RU2675696C2 - Method of disinfection without heating - Google Patents

Method of disinfection without heating Download PDF

Info

Publication number
RU2675696C2
RU2675696C2 RU2016150750A RU2016150750A RU2675696C2 RU 2675696 C2 RU2675696 C2 RU 2675696C2 RU 2016150750 A RU2016150750 A RU 2016150750A RU 2016150750 A RU2016150750 A RU 2016150750A RU 2675696 C2 RU2675696 C2 RU 2675696C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microorganisms
frequency
dna
medicine
objects
Prior art date
Application number
RU2016150750A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016150750A3 (en
RU2016150750A (en
Inventor
Александр Юрьевич Ощепков
Борис Лазаревич Ихлов
Андрей Владимирович Мельниченко
Анатолий Васильевич Бражкин
Original Assignee
Александр Юрьевич Ощепков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Юрьевич Ощепков filed Critical Александр Юрьевич Ощепков
Priority to RU2016150750A priority Critical patent/RU2675696C2/en
Publication of RU2016150750A3 publication Critical patent/RU2016150750A3/ru
Publication of RU2016150750A publication Critical patent/RU2016150750A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2675696C2 publication Critical patent/RU2675696C2/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to the field of medicine, namely to biophysics, radiobiology and sanitary medicine, and is intended for disinfection of objects without their heating. Method of killing microorganisms involves the exposure to an object of an electromagnetic field of ultrahigh frequency. Effect is carried out by the frequency, resonant torsional vibrations of DNA of microorganisms and calculated by the formulaTHz, where BP is the number of nucleotide pairs, for a nonthermal power flux density of an ultrahigh-frequency electromagnetic field of 2.5 mW/cmduring the 6T irradiation time, where T is the time of fission of microorganisms. To eliminate the orientation effect, three plane-polarized radiation perpendicular to each other are used simultaneously.EFFECT: use of the invention makes it possible to destroy harmful micro-organisms in various objects without changing the properties of disinfected objects and without harming humans and the surrounding ecosystem.3 cl

Description

Изобретение относится к областям биофизики, радиобиологии, санитарной медицины.The invention relates to the fields of biophysics, radiobiology, sanitary medicine.

Известно множество способов обеззараживания объектов при помощи электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ). Например, Корчагин Ю.В. «Способ стерилизации материалов при помощи СВЧ-излучения с высокой напряженностью поля и устройство для реализации способа» (RU 2161505. Бюл. №1, 2001 г.).There are many ways to disinfect objects using an electromagnetic field of ultrahigh frequency (EMF microwave). For example, Korchagin Yu.V. “A method of sterilizing materials using microwave radiation with high field strength and a device for implementing the method” (RU 2161505. Bull. No. 1, 2001).

Способ дезинфекции заключается в использовании маломощного источника СВЧ-излучения. Повышение напряженности поля СВЧ при помощи объемного резонатора обеспечивает уничтожение микроорганизмов. Стерилизуемый материал может перемещаться внутри резонатора. Устройство для реализации способа стерилизации состоит из магнетрона и объемного резонатора. Изобретение позволяет обеспечить возможность стерилизации диэлектрических или частично диэлектрических материалов без использования мощных генераторов СВЧ; используют источник СВЧ-излучения мощностью от 100 Вт до 5 кВт.The disinfection method consists in using a low-power source of microwave radiation. An increase in the microwave field strength with the help of a volume resonator ensures the destruction of microorganisms. The material to be sterilized can move inside the cavity. A device for implementing the sterilization method consists of a magnetron and a cavity resonator. The invention makes it possible to sterilize dielectric or partially dielectric materials without the use of powerful microwave generators; use a microwave source with a power of 100 W to 5 kW.

Недостатком является то, что стерилизуемые объекты подвергаются разрушающей термической обработке, разрушающей объекты и сужающей перечень объектов, подлежащих обеззараживанию.The disadvantage is that the sterilized objects are subjected to destructive heat treatment, destroying objects and narrowing the list of objects to be disinfected.

