Способ исследования биологических систем

;ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСтение м. б. использовано а- зяйин, А,В,Мед и Б.Г.Райс .39(088.8) ое свидетел л. 0 01 И свидетельс л. 001,И довс кий,ьство СССР2/00 ) 1985, тво СССР 2/00, 1985. ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ства(57) Изобредля определения биологически активных радиочастот приоблучении биологич. систем (БС) миллиметровымиволнами в диапазоне 25-150 ГГц. Дляобеспечения исследования сильнопоглщащцих СВЧ-излучение.ЕС облучениеосуществляют мощностью Р и мощностью РР =Рехр (Г-Г)/(Г,-Г, )1 п Р/Р , а Р=Р ехр(Г-)/(Г,-Г1 п Р, /Р,3 где Р Р, - мощностиСВЧ-излучения на частотах Г и Г.5 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения биологическиактивных радиочастот при облучении5биологических систем миллиметровымиволнами в диапазоне частот 25-150 Гц,Целью изобретения является обеспечение исследования сильнопоглощающихСВЧ-излучение биологических систем.На фиг. 1-3 представлены графики,пояснякщие предлагаемый способ исследования биологических систем; нафиг. 4 и 5 - примеры конструкцийустройств, реализующих предлагаемыйспособ,Сп особ исследования биоло гиче свихсистем заключается в облучении биологической среды СВЧ-излучением вдиапазоне от Го до Г, определениигеометрических размеров участков биологической среды, характеризунщихсяналичием биологического эффекта. Причем облучение осуществляют мощностьюР и дополнительно мощностью Р ), при)1) 12)чем11) Г ГГ, Р 1Р =Рехр-- 1 п, (1)Г,-ГР,30Ю )Г,-Г РР =Рехр 1 г, . 1 1где Р и Р- мощность СВЧ-излученияона частотах Г и Г соответственно. 35Сначала облучают первую порцию биологической среды, помещенной в волновод, и при этом изменяют мощность СВЧ-излучения на входе волново да по закону (1) как показано на фиг. 1, кривая Р Г). При распространении СВЧ-излучения в волноводе с помещенной в него сильнопоглощающей биологической средой мощность СВЧ- излучения убивает вдоль оси волновода по известному закону(поглощение средой, потери встенках волновода и т,п иопределяемой экспериментальноСоответствующий график изображен на фиг, 2, на котором также отмечен уровень пороговой мощности Р который как правило неизвестен. Тогда, если в выбранном диапазоне частот существует биологически активная частота Я, то как видно из графика, изображенного фиг. 2, биологический эффект в среде будет наблюдаться от координаты 0 до координаты Х)биологической среды, Поэтому после облучения первой порции биологической среды СВЧ-излучением по закону (1) среду извлекают из волновода и определяют (любыми известными биологическими, биохимическими, биофизическими методиками ) координатч, Х возникновения биологического эффекта.На втором этапе вторую новую порцию той же биологической среды помещают в тот же волновод и облучают в том же частотном диапазоне, но мощность Ф (1) СВЧ-излучения на входе волновода изменяют по закону (2).При этом мощность СВЧ-излучения вдоль оси Х волновода убывает по законуРц):Ф" " (4)Соответствующие кривые изображены на фиг. 3, где также отмечен тот же самый по величине пороговый уровень мощности Рп, После этого опять извлекают биологическую среду из волновода и определяют вторую границу Х биологи 11) ческого эффекта.Учитывая, что пороговое значение мощности для обоих этапов облучения одинаково, можно записать(Г -1,)1 п р-"И окончательно для биологически активной радиочастоты имеем выражениеЛГГ ОдхГ =Г + - ) 1- , - ,Б о 2г1 г. - ,- Рогде дГ=Г,-Г х=х-х1)(1)В предлагаемом на Фиг. 4 варианте устройства, с помощью которогоз 13960 "04 реализуют предлагаемый способ иссле- фиг. 5 не показан). Летали 3,5 и 6 ныдования биологических систем тонкий полнены иэ радиопрозрачного материала слой 1 биологической среды, располо- тефлона и после заполнения паза 4 бпоженный в Е-плоскости вдоль оси х пря- логической средой 1 герметично всталмоугольного волновода 2 сечением5ляются в волновод 2 после чего приР 7,2 х 3,4 мм, облучают одновременно с соединяют волновод 2 к СВЧ-тракту и двух противоположных сторон волново- осуществляют облучение. да 2. При такой реализации отпадает Эксперимент показывает, что КСВН необходимость в раздельном облучении описанной ячейки не превышает 1,5 аОдвух упомянутых порций биологической0,4 дБ/мм.(после заполнения биолосреды, так как обе эти порции пред гической средой), ставлены по существу в одном и том же В заключение отметим, что точность образце 1, только с противоположныхопределения биологически активной его сторон. радиочастоты может регулироваться пуСледует отметить, что способ ис- тем сужения исследуемой полосы радио- следования биологических систем позво- частот (дГ) при неизменной разности ляет также определить величину поро- значений (Р -Р ) при этом точност говой мощности СВЧ-излучения в апер- повышается, а при необходимости по- туре волновода, нике которой биологи- грешность измерений может быть сведена ческий эФфект отсутствует. Для при- к минимуму.веденного примера, согласно выражению (6) имеем Формула иэ обретенияе о РР =Р е -- 1 п --1 х 1 1-1 Р 25Полученное значение Рпри заданных геометрических размерах образца биологической среды может быть легко пересчитано в пороговую мощность .на единицу объема биологической среды.Еще один вариант устройства облучения биологической среды в волноводе 2 изображен на фиг. 5. В этом варианте ячейка, содержащая биологическую среду , выполнена сборной и 35 состоит из четырех деталей: бруска 3 с продольным прямоугольным пазом 4 размером 11 мм, в который помещают жидкую биологическую среду (среда через несколько минут застывает и пре-. 4 О вращается в желеобразный стержень, который при необходимости легко извлекается целиком из паза 4), крышки 5 и двух согласущцих клиньев 6 (второй клин располагают симметрично с проти воположного конца волновода 2 и на Способ исследования биологических систем, эаключакпийся в облучении биологической среды СВЧ-излучением в диапазоне частот от Г, до Ги определении геометрических размеров участков биологической среды, характеризукщихся наличием биологического эффекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения исследования сильно поглощающих СВЧ-излучение биологи" ческих систем, облучение осуществляют мощностью Р и дополнительно мощЙностью Р , причем