Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 83237 10.29039/rusjbpc.2023.0608 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ WAVEGUIDE DIELECTRIC METHOD AND DEVICES FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF AQUEOUS SOLUTIONS AND IRRADIATION OF BIOLOGICAL OBJECTS ВОЛНОВОДНО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТОД И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И ОБЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Полников И. Г. Polnikov I. G. Казаринов К. Д. Kazarinov K. D. kazarinov@ms.ire.rssi.ru Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics Fryazino Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, RAS Fryazino Russian Federation 21 05 2024 21 05 2024 8 2 194 198 17 07 2023 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/83237/view

Предложена методика изучения поглощения микроволнового излучения биологических объектов в тонком диэлектрическом капилляре. Представлены результаты экспериментальных исследований и предложен механизм обнаруженных эффектов биологического действия микроволнового излучения. Было установлено, что при определенном соотношении между размерами волновода, диаметром и толщиной стенок капилляра, диэлектрическими параметрами биологического материала, заполняющего капилляр и длиной волны микроволнового излучения в тракте возможно значительное увеличение поглощенной мощности в довольно узкой полосе частот (волноводно - диэлектрический резонанс). Это явление, необходимо учитывать в биотехнологических экспериментах по облучению суспензий. В результате выполненной работы по изучению поглощения микроволнового излучения углеводородными смесями и моделями биологических объектов в водных средах созданы новые конструкции измерительных устройств и разработана методика акваметрии углеводородов. Созданная продукция защищена авторами данной работы патентом на изобретение.

A technique for studying the absorption of microwave radiation of biological objects in a thin dielectric capillary is proposed. The results of experimental studies are presented and the mechanism of the detected effects of the biological action of microwave radiation is proposed. It was found that at a certain ratio between the dimensions of the waveguide, the diameter and thickness of the walls of the capillary, the dielectric parameters of the biological material that fills the capillary and the wavelength of microwave radiation in the waveguide, a significant increase in the absorbed power in a rather narrow frequency band (waveguide-dielectric resonance) is possible. This phenomenon must be taken into account in biotechnological experiments on the irradiation of suspensions. As a result of the work done on the study of the absorption of microwave radiation by hydrocarbon mixtures and models of biological objects in aquatic environments, new designs of measuring devices were created and a technique for hydrocarbon aquametry was developed. The created products are protected by the authors of this work by a patent for an invention.

 волноводно-диэлектрический резонанс микроволновое излучение КВЧ спектроскопия волновод прямоугольного сечения диэлектрический капилляр липосомы waveguide-dielectric resonance microwave radiation EHF spectroscopy rectangular waveguide dielectric capillary liposomes Работа выполнена в рамках Госзадания № 075-01110-23-01 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН на 2023 год

