RU2103024C1 - Method and device for activating biological substances - Google Patents
Method and device for activating biological substances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103024C1 RU2103024C1 RU96101639A RU96101639A RU2103024C1 RU 2103024 C1 RU2103024 C1 RU 2103024C1 RU 96101639 A RU96101639 A RU 96101639A RU 96101639 A RU96101639 A RU 96101639A RU 2103024 C1 RU2103024 C1 RU 2103024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- activated
- electro
- discharge
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине и биотехнологии и может быть применено для получения биологически активных веществ, применяемых, например, при лечении предопухолевых и иммунодефицитных состояний. The invention relates to medicine and biotechnology and can be used to obtain biologically active substances used, for example, in the treatment of pretumor and immunodeficiency states.
Известен способ активизации биологических веществ путем воздействия на них физическим фактором (выпаривание при пониженном давлении) для получения раствора биологически активного вещества с противоопухолевым действием (см. Патент Великобритании N 1530846, МКИ A 61 K 35/74, 1979). По данному способу после культивирования в питательной среде штамма Staphylococcus epidermidis и его идентифицирования выделяют биологически активное вещество путем термического воздействия при пониженном давлении (выпаривание) с последующим растворением концентрата и фракционированием водного раствора до получения фракций с молекулярной массой 1000-5000 и 5000-10000 в форме очищенной культуральной жидкости, не содержащей клеток, обладающих противораковой активностью. A known method of activating biological substances by exposing them to a physical factor (evaporation under reduced pressure) to obtain a solution of a biologically active substance with an antitumor effect (see UK Patent N 1530846, MKI A 61 K 35/74, 1979). According to this method, after cultivation in a nutrient medium of a strain of Staphylococcus epidermidis and its identification, the biologically active substance is isolated by thermal treatment under reduced pressure (evaporation), followed by dissolution of the concentrate and fractionation of the aqueous solution to obtain fractions with a molecular weight of 1000-5000 and 5000-10000 in the form purified culture fluid that does not contain cells with anti-cancer activity.
Для осуществления вышеуказанного способа активации водного раствора биологических веществ используют устройство, содержащее блок культивирования в питательной среде штамма бактериальнных клеток, герметичную емкость для обрабатываемого клеточного сырья, нагреватель, вакуумную систему, центрифугу, фильтрующую систему типа молекулярных сит, сосуд для сбора готовой продукции в виде биологически активного вещества. To implement the above method of activating an aqueous solution of biological substances, a device is used that contains a bacterial cell strain cultivation unit in a nutrient medium, a sealed container for the processed cell raw materials, a heater, a vacuum system, a centrifuge, a molecular sieve filter system, and a vessel for collecting finished products in the form of biologically active substance.
Однако данный способ и устройство не обеспечивают достаточной степени активации водного раствора биологического вещества, о чем свидетельствует присутствие на конечной стадии фракционирования в культуральной жидкости значительной части фракций с молекулярной массой 5000-10000, обладающих меньшей противоопухолевой активностью. However, this method and device do not provide a sufficient degree of activation of an aqueous solution of a biological substance, as evidenced by the presence at the final stage of fractionation in the culture fluid of a significant portion of fractions with a molecular weight of 5000-10000, with less antitumor activity.
Кроме того, осуществление способа требует использования сложного устройства, значительных временных, материальных и энергетических затрат на получение готового продукта, а также оно не связано в едином технологическом цикле получения готового продукта. In addition, the implementation of the method requires the use of a complex device, significant time, material and energy costs for obtaining the finished product, and it is not connected in a single technological cycle of obtaining the finished product.
Наиболее близким к заявляемому объекту изобретения является способ активации биологических веществ путем их обработки физическим фактором - энергией переменного электромагнитного поля (Авт. св. СССР N 639560, кл. A 61 N 1978. Способ активации биологических веществ). Closest to the claimed subject matter of the invention is a method for activating biological substances by treating them with a physical factor - the energy of an alternating electromagnetic field (Aut. St. USSR N 639560, class A 61 N 1978. A method for activating biological substances).
Согласно данному способу активацию водных растворов биологических веществ проводят с применением энергии переменного электромагнитного поля при напряженности 75-500 Э в течение 50 - 70 мин 2-4 кратно с интервалом между обработками 23-25 ч. According to this method, the activation of aqueous solutions of biological substances is carried out using the energy of an alternating electromagnetic field at an intensity of 75-500 Oe for 50 to 70 minutes, 2-4 times with an interval between treatments of 23-25 hours
Для осуществления вышеуказанного способа активации биологических веществ применяют устройство, состоящее из герметичной неметаллической емкости для обрабатываемого водного раствора биологического вещества и источника переменного электромагнитного поля (индуктор). To implement the above method of activation of biological substances, a device is used consisting of a sealed non-metallic container for the treated aqueous solution of a biological substance and a source of alternating electromagnetic field (inductor).
