ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ЛАЗЕРНО-РАДИОВОЛНОВЫЕ СПЕКТРЫ ЯНТАРНОЙ КИТСЛОТЫ

ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ЛАЗЕРНО-РАДИОВОЛНОВЫЕ СПЕКТРЫ  ЯНТАРНОЙ КИТСЛОТЫ, СИНТЕЗИРОВАННОЙ РАЗНЫМИ МЕТОДАМИ.

П.П.Гаряев*, Г.Г.Тертышный*, А.В.Мологин*, А.В.Шабельников**, Е.А.Леонова*, Ю.А.Маевский***, Д.Б.Борзов****, М.Л.Учитель***,.

** Институт Радиоэлектроники РАН.

*** Институт Теоретической и Экспериментальной Биофизики РАН, Пущино.

**** НПО «Биофизика»

 

Материалы и методы

Препараты янтарной кислоты, полученные различными способами органического синтеза, растворяли в дистиллированной воде до состояния насыщенного раствора и взвешенной суспензии. Измерения проводили в 1см  кварцевой кювете. Измерительная установка состоит из двухлучевого поляризационного He-Ne лазера (l=632,8нм) специальной конструкции [1, 2], кюветы и радиоприемного устройства (РУ), настроенного на длину волны 300 м. Расстояние между лазером и кюветой 8 см. Дискретизация сигнала 22 кГц. Лазер и стойку-держатель кюветы закрепляли на одном оптическом столе. Положение, настройку РУ, положение кюветы сохраняли неизменными в течение измерений относительно луча лазера. Метод измерений основан на неизвестном ранее явлении перехода сканирующих образец фотонов (в том числе лазерных) УФ-, видимой и ИК-областей спектра в радиоволновый диапазон с сохранением в последнем параметрической информации об исследуемых веществах при сканировании их фотонами [2]. Сигнал с РУ подавали на АЦП компьютера и обрабатывали по программе, использующей так называемый фоновый принцип [3]. Основные положения фонового принципа развиты нами для обработки сильно зашумленных нестационарных радиоволновых и иных сигналов и использованы в специальной компьютерной программе, написанной А.Г.Колупаевым (Физ. Инст. РАН). После обработки радиосигналов по такой программе  мы имеем фурье-спектры и соответствующие им временные автокорреляционные функции, отображающие неизвестную ранее вращательно-колебательную атомно-молекулярную, в частности водно-кластерную, динамику исследуемых препаратов, например, янтарной кислоты. Расстояние между торцом лазера и кюветой 8 см. Дискретизация сигнала — 22 КГц. Шаг обработки сигнала по фоновому принципу равен 60 отсчетам.

J16ac2FP60AKF. (Kali-p16). ( Калининград, партия №16 (из природного янтаря).

 

T=3сек

Рис.1.

Автокорреляционная временная функция препарата янтарной кислоты. Препарат выделен из природного янтаря.

 

 

1bf2_2AKF60, 1bf2, Долгопрудный. (НИПИМ №8)

 

T=3сек

 

Рис.2.

Автокорреляционная временная функция препарата янтарной кислоты, полученной органическим синтезом.

 

На Рис.1 и 2 представлены графики автокорреляционных временных функций препаратов янтарной кислоты. Функции вычислены обработкой радиоволновых спектров препаратов. Спектры сняты в одинаковых условиях. Видна существенная разница вида функций.

 

Рис.3.

 

Рис.4.

На Рис.3 и 4 препараты янтарной кислоты, а также препараты лекарственных форм, полученных на основе янтарной кислоты (янтовит, янторит и митомин), подвергнуты сравнению по параметрам числа максимумов и числа совпавших максимумов в радиоволновых спектрах препаратов. Как видно, по данным критериям препараты различаются.