Изобретение Трегубовой Е.В. «Способ стерилизации сушеных пищевых продуктов» (заявка 2004110430/13, 06.04.2004) относится к стерилизации сушеных продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности, например, для борьбы с болезнетворными микроорганизмами, имеющимися в муке; в комбикормовой промышленности - для стерилизации зернофуража, а также в зерновых хозяйствах для дезинфекции семенного материала и в медицине для обеззараживания сушеных лекарственных трав. Способ предусматривает нагревание продукта после его сушки или после его хранения СВЧ-излучением при температуре 90-120°С в течение 10-30 минут, с использованием вакуума (отсутствует подача воздуха, который может быть обсеменен). Изобретение обеспечивает повышение качества высушенного или хранящегося в сушеном состоянии продукта за счет максимального уничтожения микроорганизмов.The invention of Tregubova E.V. “Method for sterilization of dried food products” (application 2004110430/13, 04/06/2004) refers to the sterilization of dried foods and can be used in the food industry, for example, to control pathogens present in flour; in the feed industry - for sterilization of grain fodder, as well as in grain farms for the disinfection of seed material and in medicine for the disinfection of dried medicinal herbs. The method involves heating the product after drying or after storing it with microwave radiation at a temperature of 90-120 ° C for 10-30 minutes, using vacuum (there is no air supply that can be seeded). The invention provides improved quality of a dried or stored in a dried state product due to the maximum destruction of microorganisms.

Недостаток способа - нагрев до температуры кипения воды, трудности с созданием вакуума. Во-вторых, далеко не все патогенные микроорганизмы гибнут при таком коротком времени нагрева.The disadvantage of this method is heating to the boiling point of water, difficulties with creating a vacuum. Secondly, far from all pathogenic microorganisms die with such a short heating time.

Прототипом изобретения является изобретение Пункова С.П. и др. «Способ дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения» (патент №2112345, 10.06.1998, http://ru-patent.info/21/10-14/2112345.html).The prototype of the invention is the invention of Punkov S.P. and others. "The method of disinsection and disinfection of materials of grain origin" (patent No. 2112345, 10.06.1998, http://ru-patent.info/21/10-14/2112345.html).

Предлагаемый способ включает методы воздействия на органические вещества, в особенности на материалы зернового происхождения и, в частности, способы воздействия, прежде всего, на поверхность объекта. Сущность изобретения: при дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения энергию СВЧ преобразуют в энергию разряда неравновесной плазмы с плотностью СВЧ воздействия 5-20 Вт/см3 в замкнутом объеме. Материалы пропускают сквозь этот замкнутый объем.The proposed method includes methods of exposure to organic substances, in particular to materials of grain origin and, in particular, methods of exposure, primarily on the surface of the object. The inventive disinsection and disinfection of materials of grain origin, microwave energy is converted into discharge energy of a nonequilibrium plasma with a microwave density of 5-20 W / cm 3 in a closed volume. Materials pass through this confined space.

Недостатком способа является использование мощностей СВЧ ЭМП, выходящих за ПДУ. Тем самым наносится вред человеку и экосистеме. Кроме того, СВЧ ЭМП такой плотности мощности вызывает разогрев, что приводит к деструкции обеззараживаемого материала.The disadvantage of this method is the use of microwave power EMF beyond the remote control. Thus, harm is caused to humans and the ecosystem. In addition, a microwave EMF of such a power density causes heating, which leads to the destruction of the disinfected material.

Задачей настоящего изобретения является изыскание эффективного способа дезинфекции материалов и предметов, пищевых продуктов; дезинфекции тары или упаковок и их содержимого; обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод, измерительных, оптических и других приборов, в том числе в космических аппаратах, и т.д. без изменения свойств обеззараживаемых объектов и без нанесения вреда человеку и окружающей экосистеме.The objective of the present invention is to find an effective method of disinfection of materials and objects, food; disinfection of containers or packages and their contents; water treatment, industrial and domestic wastewater or sewage sludge, measuring, optical and other devices, including spacecraft, etc. without changing the properties of disinfected objects and without harming humans and the surrounding ecosystem.

Поставленная задача была решена путем воздействия на ДНК микроорганизмов нетепловым резонансным сверхвысокочастотным электромагнитным полем, частота которого совпадает с собственной частотой крутильных колебаний ДНК микроорганизмов. Данный способ лишен указанных недостатков и может применяться не только для дезинфекции семян или лекарственных трав, но также приборов, медицинских инструментов и т.д. Для осуществления способа необходимо знать, какие именно микроорганизмы подлежат уничтожению.The problem was solved by exposing the DNA of microorganisms to a non-thermal resonant microwave field, the frequency of which coincides with the natural frequency of torsional vibrations of the DNA of microorganisms. This method is devoid of these disadvantages and can be used not only for disinfection of seeds or herbs, but also devices, medical instruments, etc. To implement the method, you need to know which microorganisms are subject to destruction.

Способ состоит из следующих этапов.The method consists of the following steps.

Определяется число пар нуклеотидов в ядерных ДНК вредных микроорганизмов и время деления микроорганизмов Т (в экспоненциальной фазе).The number of nucleotide pairs in the nuclear DNA of harmful microorganisms and the division time of microorganisms T (in the exponential phase) are determined.