Приведенные в вышеуказанном способе параметры обработки биологических веществ указывают на недостаточную степень энергетической активации с помощью переменного электромагнитного поля, требующего использования указанных выше длительных экспозиций энергетического воздействия, а также использования многодневного технологического цикла для получения конечного готового продукта. The processing parameters of biological substances given in the above method indicate an insufficient degree of energy activation using an alternating electromagnetic field, which requires the use of the above long exposures of energy exposure, as well as the use of a multi-day technological cycle to obtain the final finished product.
Столь длительный и прерывистый технологический цикл активации биологических веществ в известном способе объясняется недостаточным энергетическим воздействием на водный раствор биологически активного компонента, выполняемого переменным электромагнитным полем, несмотря на его относительно высокую напряженность (до 500 Э). По-видимому недостаточно мощное энергетическое воздействие переменного электромагнитного поля не может вызвать нарушения межмолекулярных сил и химических связей в обрабатываемом биологическом веществе, приводящих, в конечном итоге, к направленному изменению его физико-химических и биологических свойств, характеризующих его активацию. Так, например, энергия некоторых химических связей, характерных для взаимодействия органических молекул, составляют: связь H-S 3,58 эВ; связь N-N 3,64 эВ; связь H-C 3,74 эВ; связь N-C 3,65 эВ и пр. (см. Авт. св. СССР N 886907, кл. A 61 N 5/00, 1981). Поэтому энергии переменного магнитного поля явно недостаточно для прямого нарушения этих и им подобных связей, т.к. это поле лишь способно за счет поляризации влиять на ориентацию макромолекул (см. Ю.А.Холодов. Мозг в электромагнитных полях. М.: Наука, 1982, с. 108-109), а следовательно, необходимо длительное воздействие с инициированием других механизмов внутри- и/или межмолекулярных взаимодействий в активируемом биологическом веществе. При этом недостаточные энергетические возможности способа требуют применения мощного и габаритного индуктора, а также больших временных затрат и затрат в энергопотреблении. Кроме того, известное устройство не позволяет управлять энерговложением в обрабатываемый водный раствор активируемого биологического вещества, свойства которого в процессе активации со временем обработки могут существенно изменяться. Such a long and intermittent technological cycle of activation of biological substances in the known method is explained by insufficient energy exposure to an aqueous solution of a biologically active component performed by an alternating electromagnetic field, despite its relatively high intensity (up to 500 Oe). Apparently, the insufficiently powerful energy effect of an alternating electromagnetic field cannot cause disturbances in intermolecular forces and chemical bonds in the processed biological substance, leading, ultimately, to a directed change in its physicochemical and biological properties characterizing its activation. So, for example, the energy of some chemical bonds characteristic of the interaction of organic molecules are: H-S bond 3.58 eV; N-N bond 3.64 eV; H-C bond 3.74 eV; N-C bond 3.65 eV, etc. (see Aut. St. USSR N 886907, class A 61 N 5/00, 1981). Therefore, the energy of an alternating magnetic field is clearly not enough for a direct violation of these and similar bonds, because this field is only capable of influencing the orientation of macromolecules due to polarization (see Yu.A. Kholodov. The brain in electromagnetic fields. M: Nauka, 1982, pp. 108-109), and therefore, a long-term effect is necessary with the initiation of other mechanisms inside - and / or intermolecular interactions in an activated biological substance. At the same time, the insufficient energy capabilities of the method require the use of a powerful and overall inductor, as well as large time and energy costs. In addition, the known device does not allow you to control the energy input into the treated aqueous solution of the activated biological substance, the properties of which during the activation process may vary significantly with the processing time.
Все вышеуказанное снижает эффективность активации биологических веществ и не позволяет управлять энерговложением в активируемое вещество в течение всего технологического процесса его активации. All of the above reduces the effectiveness of the activation of biological substances and does not allow you to control the energy input into the activated substance during the entire technological process of its activation.
Задачей изобретения является: в части способа - повышение эффективности активации за счет интенсификации энергетического воздействия на активируемое биологическое вещество, а в части устройства - обеспечение управления энерговложением в течение всего технологического процесса активации биологического вещества, а также обеспечение равномерности энерговложения в активируемое вещество. The objective of the invention is: in terms of the method - increasing the efficiency of activation due to the intensification of the energy effect on the activated biological substance, and in the part of the device - providing control of energy input throughout the entire process of activation of the biological substance, as well as ensuring uniformity of energy input into the activated substance.
Поставленная задача в части способа достигается тем, что дополнительно на водный раствор активируемого вещества воздействуют высоковольтными импульсными электрическими разрядами в режиме электрогидравлического струйно-аэрозольного распыления раствора при разности потенциалов на разрядных электродах 3 - 10 кВ и частоте следования разрядных импульсов 1 - 70 Гц с последующей очисткой и фракционированием раствора активированного биологического вещества. The task in terms of the method is achieved by the fact that in addition to the aqueous solution of the activated substance, high-voltage pulsed electric discharges are applied in the mode of electro-hydraulic jet-aerosol spraying of the solution with a potential difference of 3 to 10 kV at the discharge electrodes and a discharge pulse repetition rate of 1 - 70 Hz, followed by cleaning and fractionation of the activated biological substance solution.
