Устройство для исследования свойств биологической среды Советский патент 1987 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зов ано при изучении воздействия на биологическую среду, а именно на липидные мембраны, СБЧ-излучения, в частности при поиске резонансных биологических эффектов миллиметрового диапазона радиоволн, .биологически активных радиочастот.

Целью изобретения является обеспечение исследования свойств липидных мембран.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для исследования свойств биологической среды; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез на фиг. 2.

Устройство для исследования свойств биологической среды содер- жит СВЧ-генератор 1, выход которого соединен с одним концом диэлектрического стержня 2, к другому концу которого подсоединена короткозамы-- кающая металлическая пластина 3, ка- мера 4 с физиологическим раствором 5, в которую помещен диэлектрический стержень 2, первая 6 и вторая 7 ячейки, содержащие физиологические растворы 8 и 9 и помещенные в камеру А, причем одна из стенок 10 и 11 первой 6 и второй 7 ячеек соответственно для размещения липидных мембран 12 и 13 выполнена радиопрозрачной. Радиопрозрачные стенки 10 и 11 первой

6и второй 7 ячеек расположены симметрично относительно оси диэлектрического стержня 2. Расстояние между стенками диэлектрического стержня 2

и радиопрозрачными стенками 10 и 11 первой 6 и второй 7 ячеек выбирается из условия 5/2 d :, где S толщина скин-слоя, а липидные мембраны 12 и 13, помещенные в радиопрозрачные стенки 10 и II первой 6 и второй

7ячеек соответственно, расположены от короткозамкнутой металлической пластины 3 на расстояниях, равных соответственно и (2k-1),

где п и k - целые числа, Д - дли- на волны.

Устройство для исследования свойств биологической среды работает следующим образом.

СВЧ-генератор 1 возбуждает в ди- электрическом стержне 2 стоячие волны СВЧ-излучения на частоте f,, причем, будучи погружен в высокопров.о-- дящий на СВЧ физиологический раствор

Ю

15

20 25 3035

4045

50

gg i592

5j диэлектрический стержень 2 представляет собой линию связи, близкую к обьиному металлическому волноводу, Липидные мембраны 12 расположены в зонах максимального воздействия СВЧ- поля, т.е. в пучностях стоячей волны, а липидные мембраны 13 - в уз::ах стоячей волны СВЧ-излучения. Поэтому наличие биологического эффекта на частоте f неизбежно сказывается на свойствах липидных мембран 12. Т.е. под воздействием СВЧ-излучения липидные мембраны 12 изменяют свои электрофизические свойства, в то время как липидные мембраны I3 практически сохраняют свои свойства неизменными. Эту разницу в электрофизических свойствах липидных мембран 12 и 13 регистрируют с помощью измерительных схем.

Толщина физиологического раствора, образованного диэлектрическим стержнем 2 и радиопрозрачными стенками 10 и П (или расстояние от стенок диэлектрического стержня 2 до липидных мембран 12 и 13 соответственно) выбирают не менее половины ТОЛ1ЦИНЫ скин-слоя СВЧ-излучения частотой fj в физиологическом растворе 5з чтобы отраженные от липидных мембран 12 к 13 СВЧ-поля не влияли на структуру поля в диэлектрическом стержпе 2,, В то же время при расстояниях больших чем Ь СВЧ-поле практически не достигает ни одной из липидных мембран 12 и 13, поэтому толщина слоев выбирается из соотношения )/2..

В качестве диэлектрического стержня 2 можно использовать полую трубку прямоугольного сечения с тонкими ра- диопрозрачньп 1и стенками с изменяе 1Ы -5 диэлектричесюдм заполнением, Р змене- нием диэлектрической проницаемости заполняющего трубку диэлектрика можно достигнуть постоянства величинь в диэлектрике в некотором диапазоне частот воздействуюз.1,его СВЧ-излучения так, чтобы в этом диапазоне частот липидные мембраны 13 всегда находились в узлах, а лкпидные мембраны 12 в пучностях стоячей волны СВЧ- излучения независимо от его частоты S пределах некоторог о частотного диапазона. Формула изобретения

З стройство для исследования СБойств биологической средЫр содержа3 1

щес СВЧ-генератор, выход которого соединен с одним концом диэлектрнчес кого стержня, к другому концу которо го подсоединена короткозамыкающая металлическая пластина, камеру с физиологическим раствором, в которую помещен диэлектрический стержень, отличающееся тем, ч-то, с целью обеспечения исследования свойств липидных мембран, введень первая и вторая ячейки, содержащие физиологический раствор, расположенные в камере с физиологическим раствором, причем одни из стенок первой и второй ячеек для размещения липид41559

ных мембран выполнены радиопрозрачными, радиопрозрачные стенки расположены симметрично относительно оси j- диэлектрического стержня, расстояние между стенками диэлектрического стержня и радиопрозрачными стенками первой и второй ячеек выбираются из условия S / 2 ; , где S - толщи- 10 на скин-слоя, а липидные мембраны, помещенные в радиопрозрачные стенки первой и второй ячеек, расположены от короткозамкнутой металлической пластины на расстояниях, равнык со- 15 ответственно nV2 и (2k+l), где п и k - целые числа.

Фи.1

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - обеспечение исследования свойств ли- пидных мембран (ЛМ). Устройство содержит СВЧ генератор 1, диэлектрический стержень 2, короткозамыкающую металлическую пластину, камеру 4- с физиологическим раствором (ФР) 5, ячейки 6 и 7 с радиопрозрачными стенками 10и 11 исФР8и9, а также ЛМ 12 и 13, выполненные радиопрозрачными. ЛМ 12 расположены в зонах максимального воздействия СВЧ-поля, т.е. в пучностях стоячей волны, а ЛМ 13 - в узлах стоячей волны СВЧ-излучения. Под воздействием СВЧ-излучения ЛМ 12 изменяют свои электрофизические свойства, в то время как ЛМ 13 практически сохраняют свои свойства неизменными. Электрофизические параметры ЛМ 12 и 13 регистрируют с помощью измерительных схем, 2 ил. i (Л со . ел 01 со

Фи.г

Редактор Э Слиган

Составитель Е.Адамова Техред.И.Попович

Заказ 4430/48 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам . изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Л.Ильин