По этим параметрам вычисляются собственные частоты крутильных колебаний выделенных ДНК

Figure 00000001
(BP - число пар нуклеотидов).Using these parameters, the natural frequencies of torsional vibrations of the extracted DNA are calculated
Figure 00000001
(BP is the number of nucleotide pairs).

Объект облучается электромагнитным полем данной резонансной сверхвысокой частоты с плотностью потока мощности 2,5 мВт/см2 в течение 6Т времени облучения. (Например, время деления Е. coli - до 0,5 часа, время экспозиции поля - 3 часа.) В ходе облучения болезнетворные микроорганизмы погибают.The object is irradiated by the electromagnetic field of this resonant microwave frequency with a power flux density of 2.5 mW / cm 2 for 6T exposure time. (For example, the division time of E. coli is up to 0.5 hours, the exposure time of the field is 3 hours.) During irradiation, pathogens die.

Физический механизм, лежащий в основе способа, заключается в следующем. Молекула ДНК имеет собственную частоту механических крутильных колебаний. При возбуждении этих колебаний молекула испускает электромагнитную волну в СВЧ-диапазоне. Следовательно (как показал эксперимент), молекула ДНК способна поглощать СВЧ-волны, при этом в ней возбуждаются крутильные колебания.The physical mechanism underlying the method is as follows. A DNA molecule has its own frequency of mechanical torsional vibrations. When these vibrations are excited, the molecule emits an electromagnetic wave in the microwave range. Therefore (as the experiment showed), a DNA molecule is capable of absorbing microwave waves, while torsional vibrations are excited in it.

Перед делением клетки микроорганизма кольцевая ДНК разрывается, одна нить ДНК начинает разворачиваться вокруг другой. После чего к каждой нити подтаскиваются основания ДНК.Before dividing a microorganism cell, the circular DNA breaks, one strand of DNA begins to unfold around another. Then, DNA bases are pulled to each strand.

Воздействие на ДНК клетки резонансным ЭМП воспрепятствует репликации ДНК, и клетка погибнет (что подтвердили эксперименты на Е. coli).Exposure of resonant electromagnetic fields to the cell’s DNA will prevent DNA replication, and the cell will die (as confirmed by experiments on E. coli).

Скорость развертывания нитей спирали ДНК - порядка 102 оборотов в секунду. Пары нуклеотидов нарастают на каждой нити со скоростью порядка 102 оснований в секунду. Следовательно, ЭМП с частотой порядка 109 Гц успевает продействовать, препятствуя контакту оснований и ферментов с нитями спирали ДНК.The speed of deployment of DNA helix strands is about 10 2 revolutions per second. Nucleotide pairs grow on each strand at a rate of about 10 2 bases per second. Therefore, EMF with a frequency of the order of 10 9 Hz manages to act, preventing the contact of the bases and enzymes with the DNA strands.

Поскольку уровень нетепловой, а частота резонансная, поле будет воздействовать только на конкретную ДНК. Таким образом, решена задача предохранения обслуживающего персонала и окружающей экосистемы, а также сохранения обеззараживаемого материала без деструкции.Since the level is non-thermal and the frequency is resonant, the field will only affect a specific DNA. Thus, the task of protecting staff and the surrounding ecosystem, as well as preserving the disinfected material without destruction, has been solved.

Claims (3)

1. Способ уничтожения микроорганизмов, включающий воздействие на объект электромагнитного поля сверхвысокой частоты, отличающийся тем, что воздействие осуществляется частотой, резонансной крутильным колебаниям ДНК микроорганизмов и вычисленной по формуле
Figure 00000002
ТГц, где BP - число пар нуклеотидов, при нетепловом уровне плотности потока мощности электромагнитного поля сверхвысокой частоты 2,5 мВт/см2 в течение 6Т времени облучения, где Т - время деления микроорганизмов.1. A method of destroying microorganisms, including exposure to an object of an electromagnetic field of ultrahigh frequency, characterized in that the exposure is carried out by a frequency resonant to the torsional vibrations of the DNA of microorganisms and calculated by the formula
Figure 00000002
THz, where BP is the number of nucleotide pairs, at a non-thermal level of the power flux density of the electromagnetic field of an ultrahigh frequency of 2.5 mW / cm 2 for 6T irradiation time, where T is the division time of microorganisms. 2. Способ уничтожения микроорганизмов по п. 1, отличающийся тем, что резонансная частота крутильным колебаниям ДНК микроорганизмов составляет (2-15)⋅109 Гц.2. The method of destroying microorganisms according to claim 1, characterized in that the resonant frequency of torsional vibrations of DNA of microorganisms is (2-15) ⋅10 9 Hz. 3. Способ уничтожения микроорганизмов по п. 1, отличающийся тем, что для устранения ориентационного эффекта используются одновременно три плоскополяризованных излучения, перпендикулярных друг другу.3. The method of destroying microorganisms according to claim 1, characterized in that to eliminate the orientation effect, three plane-polarized radiation are used simultaneously, perpendicular to each other.
RU2016150750A 2016-12-22 2016-12-22 Method of disinfection without heating RU2675696C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150750A RU2675696C2 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Method of disinfection without heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150750A RU2675696C2 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Method of disinfection without heating

