Устройство для проведения экспериментов над белковыми растворами в переменном магнитном поле

Заявляемое устройство относится к средствам генерирования колебаний с помощью полупроводников и жидких диэлектриков. Оно включает два электрода 3, погруженных в жидкую среду, в качестве которой используют белковые растворы на основе веществ, имеющих водородные связи и содержащих нано- и микрокластеры. Жидкая среда помещена в емкость 2 из диамагнитного материала, а для создания магнитного поля рядом с емкостью 2 установлена катушка индуктивности 5, соединенная с генератором 6. В качестве белковых растворов используют их водные или водно-спиртовые растворы, а в качестве диамагнитного материала емкости 2 могут быть использованы пластик или стекло. Техническим результатом является эффективность и нетоксичность устройства при генерировании колебания широкого частотного диапазона, имитирующих колебания биологических объектов и создание дополнительных возможностей моделирования в этих объектах биофизических и биохимических процессов. 1 ил.

Заявляемое техническое решение относится к биофизическим экспериментам и наблюдениям за белковыми растворами, находящимися в двойном электрическом слое в переменном магнитном поле, и может найти широкое применение в биологии, экологии, медицине и др.

В результате исследований проведенных в России и за рубежом в последние 20 лет было установлено, что в жидкостях, содержащих макромолекулы и имеющих способность образовывать водородные связи создаются образования, размеры которых лежат в пределах от нано- до микрообъектов, которые могут изменяться с помощью электрической или магнитной составляющей физического поля. В связи с этим возникает задача проведения экспериментов, позволяющих получить информацию об этих изменениях.

Из доступных источников информации нам не известны сведения об устройствах для проведения экспериментов над белковыми растворами в переменном магнитном поле в двойном диэлектрическом слое.

Технической задачей решения является создание устройства, позволяющего проводить эксперименты над белковыми растворами при воздействии на них переменного магнитного поля.

Эта задача решается за счет того, что устройство для проведения экспериментов над белковыми растворами в переменном магнитном поле включает емкость из диамагнитного материала, куда помещают белковые растворы на основе веществ, имеющих водородные связи. В емкости расположены два электрода, которые заизолировано от жидкой среды, подключены к осциллографу, а рядом с ней для образования магнитного поля установлена катушка индуктивности, соединенная с генератором. В качестве диамагнитного материала емкости могут быть использованы пластик или стекло, а в качестве белковых растворов - их водные или водно-спиртовые растворы.

Техническим результатом заявляемого решения является получение возможности проведения экспериментов с белковыми растворами, позволяющих изучать их свойства, в частности, возможность генерации в них электромагнитных колебаний и осуществлять оценку параметров этих колебаний.

На фиг.1 схематично изображено устройство для исследования белковых растворов в переменном магнитном поле.

Оно состоит из кондуктометрической ячейки 1, включающей емкость 2 с белковым раствором с погруженными в нее электродами 3, которые, заизолировано от жидкой среды, электрически соединены с осциллографом 4. Рядом с кондуктометрической ячейкой 1 установлена катушка индуктивности 5, электрически соединенная с генератором 6.

Устройство работает следующим образом. В емкость 2 кондуктометрической ячейки 1 заливают белковый раствор на основе веществ, имеющих водородные связи, выделенные из биологических объектов. С генератора 6 на катушку индуктивности 5 подаются гармонические электрические колебания выбранной из диапазона 0,5-70 Гц частоты, в результате чего создается переменное магнитное поле напряженностью от 10 до 120 А/м, которое воздействует на раствор, находящийся в кондуктометрической ячейке 1. В результате с помощью осциллографа 4 можно наблюдать широкополосные электрические колебания и измерять их параметры.

Авторами был проведен ряд экспериментов с некоторыми белковыми растворами животного и растительного происхождения в двойном электрическом слое в переменном магнитном поле.

Пример 1. Водный белковый раствор сои - уреаза помещался в кондуктометрическую ячейку. Температура раствора соответствовала температуре окружающей среды (+22°С). С генератора 6 типа Г3-118 на катушку индуктивности 5 подаются гармонические электрические колебания с частотой 0,5 Гц, в результате чего создается переменное магнитное поле напряженностью 10 А/м, которое воздействует на раствор, находящийся в кондуктометрической ячейке 1. На осциллографе 4 наблюдали широкополосные электрические колебания, максимальная амплитуда которых составляет 30 мВ, а частота от 1 кГц до 300 МГц. Этот эффект наблюдался в течение 2 секунд. При включенном поле с сохраненными параметрами периодичность повторения эффекта варьировалась от 30 до 180 с. При выключении магнитного поля сразу после прекращения генерации электрических колебаний и повторном его включении через 10 с вновь наблюдался эффект возникновения колебаний с параметрами аналогичными первичному включению.

