Влияние переменных магнитных излучений на динамику роста микроорганизмов

• Автор: Крыцын, Данил Иванович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЛ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

1.1 Влияние постоянного магнитного поля.

1.1.1 Методы изготовления магнитных носителей.

1.1.2 Методики облучения

1.1.3 Результаты исследований.

1.2 Влияние ЭМ КВЧ излучений на микроорганизмы

1.2.1 Экспериментальные установки.

1.2.2 Описание экспериментов

1.2.3 Результаты исследований.

1.3 Теоретические исследования
1.3.1 Связь эффективности системы управления с диапазоном частот управляющих сигналов
1.3.2 А кустоэлектрические КВЧ волны в клеточных мембранах, их резонансы.
1.3.3 Теоретические модели механизмов возбуждения когерентных колебаний в клетках.
1.3.4 Влияние внешнего КВЧ излучения на процесс возбуждения акустоэлектрических колебаний и функционирование клетки.
1.3.5 Влияние электрической составляющей электромагнитного поля
2. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МИК РООРГ АНИЗМОВ.
2.1 Аппаратная часть
2.1.1 Оптическая часть турбидиметра.
2.1.2 Система термостабилизации.
2.1.3 Источник тока для питания светодиодов.
2.1.4 Преобразование сигналов датчиков фотодиодов.
2.2 Программный комплекс для персонального компьютера.
2.3. Измерение концентрации дрожжей.
2.3.1 Калибровка турбидиметра.
2.3.2 Методика контроля роста дрожжей.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЦИКЛОВ ДЕЛЕНИЯ КЛЕТОК В СИНХРОННОЙ КУЛЬТУРЕ.
3.1 Метод определения длительности циклов деления.
4 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБЛУЧЕНИЯ НА МИКРООРГАНИЗМЫ
4.1 Методика эксперимента.
4.2 Влияние длины МСВ.
4.3. Мощность излучения.
4.4 Время экспозиции.
5 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РОСТА БИОМАССЫ.
5.1 Периодическая культура и учет лимитирующего фактора
5.1.1 Отсутствие лимитирующего фактора.
5.1.2 Учет лимитирующего фактора.
5.2 Периодическая синхронная культура
5.3 Учет действия МСВ излучения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Список работ автора, вошедших в диссертацию
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Второй раздел посвящен разработке аппаратнопрограммного комплекса, который позволяет определять концентрацию микроорганизмов в течение длительного интервала времени нескольких суток и наблюдать быстропротекающие процессы от 1 до 5 мин в приросте биомассы. В подразделе 2. В подразделе 2. Программный комплекс, состоит из четырех программ xv, xi, , v. Программа xv через последовательный порт персонального компьютера передает управляющие команды микроконтроллеру и получает от него данные АЦП. Полученные данные заносятся в базу данных под управлением СУБД v 4. Программа xv не имеет пользовательского интерфейса, так как управление ее работой осуществляется при помощи программы xi. I. Программа xi является графической консолью для удаленного управления процессом измерений. Она автоматически по заданной калибровке преобразовывает напряжение на выходе преобразователя фототока в относительную концентрацию. Выходные данные сохраняются в указанном пользователем файле. Программа vv предназначена для генерации синусоидального сигнала заданной частоты и амплитуды на выходе звуковой карты компьютера. Этот сигнал поступает на входы источников тока для питания светодиодов. Программа vv не имеет пользовательского интерфейса, так как все необходимые настройки задаются в специальном конфигурационном файле. Подраздел 2. Приведен способ калибровки турбидиметра. Калибровка необходима для установления однозначной зависимости между напряжением на выходе аппаратной части и относительной концентрацией микроорганизмов в питательном растворе в пробирке. Описаны этапы процесса контроля роста дрожжей. Дана схема подготовки экспериментальной установки к работе, а также приведены условия эксперимента по контролю роста биомассы. В третьем разделе описывается подход для определения длительности циклов деления клеток, и приводятся результаты исследований длительности циклов деления клеток в синхронной культуре. Установлено, что длительность циклов деления микроорганизмов в процессе роста дрожжей увеличивается и представляет собой зависимость, близкую к экспоненциальной гсе где с и с1 константы, е основание натурального логарифма. С увеличением номера цикла облученных дрожжей действие МСВ на длительность циклов синхронизации проявляется сильнее. В четвертом разделе приводятся экспериментальные данные исследований влияния длины волны, мощности и времени экспозиции магнитостатического излучения при напряженности поля подмагничивания Н Э в этом случае наблюдалось подавление биологической активности микроорганизмов на биологическую активность и длительность циклов синхронизации дрожжей. В подразделе 4. В подразделе 4. МСВ на биологическую активность и длительность циклов синхронизации дрожжей при постоянном уровне падающей мощности 0,2 мкВт и времени экспозиции мин. ГГц с шагом 0, ГГц. Оценка длины МСВ Я для граничных значений частот сделана по формуле ДэймонаЭшбаха. Установлено, что биологическая активность и длительность циклов синхронизации дрожжей взаимосвязаны. С замедлением скорости деления микроорганизмов, увеличивается длительность циклов синхронизации дрожжей, а с возрастанием биологической активности происходит уменьшение длительности циклов синхронизации биологического объекта максимальный эффект действия излучения МСВ на биологическую активность и длительность циклов синхронизации дрожжей наблюдался одновременно в диапазоне 6,1 6, ГГц зависимости относительной концентрации и длительности циклов синхронизации дрожжей от длины волны МСВ излучения, действующего на клетки, носит резонансный характер. В подразделе 4. ГГц длина волны от 0, мм до 0, мм. Уровень падающей мощности варьировался от 0, до 1, мкВг и в каждом опыте был постоянным. Время экспозиции было равно мин. Установлено, что эффективность влияния излучения МСВ на биологическую активность и длительность циклов синхронизации дрожжей зависит от плотности потока мощности. Максимальный эффект действия МСВ излучения на биологическую активность и длительность циклов синхронизации дрожжей наблюдался одновременно при значении уровня падающей мощности порядка 0,2 мкВт.