Поставленная задача в части устройства достигается тем, что оно снабжено установленным на съемной крышке емкости электрогидравлическим узлом, содержащим коаксиальный преобразователь, подключенный к источнику питания в виде генератора высоковольтных электрических импульсов (ГВЭИ), противоположно установленный к электрогидравлическому узлу фильтрующим элементом, герметично сопряженным с ним выходным патрубком на дне емкости, сообщающимся с перекачивающим насосом, выход которого через гидрораспределитель в виде регулирующего трехходового проходного крана и подающие патрубок и штуцер связан с односторонне открытой переменного сечения разрядной камерой электрогидравлического узла, с одной стороны ограниченной коаксиальным преобразователем, а с другой - пористой сетчатой мембраной, перекрывающей сопловое отверстие разрядной камеры, кроме того, устройство содержит на боковой стенке емкости и вне зоны силового электрогидравлического воздействия датчик измерения проводимости активируемого раствора, присоединенного через экранированный кабель к блоку измерения проводимости раствора, который через блок управления связан с управляющим входом генератора высоковольтных электрических импульсов (ГВЭИ), выход которого, в свою очередь, связан с входом электрического питания коаксиального преобразователя электрогидравлического узла. The task in terms of the device is achieved by the fact that it is equipped with an electro-hydraulic unit mounted on a removable lid of the tank, containing a coaxial converter connected to a power source in the form of a high-voltage electric pulse generator (HVEI), oppositely mounted to the electro-hydraulic unit by a filter element, hermetically connected to the output a branch pipe at the bottom of the tank, communicating with the transfer pump, the output of which through the valve in the form of a regulating three of a water supply valve and a supply pipe and fitting are connected to a one-sided open variable section of a discharge chamber of an electro-hydraulic unit, on the one hand limited by a coaxial converter, and on the other hand, by a porous mesh membrane overlapping the nozzle opening of the discharge chamber, in addition, the device contains on the side wall of the container and outside the zone of power electro-hydraulic impact, the conductivity measurement sensor of the activated solution connected via a shielded cable to the measurement unit conductivity of the solution, which is connected through the control unit to the control input of the high-voltage electric pulse generator (HVEI), the output of which, in turn, is connected to the input of electric power to the coaxial converter of the electro-hydraulic unit.
Дополнительно сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема общего вида и блок-схема устройства для активизации биологических веществ; на фиг. 2 - схема электрогидравлического узла с сечением в его оконечной рабочей части; на фиг. 3 - сечение в области коаксиального преобразователя и разрядной камеры электрогидравлического узла. Additionally, the invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a General view and a block diagram of a device for activating biological substances; in FIG. 2 is a diagram of an electro-hydraulic unit with a section in its terminal working part; in FIG. 3 is a section in the region of a coaxial converter and a discharge chamber of an electro-hydraulic assembly.
Для реализации способа активации биологических веществ применяют устройство, которое содержит источник питания в виде генератора высоковольтных электрических импульсов (ГВЭИ) 1, электрогидравлический узел 2, установленный на съемной крыше 3 герметичной емкости 4 для активируемого раствора 5, выполненной из полимерного материала (пищевой полиэтилен или полистерол медицинского назначения). Противоположно электрогидравлическому узлу 2 на дне емкости 4 установлен фильтрующий элемент 6, внутренняя полость которого сообщается с полостью емкости 4 через мембрану фильтра-патрона 7, выполненную из пористого фторопласта Ф-4 с номинальной удерживающей способностью 5-10 мкм. При этом внутренняя полость фильтрующего элемента 6, а через нее и полость емкости 4 сообщается через выходной патрубок 8 на дне емкости 4 с замкнутой гидросистемой 9 отвода активируемого раствора 5 из емкости 4 и подачи его через насос 10 с регулируемой производительностью и трехходовой проходной регулирующий кран 11 либо к подающему патрубку 12, установленному на съемной крышке 3, а от него через подающий штуцер 13 в разрядную камеру 14 электрогидравлического узла 2, либо к сосуду (не показан) для сбора готового продукта (активированного раствора биологического вещества) на конечной стадии технологического процесса активирования раствора 5. To implement the method of activation of biological substances, a device is used that contains a power source in the form of a high-voltage electric pulse generator (HVEI) 1, an electro-