 

Обсуждение

Ранее [4] методом ядерного магнитного резонанса  было показано, что в водных и дейтероводных жидкокристаллических препаратах янтарной кислоты в разных диапазонах pH обнаруживаются равновесные состояния между различными конформационными формами этого соединения, связанные с индивидуальными угловыми поворотами в скелетах молекулы. Предлагаемый нами метод анализа водных суспензий янтарной кислоты и лекарственных форм на ее основе чувствителен к неизвестной ранее специфике колебательно-вращательной угловой динамики, в частности, для таких соединений как янтарная кислота, полученная различными способами. Это отображается как в радиоспектрах препаратов (Рис.3 и 4), так и в легко распознаваемых образах временных автокорреляционных функций этих же препаратов (Рис.1 и 2).  Характеристическая, развивающаяся во времени, динамика взаимных переходов конформеров, зависящая от их численного соотношения в каждом из препаратов, вероятно, специфична для каждого образца янтарной кислоты, поскольку соотношение таких конформеров индивидуально для каждого из способов получения этого соединения. В свою очередь, соотношение конформеров и динамика их взаимных переходов может определять их биологическую активность в естественных метаболических условиях in vivo и привнесенную извне с препаратами in vitro. Вероятно, от этого зависит различная фармакологическая эффективность образцов янтарных кислот, механизмы органического синтеза которых различаются в зависимости, например, от типа и режима работы используемых катализаторов.

 

Некоторые пояснения

 

Механизмы формирования фолевских мод электромагнитных   колебаний  в биосистемах и кристаллах янтарной кислоты.

 

Известно, что существуют межклеточные мембраны в любом живом существе от растений до человека.  При этом все без исключения мембраны имеют блестящую поверхность.  Возникает вопрос:  а почему они так хорошо отражают свет и случайно ли это? В силу рациональности природы, естественно, напрашивается ответ — конечно, это не случайно. Кроме того, по-видимому, эти зеркальца ещё и не случайным образом ориентированы в пространстве относительно друг  друга. Оказывается, что генерируемая тепловая энергия в любом организме имеет когерентную компоненту и ее  интегральная совокупность набирается “по крохам” из каждой отдельной  клетки. Следовательно, образно говоря, в каждой клетке есть когерентный или частично когерентный источник, т.е. квазилазер, который излучает в инфракрасном  (ИК) диапазоне  частот, а зеркальные мембраны могут хорошо отражать это излучение, а  при некоторых условиях не просто отражать, а многократно  переотражать это излучение. Условие многоходового преобразования  известно  внутри самого лазера, т.е. внутри самой клетки, имеющей многие пары взаимнопараллельных мембранных и иных жидкокристаллических поверхностей. Роль же внешнего зеркала для создания, так называемой,   трёхзеркальной схемы (по которой работает наш лазер), может служить  мембрана соседней клетки или ЖК-слой структрурированной воды или органических молекул, если они  ориентированы нормально, т.е.  так, что переотражение  произойдёт требуемое число раз. Рассмотрим поподробнее, что происходит в процессе переотражений когерентной составляющей излучения в ИК-диапазоне в биосистеме. Известно, что вторичное  излучение всегда менее энергетично, чем первично посланная когерентная волна (за счет потерь на трение внутри колебательной системы). Конечно, при этом происходит очень слабое удлинение волны, но при многоходовой схеме эта несущественная разница может достигать значительной величины при определенных условиях переотражения. Это условие — число переотражений, при котором изменение длины волны столь велико, что возникают  комбинационные частоты (сумма и разность  двух новых частот). Так вот при таких условиях могут генирироваться  комбинационные частоты вплоть до радиодиапазона, а это и есть   моды электромагнитных колебаний как в биосистеме, так и в нашем лазере, как аналоге этих процессов in vitro. Итак, эти колебания генерируются организмом по «трехзеркальной схеме» и при наличии  когерентной составляющей. При наличии такого механизма  и при  условии  возможных колебаний  самих клеточных  мембран, обладающих электретными свойствами, могут генерироваться  и  инфранизкие частоты от  нуля и до ста  Гц.  Кроме всего прочего, возможен механизм обратного преобразования  ИК —  диапазона в электрические  низкочастотные колебания в диапазоне  от  0  до  100  Гц, если предположить наличие биопреобразователей аналогичных  фотодетекторам или магнитострикционный механизм.

