Эффекты воздействия терагерцового излучения на биологические объекты

• Автор: Рытик, Андрей Петрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ТЕРАГЕРЦОВОМ ДИАПАЗОНЕ

1.1 Специфика терагерцового диапазона частот

1.2 Техника и приборы терагерцового диапазона

1.3 Применение электромагнитного излучения терагерцового диапазона

1.3.1 Радиолокация

1.3.2 Радиосвязь

1.3.3 Радиоастрономия

1.3.4 Радиоспектроскопия

1.3.5 Диагностика плазмы

1.3.6 Неразрушающий контроль на основе применения волн терагерцового диапазона

1.4 Воздействие электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот на биологические объекты и области его применение в медицине
РАЗДЕЛ 2. МЕТОДЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ НА ФИЗИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДЫ
2.1 Панорамноспектрометрический комплекс
2.1.1 Программное обеспечение для управления выходным спектром генератора
2.2 Квазиоптические устройства для исследования воздействия на биосреды
2.2.1 Рупорная антенна
2.2.2 Делитель луча
2.2.3 Экранированная согласующая нагрузка
РАЗДЕЛ 3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ НА ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ
3.1 Исследование изменений функциональной активности тромбоцитов при воздействии электромагнитного излучения на частотах спектра газов метаболитов
3.2 Исследование влияния электромагнитного излучения на частотах спектра поглощения газаметаболита оксида азота на функциональную активность эритроцитов
3.3 Исследование терагерцового индуцированного межклеточного взаимодействия в системе форменных элементов крови
3.4 Изменение метаболических процессов в крови при воздействии электромагнитного излучения на частотах молекулярного спектра поглощения и излучения атмосферного кислорода
3.5 Выводы
РАЗДЕЛ 4. ВОЗ, ТЕР. ПРО ПАЛ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИИ ТЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ НА РОСТ КАРИОТИЧЕСКИХ КЛЕТОК КИШЕЧНОЙ ОЧКИ .1
4.1 Воздействие электромагнитного излучения на частотах из области спектра поглощения молекулярного кислорода на рост прокариотических клеток
4.2 Аппаратура и методы исследования
4.3 Результаты экспериментов и выводы
РАЗДЕЛ 5. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ДАФНИИ
5.1 Обоснование выбора объекта дафния экологический биотестобъект
5.2 Воздействие излучения терагерцового диапазона частот на функциональное состояние дафнии
5.3 Изменение функционального состояния дафнии при воздействии потока атмосферного воздуха, возбужденного электромагнитным терагерцовым излучением
5.4 Воздействие переменного магнитного поля и электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот на функциональное состояние дафнии
5.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В первом разделе диссертации описана специфика терагерцового диапазона, связанная с генерацией и передачей излучения, а также проведен критический анализ современных исследований, посвященных изучению влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на биообъекты. Здесь же определены основные проблемы, изученные недостаточно и требующие дальнейших исследований. Во втором разделе приведены параметры и описание панорамноспектрометрического комплекса, разработанного для использования в ТГцдиаиазоне и применявшегося для исследований. Отдельно приведены сведения о программном обеспечении, необходимом для решения задачи автоматизации управления выходным сигналом ТГцгенератора. Приведены структурная схема квазиоптического тракта и результаты расчета контактных устройств, для исследований воздействия на исследуемые объекты электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот. Все контактные усгройства и тракг были экранированы для исключения влияния внешних электромагнитных полей. В третьем разделе приведены результаты экспериментального исследования влияния низкоинтенсивного ТГцизлучения на частотах линий спектра газов метаболитов кислорода и оксида азота на функциональную акгивность форменных элементов крови. Показано, что при воздействии излучения происходит угнетение функциональной активности тромбоцитов агрегации, рассмотрены несколько возможных механизмов объясняющих такое воздействие. Показано, что воздействие на культивируемую среду излучения на частоте линии спектра атмосферного кислорода аналогично аэрации. Приведена блоксхема разработанной установки, позволяющей облучать культуру в условиях термостатирования. В пятом разделе приведены результаты экспериментального исследования влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона, харакгерного для спектров газов метаболитов, на функциональное состояние пресноводного рачка i . Показано, что воздействие ТГцизлучения на одной из частот спектра поглощения атмосферного кислорода замедляет ритм сердцебиений здоровой дафнии, который через некоторое время вновь восстанавливается. В случае воздействия ТГцизлучения на дафнию, предварительно помещенную на 1 минуту в раствор фенола с концентрацией мгл, происходит восстановление сердечного ритма дафнии в отличие от ситуации, когда такое воздействие отсутствует, что подтверждает одно их положений КВЧтерапии о проявлении лечебного эффекта, связанного с ТГцизлучением. Приведены также результаты исследований влияния атмосферного воздуха, предварительно подвергнутого воздействию ЭМИ ТГцизлучения, а также совместного действия переменного магнитного поля и ТГ цизлучения. В заключении сформулированы основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, и выводы. В приложении приведен текст программы разработанной для управления выходным спектром излучения генератора. В году П. Н. Лебедев в докладе Шкала электромагнитных волн в эфире отмечал, что тсрагерцовый диапазон, соответствующий молекулярным колебаниям материи, при освоении встретит существенные трудности Сейчас мы не имеем возможности предвидеть, как удастся разрешить это затруднение во всяком случае. Терагерцовый диапазон это последнее белое пятно на шкале электромагнитных волн. Терагерцовый диапазон частот занимает самую широкую часть электромагнитного частотного спектра. Он лежит в диапазоне от сотен гигагерц до сотен терагерц соответственно с длинами волн от 3 мм до мкм и включает в себя область КВЧ и ИК диапазона ,. При рассмотрении спектральномолекулярных взаимодействий вещества и электромагнитного поля важно отметить, что максимальная энергия кванта и в КВЧдиапазоне составляет 1, 3 эВ, а в терагерцовом она на два порядка больше, т. В. Ниже энергии кванта в КВЧдиапазоне оказываются энергия вращения молекул вокруг связей 4. В, энергия куперовских пар при сверхпроводимости 6. Ю 4 эВ и энергия магнитного упорядочения . В . В табл. В таблице 1. О2, СО2, пары Н2О и газов, принимающих участие в метаболических процессах в живых объектах, включая дыхание О2, СО2, Н, 0 и др. Ы, СО, ЬЬБ, и др. Таблица 1. Азот 2 0,. Оксид азота 0 0,1. Оксид азота 0,2. Кислород О2 0,5. Оксид углерода СО 0,7. Пары воды Н2О с учетом димеров 0,4 . Гидроксил ОН 1,. Сероводород Н2Ввоздух концентрация сероводорода концентрация сероводорода 0,.