Оконечная рабочая часть 15 электрогидравлического узла 2, все элементы которой выполнены из нержавеющей стали, содержит коаксиальный преобразователь (в виде коаксиальной электродной системы разрядных электродов), состоящий из кольцевого электрода 16 с внутренним конусом и стержневого электрода 17 с фланцем 18 на его оконечной части, разделенных диэлектрическим изолятором 19 (например, фторопластом Ф-4). Электроды 16 и 17 образуют малую конусообразную полость 20 односторонне открытой переменного сечения разрядной камеры 14. При этом фланец 18 на оконечной части стержневого электрода 17 служит защитным экраном и отражателем тепловых и ударных нагрузок, возникающих в зоне высоковольтного разряда в жидкости, и предохраняет изолятор 19 от быстрого разрушения наряду с газожидкостной барьерной фазой, заполняющей при разряде малую конусообразную полость 20. Малая конусообразная полость 20 разрядной камеры 14 сообщается через кольцевой зазор между разрядными электродами 16 и 17 с конусообразной рабочей полостью 21 разрядной камеры 14, имеющей больший размер и гидравлическое сечение, чем полость 20. Рабочая полость 21 выполнена в несущей гайке 22, присоединенной через резьбовое соединение к корпусу 23 акустического узла 2, и с одной стороны ограничена коаксиальным преобразователем, выполненным в виде системы разрядных электродов 16 и 17, а с другой - пористой сетчатой мембраной 24 из нержавеющей стали с удерживающей способностью 200 - 500 мкм, обеспечивающей исключение свободного просачивания раствора 5 (в период пауз между разрядными импульсами) из заполненной им рабочей полости 21 разрядной колоды 14 в емкость 4 за счет увеличения сил поверхностного натяжения, зависящих от величины ячеек и капилляров пористой сетчатой мембраны 24. Пористая сетчатая мембрана 24 установлена между выходным отверстием разрядной камеры 14 и сопловым конусным отверстием 25 несущей шайбы 26, зафиксированной на несущей гайке 22 штифтами 27 и подающим штуцером 13, сообщающего гидросистему 9 подачи активируемого раствора 5 с рабочей полостью 21 разрядной камеры 14 посредством подающего отверстия 28, выполненного в несущей гайке 22. The final working
На боковой стенке емкости 4 вне зоны прямого силового электрогидравлического воздействия (в нише стенки емкости) установлен датчик 29 для измерения проводимости активируемого раствора 5. Его установка обусловлена тем, что под действием электрогидравлического эффекта происходит разрушение белковых структур и молекул биологических веществ, насыщение ими водного раствора и изменение вследствие этого его электрического сопротивления, диэлектрической проницаемости и вязкости раствора. Изменение указанных параметров активируемого раствора вследствие физических, физико-химических и биологических процессов, протекающих в зоне электрогидравлической обработки раствора 5, вызывает дестабилизацию энергетических параметров инициирования ВИЭР, а следовательно, и неравномерность энерговложения в тот или иной объем раствора, находящегося в рабочей полости 21 разрядной камеры 14 в момент прохождения разрядных импульсов или их сбоя из-за невозможности инициирования разряда. Датчик 29 состоит из двух изолированных друг от друга электродов 30, рабочими окончаниями контактирующих с активируемым раствором 5 в емкости, а противоположными окончаниями подключенных через экранированный кабель 31 (для снижения помех от ВИЭР) к блоку изменения проводимости раствора 32, снабженного индикатором 33 для визуального оценки изменения проводимости активируемого раствора 5 в процессе всего технологического цикла активации биологического вещества под действием энергии ВИЭР. A sensor 29 is installed on the side wall of the vessel 4 outside the zone of direct electro-hydraulic force (in the niche of the vessel wall) to measure the conductivity of the activated solution 5. Its installation is caused by the destruction of protein structures and molecules of biological substances by the electro-hydraulic effect and their saturation with an aqueous solution and a consequent change in its electrical resistance, permittivity and viscosity of the solution. A change in the indicated parameters of the activated solution due to physical, physicochemical, and biological processes occurring in the zone of electrohydraulic processing of solution 5 causes a destabilization of the energy parameters of initiation of the VER, and, consequently, uneven energy input into one or another volume of the solution located in the working cavity of the 21
Сигнал об изменении проводимости активируемого раствора 5 поступает на вход блока измерения проводимости 32, который выполнен, например, по принципу омметра. С выхода блока 32 блока сигнал, пропорциональный проводимости, поступает на индикатор 33 и одновременно на вход блока управления 34 генератором высоковольтных электрических импульсов (ГВЭИ) 1, изменяя уровень разрядного напряжения либо за счет изменения момента инициирования разрядного промежутка при управляемом моменте разряда, либо за счет изменения величины формируемого разрядного промежутка генератора высоковольтных электрических импульсов (ГВЭИ) 1 (см. И.Т.Вовк и др. Управление электрогидроимпульсными процессами. Киев, 1986, с.109). A signal about a change in the conductivity of the activated solution 5 is fed to the input of the conductivity measuring unit 32, which is made, for example, according to the principle of an ohmmeter. From the output of block 32 of the block, a signal proportional to conductivity is fed to indicator 33 and simultaneously to the input of control unit 34 by a high-voltage electric pulse generator (HVEI) 1, changing the level of the discharge voltage either by changing the moment of initiation of the discharge gap at a controlled discharge moment, or by changes in the magnitude of the generated discharge gap of the generator of high-voltage electric pulses (HVEI) 1 (see I.T.Vovk et al. Control of electrohydropulse processes. Kiev, 1986, p. 109).