Логично думать, что этот процесс взаимообратимый и протекает он по всем вышеперечисленным механизмам. Мало того, скорее всего нами перечислены  далеко ещё не все имеющие место в реальной действительности  механизмы генерации электромагнитных  мод фолевских  колебаний.

При излучении множества лазеров — целых ансамблей — сумарный фронт волны очень сложен и спеклоподобен. В этой спекл-картине может быть закодирована огромная, причем объемная информация. Объемная потому, что Среда тканей является частично полупрозрачной, а частично — рассеивающей, но не хаотично. Зависимость от фазовых набегов, отражений на границах разделов и т. д. и т. п.

Таким образом, может разворачиваться сложная геометрическая картина построения всего организма всего лишь из одной зародышевой клетки.

Кроме того, возможен механизм некогерентного построения голограмм. Краткая физическая основа этого механизма  связана с наличием двух взаимно ортогональных поляризованных  мод. При взаимодействии каждой моды с веществом происходит взаимный энергетический обмен и взаимное перетекание  энергии одной моды в другую. При этом происходит частичный отрыв энергии от оптических фотонов и трансформация этой энергии в радиоволновое излучение, которое и служит нам источником  получения информации. Это излучение имеет широкий спектр с максимальным его распределением по мощности в средневолновом диапазоне ( 500 кГц – 1 МГц ).

Это излучение  характерно тем, что имеет весьма малую мощность и большую зашумленность по всему диапазону. Ввиду совпадения частот сигнального и стохастического сигнала мы столкнулись с определенными трудностями при выделении полезного сигнала из шумов и помех, которые на десятки децибел превосходят полезный сигнал. Для обработки сигнала мы использовали так называемый «фоновый принцип». Сущность этого метода основана на специальном усреднении и накоплении детерминированного сигнала примерно так, как это происходит при обработке сложной формы радиолокационных сигналов. Нами развит и усовершенствован метод такой обработки, который позволяет, используя специально разработанный высоко стабилизированный  источник когерентного света и содержащий множество систем обратной связи,  получить и выделить вращательно — колебательные компоненты присущие только тем веществам, которые  взаимодействуют с этим излучением. Этот метод позволяет отличить одну янтарную кислоту от другой несмотря на их однородный состав по химическим элементам. Они отличаются только своей вращательно-колебательной динамикой, которую мы  научились измерять и выделять из шумов и помех.

Этот метод пригоден для анализа как живой так и неживой материи. В будущем мы надеемся разработать методы распознавания степени свежести продуктов как растительного так и животного происхождения.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

  1. Гаряев П.П., Тертышный Г.Г., Лощилов В.И., Щеглов В.А., 1997, Явление перехода света в радиоволны применительно к биосистемам. Москва. Сборник научных трудов МГТУ им. Н.Э. Баумана. «Актуальные проблемы создания биотехнических систем». Академия Медико-Технических Наук РФ. Выпуск 2. С.31-42.
  2. И.В.Прангишвили, П.П.Гаряев, Г.Г.Тертышный, В.В.Максименко, А.В.Мологин, Е.А.Леонова, Э.Р.Мулдашев, 2000, Спектроскопия радиоволновых излучений локализованных фотонов: выход на квантово-нелокальные биоинформационные процессы. Датчики и Системы, №9(18), с.2-13.
  3. Прангишвили И.В., Ануашвили А.Н., Маклаков В.В., Закономерности         проявления подвижности объекта. Сборник трудов Института проблем         управления РАН. М.,1993. Выпуск 1. с.7-
  4. Сhidichimo G., Formoso P., Golemme A., Imbardelly D., 1993, Molecular Physics, v.79, N1, pp. 25-38.
Отзывы с Facebook

admin

Комментарии:

Комментарии закрыты.