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016150750A3 RU2016150750A3 (en) 2018-06-25
RU2016150750A RU2016150750A (en) 2018-06-25
RU2675696C2 true RU2675696C2 (en) 2018-12-24

Family

ID=62713331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150750A RU2675696C2 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Method of disinfection without heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675696C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781897C1 (en) * 2021-06-28 2022-10-19 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Аграрный Научный Центр "Донской" Method for suppression of phytopathogens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061351C1 (en) * 1994-01-07 1996-06-10 Рустам Маан Ахмад Method and apparatus for microwave treatment of grain
RU2112345C1 (en) * 1997-02-20 1998-06-10 Научно-производственная фирма "НОВТЭКС" Cereal material disinsection and disinfection method
RU2129879C1 (en) * 1998-04-08 1999-05-10 Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены Method of decontamination of impersonal use bedding and device for its embodiment
RU2398877C1 (en) * 2009-02-12 2010-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Сем Технолоджи" Microorganism inhibition method
RU2535625C1 (en) * 2013-07-02 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" Method of decontamination and device to this end

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061351C1 (en) * 1994-01-07 1996-06-10 Рустам Маан Ахмад Method and apparatus for microwave treatment of grain
RU2112345C1 (en) * 1997-02-20 1998-06-10 Научно-производственная фирма "НОВТЭКС" Cereal material disinsection and disinfection method
RU2129879C1 (en) * 1998-04-08 1999-05-10 Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены Method of decontamination of impersonal use bedding and device for its embodiment
RU2398877C1 (en) * 2009-02-12 2010-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Сем Технолоджи" Microorganism inhibition method
RU2535625C1 (en) * 2013-07-02 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" Method of decontamination and device to this end

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781897C1 (en) * 2021-06-28 2022-10-19 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Аграрный Научный Центр "Донской" Method for suppression of phytopathogens

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016150750A3 (en) 2018-06-25
RU2016150750A (en) 2018-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mir et al. Understanding the role of plasma technology in food industry
Gómez-López et al. Guidelines on reporting treatment conditions for emerging technologies in food processing
US3708263A (en) Method for continuous sterilization at low temperature
KR100356101B1 (en) Method for disinfection or sterilization of foods such as meat and vegetable products or produce, of feeding stuffs, machinery and equipment for foods and feeding stuff production, and a technical plant designed to carry out the method
US3837805A (en) Apparatus for continuous sterilization at low temperature
US9125958B2 (en) Microwave disinfection and sterilization
Stoica et al. Atmospheric cold plasma as new strategy for foods processing-an overview.
Sokovnin et al. Properties of hens’ eggs after surface irradiation by nanosecond electron beam
Khalili et al. A study of the effect of gliding arc non-thermal plasma on almonds decontamination
Deepak Review on recent advances in cold plasma technology
Masotti et al. Current insights into non-thermal preservation technologies alternative to conventional high-temperature short-time pasteurization of drinking milk
RU2675696C2 (en) Method of disinfection without heating
JP2007097520A (en) Method for sterilizing and producing fish paste product using oxygen nanobubble, and aseptic fish paste product obtained by the same
RU2729813C2 (en) Method of surface disinfection of eggs
ASLAN The effect of dielectric barrier discharge plasma treatment on the microorganisms found in raw cow’s milk
JP2010166855A (en) Processing method for long storage of cereal, cereals processed to be storable for long, and processing apparatus for long storage of cereal
JP6751938B2 (en) Sterilization method using pulse plasma and sterilized object
Di Benedetto et al. Alternative non thermal approaches: microwave, ultrasound, pulsed electric fields, irradiation
RU2610131C2 (en) Degreasing and disinfection method of slaughter animals raw casings
Barbosa-Cánovas et al. Other novel milk preservation technologies: ultrasound, irradiation, microwave, radio frequency, ohmic heating, ultraviolet light and bacteriocins
RU2677783C2 (en) Method of quick simultaneous sterilization, disinfection and disinsection of food products
RU2294124C2 (en) Method for sterilization of desiccated foodstuffs
WO2007023547A1 (en) Method of low-temperature dry sterilization and apparatus therefor
Kaluwahandi Effectiveness of Atmospheric Cold Plasma in Inactivating Microorganisms
Ucak et al. Electro–Technologies

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Changing information about author(s)