Пример 2. Аналогичен примеру 1 кроме того, что частота гармонических электрических колебаний, подаваемых на катушку индуктивности 5 составляла 20 Гц, а напряженность создаваемого магнитного поля была 50 А/м. В результате на осциллографе 4 наблюдали широкополосные электрические колебания, максимальная амплитуда которых составляет 30 мВ, а частота от 1 кГц до 300 МГц. Этот эффект наблюдался в течение 5 секунд. При включенном поле с сохраненными параметрами периодичность повторения эффекта варьировалась от 30 до 200 с.

Пример 3. Аналогичен примерам 1 кроме того, что частота гармонических электрических колебаний, подаваемых на катушку индуктивности 5 составляла 28 Гц, а напряженность создаваемого магнитного поля была 100 А/м. В результате на осциллографе 4 наблюдали широкополосные электрические колебания, максимальная амплитуда которых составляла 30 мВ, а частота от 1 кГц до 300 МГц. Этот эффект наблюдался в течение 3 секунд. При включенном поле с сохраненными параметрами периодичность повторения эффекта варьировалась от 30 до 160 с.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, кроме того, что использовался водно-спиртовый (2% спирта) белковый раствор и частота магнитного поля составляла 34 Гц.

Пример 5. Аналогичен примеру 2, кроме того, что использовался водно-спиртовый (5% спирта) белковый раствор и частота магнитного поля составляла 40 Гц.

Пример 6. Аналогичен примеру 3, кроме того, что использовался водно-спиртовый (7% спирта) белковый раствор и частота магнитного поля составляла 57 Гц.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, кроме того, что использовался водный раствор интерферона (содержание белка 30%) и частота магнитного поля составляла 62 Гц. В результате на экране осциллографа 4 в течении 5 с наблюдали широкополосные электрические колебания, максимальная амплитуда которых составляет 20 мВ, а частота лежала в пределах от 1 кГц до 200 МГц.

Примеры 8 и 9 аналогичны примерам 2 и 3, кроме того, что использовался 30% водный раствор интерферона и частота магнитного поля составляла 70 Гц.

Данные примеров приведены в таблице 1.

Таблица 1
	Белковый раствор	Действ. поле	Результат
	Вид белка	растворитель	Напряженность поля, А/м.	Частота, Гц.	Диапазон генерируемых колебаний, МГц.	Максимальная амплитуда колебаний, мВ	Продолжительн.. генерации, с.	Периодичность генерации, с.	Период изменен действ. поля, с.
1	уреаза	вода	10	0,5	0,001-300	30	2	30-180	10
2	уреаза	вода	50	20	0,001-300	30	5	30-200	10
3	уреаза	вода	100	28	0,001-300	30	3	30-160	10
4	уреаза	вода-спирт 2%	10	34	0,001-300	30	2	30-180	10
5	уреаза	вода-спирт 5%	50	40	0,001-300	30	5	30-200	10
6	уреаза	вода-спирт 7%	100	57	0,001-300	30	3	30-160	10
7	интер-ферон	вода	10	62	0,001-200	20	5	30-180	10
8	интер-ферон	вода	50	70	0,001-300	30	5	30-200	10
9	интер-ферон	вода	120	70	0,001-300	30	3	30-160	10

Из приведенных примеров видно, что с помощью предлагаемого устройства путем простого воздействия на органическое вещество природного происхождения можно проводить эксперименты над белковыми растворами, в результате которых нами наблюдались электрические колебания, максимальная амплитуда которых составляла 30 мВ, а частота колебалась от 1 кГц до 300 МГц. При проведении экспериментов также осуществлялось наблюдение за наводкой электромагнитного фона и ее измерение. Было установлено, что генерируемые сигналы, представленные в таблице 1, не являются результатом наводки техногенного характера и их источником являются белковые растворы. Экспериментально установленные сигналы белковых растворов также не являются следствием происходящих в указанных растворах химических реакций т.к. модельные растворы не состоят из химически активных веществ, а представляют собой только многокомпонентные системы (смотри Справочник химика. Москва. 1963, Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин Биологическая химия, Москва, 1983; Биохимия. Москва. 1964). Т.е. эксперименты с использованием предлагаемого устройства являются чистыми.

Вышеприведенные эксперименты дали возможность заметить возникновение в белковых растворах под воздействием переменного магнитного поля электрических колебаний. Это дает предпосылки к возникновению дополнительной информации о макромолекулах.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет проводить эксперименты в переменном магнитном поле над такими объектами как белковые растворы. Эти эксперименты позволяют более глубоко изучать свойства белковых объектов и открывать новые возможности для их использования.

1. Устройство для проведения экспериментов над белковыми растворами в переменном магнитном поле, включающее емкость из диамагнитного материала, куда помещен белковый раствор на основе веществ, имеющих водородные связи, в емкости расположены два электрода, подключенные к осциллографу, а рядом с ней для образования магнитного поля установлена катушка индуктивности, соединенная с генератором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве белковых растворов используют их водные или водно-спиртовые растворы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве диамагнитного материала емкости могут быть использованы пластик или стекло.