Биологические науки/ 9.Биохимия и биофизика

 

Бондарь Р. В., Васильев Н.С., Шарай И.А., Онищук С.А.

Кубанский государственный университет,

Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ГРФ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НИХ НИЗКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

 

Магнитное поле воздействует на биологический объект сложным образом, и полученный эффект можно определить лишь очень чувствительными методами. Одним из таких является метод газоразрядной фотографии (ГРФ), позволяющий исследовать прижизненную активность биологических систем. Стимулирование эмиссии электронов и фотонов с поверхности объекта происходит за счет коротких (10 мкс) импульсов электромагнитного поля. Образуется свечение, окружающее объект, и имеющее в зависимости от его свойств разный цвет, форму, длину и расположение каналов разряда (стримеров).

Безымянный (2)Низкочастотное магнитное поле при воздействии на биологический объект вызывает изменения в происходящих в нем процессах. Исследование этих изменений представляет определенный интерес для физики, медицины и биологии. Наиболее простыми являются объекты растительного происхождения с большим содержанием воды.

Целью данной работы является

исследование  возможности   исполь-      Рис.1. ГРФ 3 сортов яблок, снятых

зования метода  газоразрядной                           при различных частотах.

                                      

                  

фотографии для определения степени влияния низкочастотного магнитного поля на образцы различных сортов яблок: Гренни Смит, Гала, Ред Делишес. Для получения равномерного свечения от каждого сорта  изготавливались по 3 калиброванных образца в виде таблеток толщиной 2 мм и диаметром 8 мм.

Обработку низкочастотным электромагнитным полем (ЭМП) проводили при помощи генератора низкочастотных сигналов Г3-118, к которому подсоединяли катушку индуктивности с 2500 витков, в экранированной камере. Индукция магнитного поля составляла 0,2 мТл. Напряженность электрического поля была пренебрежимо мала. Созданная установка позволяла генерировать синусоидальные колебания крайне низких частот. Нестабильность частоты в диапазоне от 1 Гц до 30 Гц составляла 0,2 %. Обработка производилась в диапазоне от 1 до 7 Гц. Во всех проведенных экспериментах образцы подвергали обработке ЭМП НЧ в течение 180 сек.

На рис.1. показана ГРФ образцов 3 сортов  яблок, подвергавшихся облучению полем с различными частотами. Как и ожидалось, свечение образцов перед облучением имеет наиболее густые, длинные и равномерно расположенные  стримеры. После облучение полем с частотой 1 Гц стримеры стали менее густыми с большими интервалами. При воздействии ЭМП частотой 4 Гц  наблюдается неравномерность свечения. При дальнейшем увеличении частоты происходит постепенное изменение газоразрядного изображения. Стримеры

уменьшаются и становятся менее ветвистыми.

С помощью программы MatLab  была измерена площадь засветки. Ее зависимость от частоты облучения магнитным полем представлена на рис. 2. Видно, что при увеличении частоты облучения наблюдается снижение площади  засветки, что связано с различными свойствами

Рис. 2. Зависимость площади засветки от  

частоты                    частоты   облучения.
 
Снижение величины площади засветки с увеличением частоты электромагнитного поля  можно объяснить разориентацией  поляризованных молекул, содержащихся в клетках биологической системы [1-4]. Известно, что электромагнитное поле низкой частоты активно применяется для увеличения периода хранения овощей (корнеплодов), фруктов и

Рис. 2. Зависимость площади засветки от  

частоты                    частоты   облучения.
 
оптимизации технологии консервирования.

Рис.2. Зависимость площади засветки от частоты облучения
 
Новый рисунок Вследствие электромагнитной обработки убыль массы и порча овощей при хранении снижается. Это объясняется бактерицидным свойством электромагнитного поля, связано с резонансным поглощением энергии гнилостных бактерий и их уничтожением [4]. ЭМП КНЧ оказывает заметное влияние на изменение скорости химических реакций и,

следовательно, на ход биохимических

процессов в растительной клетке.

Таким образом, в результате проделанной работы установлено влияние электромагнитного поля низкой частоты на биологические системы растительного происхождения, выявленное методом ГРФ. Установлено, что при увеличении частоты облучения снижается площадь засветки, что объясняется влиянием на дипольные молекулы системы. Показано, что метод ГРФ является достаточно чувствительным методом для изучения слабых воздействий на биологические объекты.

 

Литература:

 

1.       Барышев М.Г., Васильев Н.С., Куликова Н.Н., Джимак С.С. Влияние низкочастотного электромагнитного поля на биологические системы. Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2008. 288 с.

2.       Барышев М.Г., Джимак С.С., Кадамша А.М. Исследование влияния магнитообработанной воды на биологические объекты // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2008. №2. С. 69–74.

3.       Барышев М.Г., Наумов Г.Н., Дмитриев В.И., Васильев Н.С. Воздействие низкочастотного электромагнитного поля на прокариотические и эукариотические микроорганизмы // Наука Кубани. 2008. №4. С.17–22.

4.       Барышев М.Г., Васильев Н.С., Дмитриев В.И. Исследование воздействия низкочастотного электромагнитного поля на Escherichia coli // Наука Кубани.  2007. №1. С.20–23.