Pathig R. Dielectric and electronic properties of biological materials. Chichester: John Wiley & Sons, 1979, 279 p. Pathig R. Dielectric and electronic properties of biological materials. Chichester: John Wiley & Sons, 1979, 279 p. Аксенов С.И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов. М.: Наука, 1990, 117 с. Aksenov S.I. Water and its role in the regulation of biological processes. M.: Nauka, 1990, 117 p. (In Russ.). Девятков Н.Д. Взаимодействие миллиметрового излучения с биологически активными соединениями и полярными жидкостями. Радиотехника и электроника, 1978, т. 23, № 9, с. 1882-1890. Devyatkov N.D. Interaction of millimeter radiation with biologically active compounds and polar liquids. Radio engineering and electronics, 1978, vol. 23, no. 9, pp. 1882-1890 (In Russ.). Брандт А.А. Исследования диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физматгиз, 1963, 403 c. Brandt A.A. Studies of dielectrics at ultrahigh frequencies. Moscow: Fizmatgiz, 1963, 403 p. (In Russ.). Гвоздовер С.Д. Теория электронных приборов сверхвысоких частот. М.: Гостехиздат, 1956, 527 c. Gvozdover S.D. Theory of electronic devices of microwave frequencies. Moscow: Gostekhizdat, 1956, 527 p. (In Russ.). Казаринов К.Д., Полников И.Г. Перестраиваемая волноводно-диэлектрическая камера для контроля жидкостей. Патент на изобретение № 2614047. Дата гос. регистрации в Гос. Реестре изобретений РФ 22 марта 2017, бюл. № 9. Kazarinov K.D., Polnikov I.G. Tunable waveguide-dielectric chamber for the control of liquids. Patent for invention no. 2614047. State date. registration in the State Register of Inventions of the Russian Federation March 22, 2017, bull. no. 9 (In Russ.). BP (British Petroleum). Measurement of water content of liquids using microwave. Claim, vol. 24, no. 03, 1980. BP (British Petroleum). Measurement of water content of liquids using microwave. Claim, vol. 24, no. 03, 1980. Chamberlain J.E. et al. Submillimetre absorption and dispersion of liquid water. Nature, 1966, vol. 210, no. 5038, p. 1003. Chamberlain J.E. et al. Submillimetre absorption and dispersion of liquid water. Nature, 1966, vol. 210, no. 5038, p. 1003. Казаринов К.Д., Полников И.Г. Способ измерения концентрации водных растворов. Патент на изобретение № 2631340. Дата гос. регистрации в Гос. Реестре изобретений РФ 21.09. 2017, бюл. № 27. Kazarinov K.D., Polnikov I.G. Method for measuring the concentration of aqueous solutions. Patent for invention no. 2631340. State date. registration in the State Register of Inventions of the Russian Federation 21.09. 2017, bul. no. 27 (In Russ.). Казаринов К.Д. Исследование мембранотропной активности ЭМИ в широком диапазоне длин волн. Электронная техника. сер. 1. СВЧ - техника, 2018, вып. 2, с. 62-75. Kazarinov K.D. Study of the membranotropic activity of EMR in a wide range of wavelengths. Electronic equipment. ser. 1. Microwave technology, 2018, no. 2, pp. 62-75 (In Russ.). Bigu del Blanco, Romero-Siera C., Tanner J.A., Bigu M. Luisa. Effects of MW fields on the rate of flow and mass flux of liquids along tubes of small diameter. IEEE. International electromagnetic compability symposium record, 1973, p. 56. Bigu del Blanco, Romero-Siera C., Tanner J.A., Bigu M. Luisa. Effects of MW fields on the rate of flow and mass flux of liquids along tubes of small diameter. IEEE. International electromagnetic compability symposium record, 1973, p. 56. Бецкий О.В., Казаринов К.Д., Путвинский А.В., Шаров В.С. Способ измерения мощности СВЧ излучения. Авторское свидетельство №1101750. Бюлл. ОИ, 1984, № 25, c. 120. Betsky O.V., Kazarinov K.D., Putvinsky A.V., Sharov V.S. Method for measuring the power of microwave radiation. Copyright certificate no. 1101750. Bull. OI, 1984, no. 25, p. 120 (In Russ.). Блудов Ю.В. Распространение Н10-волны в прямоугольном волноводе с диэлектрической неоднородностью. ЖТФ, 2005, т. 75, вып. 8, с. 99-105. Bludov Yu.V. Propagation of the H10-wave in a rectangular waveguide with a dielectric inhomogeneity. ZhTF, 2005, vol. 75, no. 8, pp. 99-105 (In Russ.). Борисенко Г.Г., Полников И.Г., Казаринов К.Д. Биологические мембраны - первичные мишени рецепции электромагнитных полей в медико-биологическом эксперименте. Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника, 2007, № 4, c. 25-372. Borisenko G.G., Polnikov I.G., Kazarinov K.D. Biological membranes are the primary targets for the reception of electromagnetic fields in a biomedical experiment. Electronic equipment. Ser.1. Microwave technology, 2007, no. 4, pp. 25-372 (In Russ.). Конев С.В. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные процессы. Минск: Наука и техника, 1987, 240 с. Konev S.V. Structural lability of biological membranes and regulatory processes. Minsk: Science and technology, 1987, 240 p. (In Russ.).