Изменение уровня разрядного напряжения в ГВЭИ 1 вызывает, в свою очередь, изменение режима работы разрядной камеры электрогидравлического узла 2 в сторону сохранения требуемого режима обработки активируемого раствора 5 при изменении его проводимости. A change in the level of discharge voltage in
Способ активации биологических веществ осуществляют следующим образом. The method of activation of biological substances is as follows.
Первоначально в емкость 4 заливают исходный раствор биологического вещества 5, подлежащего активированию, и герметизируют ее съемной крышкой 3 с закрепленным на ней электрогидравлическим узлом 2 (ЭГ-узел) с исключением его погружения в раствор 5. Расстояние между срезом сопла (сопловым отверстием 25 и несущей шайбой 26) электрогидравлического узла 2 и поверхностью раствора 5 должно быть не менее 20-30 мм для исключения его погружения в объем раствора 5 и нарушения при этом режима струйно-аэрозольного распыления (в процессе активации) раствора 5. При этом гидросистема должна быть полностью заполнена раствором 5. Initially, the initial solution of the biological substance 5 to be activated is filled into the container 4 and sealed with a removable cap 3 with an electro-hydraulic unit 2 (EG-unit) fixed on it with the exception of immersion in the solution 5. The distance between the nozzle exit (
После этого включают насос 10 и обеспечивают регулируемую циркуляцию активируемого раствора 5 путем его прокачивания через замкнутую гидросистему 9, электрогидравлический узел 2 и емкость 4. При этом первоначально раствор 5 за счет создания разряжения под мембраной фильтра-патрона 7 во внутренней полости фильтрующего элемента 6 фильтруется через мембрану фильтра-патрона 7, заполняет полость фильтрующего элемента 6 и через выходной патрубок 8 на дне емкости 4 попадает в замкнутую гидросистему 9 отвода активируемого раствора 5. After that, turn on the pump 10 and provide controlled circulation of the activated solution 5 by pumping it through a closed hydraulic system 9, an electro-
Далее раствор 5 прокачивается через насос 10 и попадает в нагнетающую линию замкнутой гидросистемы 9. Пройдя трехходовой проходной регулирующий кран 11, открывающий проход в гидросистему подачи раствора в электрогидравлический узел 2, активируемый раствор 5 через подающий патрубок 12 и подающий штуцер 13 вводится в разрядную камеру 14. Next, the solution 5 is pumped through the pump 10 and enters the discharge line of the closed hydraulic system 9. Having passed a three-way control valve through passage 11, which opens the passage into the hydraulic system for supplying the solution to the electro-
Одновременно с началом циркуляции активируемого раствора 5 включают генератор высоковольтных электрических импульсов ГВЭИ 1 (далее - генератор ГВЭИ 1). При заполнении раствором 5 разрядной камеры 14 инициируются высоковольтные импульсные электрические разряды (далее - ВИЭР) с достижением высоковольтных импульсных электрических пробоев активируемого раствора 5. Simultaneously with the beginning of the circulation of the activated solution 5 include a generator of high-voltage electrical pulses GVEI 1 (hereinafter referred to as the generator GVEI 1). When filling with a solution 5 of the
Параметры режима электрогидравлического струйно-аэрозольного распыления активируемого раствора 5, при котором достигается максимальное энерговложение в малом объеме разрядной камеры 14 электрогидравлического узла 2, следующие: разность потенциалов на разрядных электродах 3-10 кВ, частота следования разрядных импульсов 1-70 Гц. The parameters of the electro-hydraulic spray-aerosol spraying of the activated solution 5, at which the maximum energy input in the small volume of the
При этом более жесткие параметры режима (U = 7-10 кВ и F = 1-10 Гц) применяют в случае ЭГ-обработки активируемых растворов с большой исходной вязкостью и удельным сопротивлением). Щадящие параметры режима ЭГ-обработки активируемых растворов (U = 3-5 кВ и F = 10-70 Гц) применяют в случаях, когда активируемый раствор имеет малые и средние значения исходной вязкости и удельного сопротивления. Общее время электрогидравлической обработки активируемого физиологического раствора не более 20-30 мин/л раствора. Moreover, more stringent parameters of the regime (U = 7-10 kV and F = 1-10 Hz) are used in the case of EG treatment of activated solutions with a high initial viscosity and resistivity). The sparing parameters of the EG treatment regime of activated solutions (U = 3-5 kV and F = 10-70 Hz) are used in cases where the activated solution has small and medium initial viscosity and specific resistance values. The total time of electro-hydraulic treatment of the activated saline solution is not more than 20-30 min / l of solution.
