) и 5.38% (PI_abs) после длительного воздействия в течение 4 ч. Для ингибитора PSI параквата RSD = 10.18% (CPI) и 32.79% (PI_abs) после 15 мин и 3.30% (CPI) и 13,54% (PI_abs) после 8 ч. Таким образом, CPI продемонстрировал превосходные показатели в обеспечении стабильности токсической характеристики для обоих репрезентативных ингибиторов. Показано, что CPI может эффективно применяться для высокочувствительного обнаружения биологической токсичности, вызванной ингибиторами PSI и PSII. Это не только решает проблему низкой чувствительности метода ингибирования фотосинтеза водорослей к ингибиторам PSI, но и обеспечивает важную параметрическую поддержку для унификации показателей токсического ответа, соответствующих ингибиторам PSI и PSII.