ВПЛИВ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ НА ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ В РОЗЧИНАХ ГЕМОГЛОБІНУ
DOI 10.17721/1728_2748.2021.85.6-11
Ключові слова:
вода, розчини гемоглобіну, мікрохвильове електромагнітне випромінювання, другий обертон ОН-валентного коливанняАнотація
Досліджено особливості впливу мікрохвильового випромінювання на оптичні властивості чистої води і води в розчинах гемоглобіну у ближньому інфрачервоному діапазоні, що характеризують її певний структурно-динамічний стан. Об'єктом дослідження були оптичні властивості дистильованої води і водних розчинів гемоглобіну людини в концентрації 7 і 15 мкМ у температурному діапазоні 10–40 °С. Реєстрацію спектрів здійснювали на спектрофотометрі BiospecMini у діапазоні 190–1100 нм. З метою підвищення точності аналізу спектральних даних проводили нормування спектрів щодо базової лінії, за яку брали лінію, що проходила паралельно горизонтальної осі через мінімальне значення оптичної густини у спектрі поглинання. Значення максимумів поглинання й оптичну густину використовували як головні параметри спектрів поглинання. Для точнішого визначення зазначених параметрів застосовували функцію B-spline. Мікрохвильове опромінення дистильованої води і розчинів гемоглобіну здійснювали на довжині хвилі 7,1 мм з максимальною 100-відсотковою вихідною потужністю, яка згідно з розрахунком становила приблизно 24 мВт. Деталізовано залежність параметрів спектра поглинання води в діапазоні другого обертону ОН-валентного коливання молекули води від температури. З'ясовано, що одногодинна експозиція дистильованої води в мікрохвильовому ЕМВ не викликає достовірних змін у спектрі поглинання води в діапазоні другого обертону ОН-валентного коливання молекули води, але в розбавлених розчинах гемоглобіну в цьому спектральному діапазоні спостерігаємо мале, але статистично достовірне зростання поглинання ІЧ-світла. Це може свідчити про додаткову ЕМ-індуковану активацію лібраційних рухів молекул води і зростання ймовірності деформаційних коливань, що виявляються у ближньому ІЧ-діапазоні на смузі другого обертону води.
Посилання
K. David, H. Berndt. 6G vision and requirements: Is there any need for beyond 5G? IEEE Vehicular Technology Magazine, 2018. DOI: 10.1109/MVT.2018.2848498
Ping Yang, Yue Xiao, Ming Xiao, and Shaoqian Li. 6G Wireless Communications: Vision and Potential Techniques/ IEEE Network, July-August. 2019. 70-75. DOI: 10.1109/MNET.2019.1800418
J. Hecht Lidar for self-driving cars. Optics and Photonics News, 2018. 26-33. DOI: 10.1364/OPN.29.1.000026
Devyatkov N. D., Golant M. B., Betskiy O. V. Millimetrovyie volnyi i ih rol v protsessah zhiznedeyatelnosti. – M.: Radio i svyaz, 1991. – 168 s.
Betskiy O. V., Kislov V. V., Lebedeva N. N. Millimetrovyie volnyi I zhivyie sistemyi. – M.: SAYNS-PRESS, 2004. – 272 s.
Sinitsyin N. P., Petrosyan V. I., Elkin V. A. i dr. // Biomed. radioelektronika. – 1998. – # 1. – S. 5-23.
Petrosyan V.I., Mayborodin A.V., Dubovitskiy S.A., Vlaskin S.V., Blagodarov A.V., Melnikov A.N. Rezonansnyie svoystva i struktura vodyi. – Millimetrovyie volnyi v biologii i meditsine, 2005. – #1 (37). – S. 18-31.
Zijlstra W G, Buursma A and Zwart A 1983 Molar absorptivities of human hemoglobin in the visible spectral range J. Appl. Physiol.: Respir. Environ. Exercise Physiol. 541287–1291
Zijlstra W G, Buursma A, Falke H E and Catsburg J F 1994 Spectrophotometry of hemoglobin: absorption spectra of rat oxyhemoglobin, deoxyhemoglobin, carboxyhemoglobin, and methemoglobin Comput. Biochem.Physiol. 107B161–166.
CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). – 90th edition. – CRC Press; Taylor and Francis, 2009. – P. 6-2. – 2828 p.
Lavrik E. V., Gornostaeva E.V. Temperaturnaya zavisimost polosyi pogloscheniya vtorogo obertona ON-kolebaniya vodyi, svezheobrazovavsheysya posle zamorazhivaniya // Zhurnal strukturnoy himii. – 2015. – T. 56, #4. – S. 807-810.
Ageev I.M., Shishkin G.G. Korrelyatsiya solnechnoy aktivnosti s elektroprovodnostyu vodyi // Biofizika. – 2001. – T.46, vyip.5. – S.829-832.
Ageev I.M., Ryibin Yu.M. Variatsii podvizhnosti protonov distillirovannoy vodyi // Biofizika. – 2019. – T.64, vyip.6. – S.1225-1229.
I.M. Ageeva, Yu. M. Ryibin, G.G. Shishkin Medlennyie variatsii elektroprovodnosti distillirovannoy vodyi // VMU. Seriya 3. FIZIKA. ASTRONOMIYa. 2016. # 6. – S.33-38.
Boulanger L. Observations on variations in electrical conductivity of pure demineralized water: modification ("activation") of conductivity by lowfrequency, low-level alternating electric fields. International Journal of Biometeorology, 1998. 41. Р.137–140.
J.-B. Brubach, A. Mermet, A. Filabozzi, A. Gerschel, P. RoySignatures of the hydrogen bonding in the infrared bands of water. The Journal of Chemical Physics. 122, 2005. 184509-1. DOI: 10.1063/1.1894929
Ueberreiter K. Change of water structure by solvents and polymers // Colloid & Polymer Science. 1982. V.260. № 1. P. 37. DOI: 10.1007/BF01447674
Kushnir, S.V. Strukturna temperatura vody i utvorennia morskykh aerozoliv (fizyko-khimichnyi analiz) // Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy. – 2018. – № 5. – S. 53-59. DOI:10.15407/dopovidi2018.05.053
E. A. Masimov, B. G. Pashaev, G. Sh. Gasanov, S. I. Musaeva Molekulyarnaya sistema voda-KON-polIetilenglikol po dannyim densitometrii i viskozometrii // Zhurnal fizicheskoy himii. – 2013. – T. 87. – # 12. – S. 2151-2153.
Yu. M. Barabash, M. A. Zabolotnyiy , E. L. Martyinchuk, V. N. Sokolov, L. N. Kirkilevskaya, O. P. Dmitrenko, N. P. Kulish, Yu. I. Prilutskiy, O. Ya. Ivanov, M. Yu. Barabash Vliyanie slabogo elektromagnitnogo izlucheniya na konformatsionnyie harakteristiki molekulyi NADH // Nanosistemi, nanomaterIali, nanotehnologIYi Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. – 2009. – T. 7. – # 4. – S. 1061-1073.