Электрогидравлическая обработка раствора сопровождается мощными ударными волнами, интенсивными гидравлическими давлениями и потоками, световым, ультразвуковым и УФ-излучениями, кавитационными процессами, импульсным электромагнитным полем, ионизацией, температурным ударом в межэлектродном промежутке, образованием металлокомплексов и продуктов электроэрозии электродной системы, а также продуктов разложения (в области высоковольтного импульсного электрического пробоя) газожидкостной системы в виде озона (O3); различных форм азота NO
Энергетические параметры водяной составляющей плазмы ВИЭР при мощностях разряда 107-109 Вт составляют: импульсное давление P = 108-109 Па; T = 2000-60000 K, при этом только УФ-излучение имеет энергию квантов порядка 102 эВ. Это мощное энергетическое воздействие существенно превышает энергию разряда химических связей атомов и молекул вещества активируемого раствора 5, энергию их электронных переходов, диссоциации, координационного взаимодействия, энергию колебаний молекул, водородных связей и пр., энергия взаимодействия которых колеблется от 10-3 до 1-20 эВ. При этом происходит разложение активируемого раствора 5, попавшего в область ВИЭР, разрыв и распад составляющих его молекул, образование активных обрывков цепей молекул и радикалов, обрывков цепей, модифицированных металлокомплексами и пр. Дополнительно к этому, образующийся при ВИЭР озон (O3), присоединяясь к двойным связям высокомолекулярных соединений биологического вещества, "разрезает" их на низкомолекулярные фрагменты в виде обрывков макромолекул, молекул и полярных функциональных групп, резко изменяющих свои исходные физические и физико-химические и биологические свойства.The energy parameters of the water component of the VIEER plasma at discharge powers of 10 7 -10 9 W are: pulse pressure P = 10 8 -10 9 Pa; T = 2000-60000 K, while only UV radiation has a quantum energy of the order of 10 2 eV. This powerful energy effect significantly exceeds the discharge energy of the chemical bonds of atoms and molecules of the substance of the activated solution 5, the energy of their electronic transitions, dissociation, coordination interaction, the vibrational energy of molecules, hydrogen bonds, etc., the interaction energy of which ranges from 10 -3 to 1-20 eV. In this case, the activated solution 5 decomposed into the VER region decomposes, the molecules constituting it break and decompose, the active chain fragments of molecules and radicals form, the chain fragments are modified by metal complexes, etc. In addition, ozone (O 3 ) formed during the VIR to double bonds of high molecular weight compounds of a biological substance, "cuts" them into low molecular weight fragments in the form of fragments of macromolecules, molecules and polar functional groups that dramatically change their original physical and physico-chemical and biological properties.
Регулированием расхода активируемого раствора 5, осуществляемого прокачивающим насосом 10 и проходным регулирующим краном, подаваемого в разрядную камеру 14 электрогидравлического узла 2, меняют в ней объем раствора, участвующего в акте инициирования ВИЭР, а следовательно, воспринимающего разный уровень энергетического воздействия и образующего при этом аэрозольный, струйно-аэрозольный или струйный потоки активируемого раствора 5, вылетающего из рабочей полости 21 через пористую сетчатую мембрану 24 и сопловое отверстие 25 несущей шайбы 26 в виде факела активированных мелкодисперсных частиц, обладающих большой поверхностной энергией активации (энергией Гиббса). By adjusting the flow rate of the activated solution 5, carried out by a pumping pump 10 and a control valve through passage, supplied to the
Вновь образованное вещество по своим свойствам существенно отличается от исходного вещества до его активации (как физико-химическим, так и биологическим свойствам). При этом резко меняется его вязкость, удельная проводимость и диэлектрическая проницаемость. Заранее зная их конечные значения для вновь получаемого конечного продукта, варьируют энерговложением в исходный активируемый раствор до тех пор, пока они не будут достигнуты путем многократного прокачивания активируемого раствора 5 через разрядную камеру 14 электрогидравлического узла 2 (с попутным контролем достижения необходимых параметров активируемого раствора 5, характеризующих косвенно глубину его активации). При этом скорость и объем прокачиваемого раствора 5 регулируют скоростью прокачивающего насоса 10 и регулированием объема пропускаемого в разрядную камеру 14 раствора проходным регулирующим краном 11. Одновременно с этим осуществляется фильтрация активируемого раствора 5 от вторичных продуктов электроэрозии электродов разрядной системы электрогидравлического узла 2, образующихся при плазмохимических электро- и гидроимпульсных процессах, сопровождающих ВИЭР в жидкости. The newly formed substance in its properties differs significantly from the original substance before its activation (both physicochemical and biological properties). In this case, its viscosity, conductivity and dielectric constant change sharply. Knowing in advance their final values for the newly obtained final product, they vary by the energy input into the initial activated solution until they are achieved by repeatedly pumping the activated solution 5 through the
После достижения требуемой степени активации активируемого раствора 5 выключают генератор ГВЭИ 1. Активированный раствор 5 из емкости 4 окончательно фильтруют через фильтрующий элемент 6 и раствор 5 через насос 10 и трехходовый регулирующий кран 11 подают в сосуд-сборник готового продукта (не показан). Полученный раствор после дополнительной фильтрации центрифугированием и стерилизации можно использовать в дальнейшем в фармацевтических и биотехнологических процессах как в жидкой, так и в сухой (в виде порошка) формах. After reaching the required degree of activation of the activated solution 5, the
Предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют резко повысить эффективность активации растворов биологических веществ за счет управляемого высокоэнергетического воздействия на них комплексом физических и физико-химических факторов, энергетика которых на порядок выше внутри- и межмолекулярных связей в активируемом веществе, что позволяет за короткое время (не более 20-30 мин/1 л раствора) получать биологические вещества с новыми био- и фармакологическими свойствами, минуя чисто химические способы их модификации и активации. The proposed method and device for its implementation can dramatically increase the efficiency of activation of solutions of biological substances due to the controlled high-energy exposure to them by a complex of physical and physico-chemical factors, the energy of which is an order of magnitude higher than the intra- and intermolecular bonds in the activated substance, which allows for a short time ( no more than 20-30 min / 1 liter of solution) to obtain biological substances with new bio- and pharmacological properties, bypassing the purely chemical methods of their modification and acti ation.
Используя вышеуказанные преимущества предлагаемого способа и устройства для его осуществления, накоплен положительный опыт лечения фоновых и предраковых заболеваний женских гениталий (лейкоплакия шейки матки, эрозия шейки матки, лейкоплакия и крауроз вульвы), а также поверхностных предраковых состояний кожи типа меланомы. Using the above advantages of the proposed method and device for its implementation, positive experience has been accumulated in the treatment of background and precancerous diseases of the female genitalia (cervical leukoplakia, cervical erosion, leukoplakia and vulvar kraurosis), as well as superficial precancerous skin conditions such as melanoma.
Преимущества предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволили успешно провести экспериментально-клинические испытания новых видов лекарственных веществ биологического происхождения с противоопухолевыми свойствами на базе ВОНЦ АМН СССР. The advantages of the proposed method and device for its implementation allowed us to successfully conduct experimental clinical trials of new types of medicinal substances of biological origin with antitumor properties on the basis of the All-Russian Scientific Center for Medical Sciences of the USSR.
Пример. Оценка эффективности повышения иммунологических и лечебных свойств полученных с помощью предлагаемого способа и устройства для его осуществления активированных биологических веществ (биопрепаратов) было проведено в 1990 г. на базе НИИ ЭД и ТО ЦОНЦ АМН СССР (Изучение противоопухолевой активности шести препаратов природного происхождения: Отчет НИР N 10 (2 этап) от 1.01.90. НИИ ЭД и ТО ВОНЦ СССР и НПО "Биомед". Пермь, 1990, 47 с.). Example. Evaluation of the effectiveness of improving the immunological and therapeutic properties obtained using the proposed method and device for its implementation of activated biological substances (biological products) was carried out in 1990 on the basis of the Research Institute of ED and Maintenance Center of the Central Academy of Medical Sciences of the USSR (Study of the antitumor activity of six drugs of natural origin: Research Report N 10 (stage 2) from 1.01.90. Research Institute of ED and Maintenance of the All-Union Scientific Research Center of the USSR and NPO Biomed. Perm, 1990, 47 p.).
Исследование противоопухолевых свойств проведено на тест-модели лимфолейкоза Р-388 мышей. Эффективность биопрепарата (стафилококковый анатоксин, полученный активацией исходного стафилококкового токсина энергией ВИЭР при вышеуказанных в описании изобретения параметрах и режимах электрогидравлической обработки) исследовалась при различных вариантах внутрибрюшинного введения - 1,2 и 5-кратное введение. Терапевтический эффект оценивали по увеличению продолжительности жизни (УПЖ) леченных животных (О) по сравнению с нелеченными животными (К):
где К - контроль(продолжительность жизни нелеченных животных), сут;
О - продолжительность жизни леченных животных, сут.The study of antitumor properties was carried out on a test model of lymphocytic leukemia P-388 mice. The effectiveness of the biological product (staphylococcal toxoid obtained by activation of the initial staphylococcal toxin with the energy of VER at the above parameters and modes of electro-hydraulic treatment) was studied with various intraperitoneal administration options - 1.2 and 5-fold administration. The therapeutic effect was evaluated by the increase in life expectancy (UP) of treated animals (O) compared with untreated animals (K):
where K is the control (life expectancy of untreated animals), days;
О - life expectancy of treated animals, days.
За минимальный критерий противоопухолевой активности препарата УПЖ (для модели Р-388) принимался показатель, величина которого должна была быть не менее 25% по сравнению с контролем. For the minimum criterion of antitumor activity of the drug UPZH (for model P-388), an indicator was taken, the value of which should be at least 25% compared with the control.
Результаты экспериментов по оценке противоопухолевой активности полученного активированного энергией ВИЭР биопрепарата по сравнению со способом-прототипом приведены в таблице. The results of experiments to evaluate the antitumor activity of the obtained energy-activated VIER biological product in comparison with the prototype method are shown in the table.
Приведенные данные указывают, что активированный энергией ВИЭР биопрепарат обладает высокой противоопухолевой активностью, выражающейся средней продолжительностью жизни у 35,6% животных, всего лишь при 1-кратном введении препарата в объеме 1 мл. The data presented indicate that the biopreparation activated by energy VER has a high antitumor activity, which is expressed by the average life expectancy in 35.6% of animals, with only 1-time administration of the drug in a volume of 1 ml.
Заявляемое изобретение позволит совершенствовать разработку новых био- и медицинских технологий получения более совершенных биопрепаратов с выраженными иммунологическими свойствами, а также разработку и внедрение новых методов лечения (при получении соответствующих разрешений Фармкомитета РФ) с их помощью наиболее опасных вирусных инфекций, иммунодефицитных состояний, опухолевых образований, СПИД и др. The claimed invention will improve the development of new bio- and medical technologies for obtaining more advanced biological products with pronounced immunological properties, as well as the development and implementation of new treatment methods (upon receipt of the relevant permissions of the Pharmaceutical Committee of the Russian Federation) with their help, the most dangerous viral infections, immunodeficiency states, tumor formations, AIDS and others
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101639A RU2103024C1 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Method and device for activating biological substances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101639A RU2103024C1 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Method and device for activating biological substances |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2103024C1 true RU2103024C1 (en) | 1998-01-27 |
RU96101639A RU96101639A (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20176240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96101639A RU2103024C1 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Method and device for activating biological substances |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2103024C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006073333A3 (en) * | 2004-12-31 | 2006-09-28 | Mikhail Yurievich Gotovsky | Magnetoresonance preparations, device for individually selecting said preparations for increasing an organism life activity in actual environmental conditions |
-
1996
- 1996-01-29 RU RU96101639A patent/RU2103024C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. SU, авторское свидетельство, 639560, кл. A 61 N 2/00, 1978, 2. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006073333A3 (en) * | 2004-12-31 | 2006-09-28 | Mikhail Yurievich Gotovsky | Magnetoresonance preparations, device for individually selecting said preparations for increasing an organism life activity in actual environmental conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5766447A (en) | Method and device for treating an aqueous solution | |
JPH07508930A (en) | Pulse electric discharge device for liquid processing | |
EP3268315B1 (en) | System and method to treat fluids by sonoelectrochemistry | |
RU2103024C1 (en) | Method and device for activating biological substances | |
US20200352016A1 (en) | Nanoplasmoid suspensions and systems and devices for the generation thereof | |
RU2638569C1 (en) | Method for sterilisation using gas-discharge plasma of atmospheric pressure and device for its implementation | |
CN112154126A (en) | Ballast water treatment equipment and ballast water treatment system | |
RU164195U1 (en) | DEVICE FOR EXTRACTION OF RAW MATERIALS | |
CN102774938A (en) | Device for treating living creatures in ship ballast water by utilizing sinusoidal pulse electric field | |
EP3862420A1 (en) | Modified treatment chamber for treating cells | |
RU213560U1 (en) | FOOD SYSTEM SAFETY DEVICE | |
JPH04504998A (en) | Ozone generation due to corona discharge under high pressure | |
Fang et al. | Decoloration of Rhodamine B Aqueous Solution by Ultrasound Assisted Pulse Discharge | |
RU2181106C2 (en) | Method and device for electrochemical machining of water-bear media | |
RU23871U1 (en) | WATER TREATMENT DEVICE | |
RU29932U1 (en) | Device for the selective destruction of biological objects | |
KR102564892B1 (en) | electric water purification apparatus | |
CN115066488A (en) | Non-contact device for treating cells | |
RU96101639A (en) | METHOD FOR ACTIVATION OF BIOLOGICAL SUBSTANCES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
KR0163345B1 (en) | Electronic seed management equipment | |
RU2191520C2 (en) | Method of extracting water-soluble substances from raw plant material | |
JPS63318947A (en) | Sterilizing method and apparatus due to pulse discharge | |
CN116963848A (en) | Method for destroying organic waste with low water content | |
RU2193856C2 (en) | Liquid and fluid products treating method and apparatus | |
Dimitrieva | Effect of Plasma Discharge in Liquids on Microbiological Objects. |