RU2733579C1 - Device for reducing resistance of microorganisms - Google Patents
Device for reducing resistance of microorganisms Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733579C1 RU2733579C1 RU2020106412A RU2020106412A RU2733579C1 RU 2733579 C1 RU2733579 C1 RU 2733579C1 RU 2020106412 A RU2020106412 A RU 2020106412A RU 2020106412 A RU2020106412 A RU 2020106412A RU 2733579 C1 RU2733579 C1 RU 2733579C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- power amplifier
- unit
- frequency
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (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)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам электромагнитного воздействия на биологические объекты: микроорганизмы, человека и животных, в частности к устройствам высокочастотной терапии и может применяться в медицинской и ветеринарной практике для комплексного и автономного лечения воспалительных заболеваний человека и животных.The invention relates to systems of electromagnetic effects on biological objects: microorganisms, humans and animals, in particular to devices for high-frequency therapy and can be used in medical and veterinary practice for the complex and autonomous treatment of inflammatory diseases in humans and animals.
Прототипом заявляемого изобретения является патент СССР №1831343. Данное устройство содержит импульсный генератор псевдослучайного сигнала, генератор сверхвысокой частоты, блок формирования управляющего напряжения и антенный тракт. Частота генератора сверхвысокой частоты модулируется по частоте по квазислучайному закону с заданными параметрами. Амплитудная модуляция сигнала сверхвысокой частоты осуществляется с помощью блока формирования управляющего сигнала, подключенного к управляющему входу генератора высокой частоты.The prototype of the claimed invention is the USSR patent No. 1831343. This device contains a pulse generator of a pseudo-random signal, a microwave generator, a control voltage generating unit and an antenna path. The frequency of the microwave generator is modulated in frequency according to a quasi-random law with specified parameters. Amplitude modulation of the ultrahigh frequency signal is carried out using a control signal forming unit connected to the control input of the high frequency generator.
Однако в известном техническом решении не предусмотрена возможность моделирования излучений, отражающих микроволновые «всплески» в сантиметровом диапазоне длин волн, связанные с процессами взрывного характера, происходящими в хромосфере Солнца и достигающими поверхности Земли. Как показали экспериментальные исследования, они необходимы для снижения резистентных свойств микроорганизмов. Для этих всплесков характерно изменение ширины спектра и интенсивности излучения. При этом начальный период развития всплеска связан с широким спектром излучения (узкой эффективной его длительностью). Затем происходит его развитие, сопровождающееся сужением спектра излучения (увеличением его эффективной длительности). При этом интенсивность излучения по мере развития всплеска возрастает. После достижения всплеском максимального развития происходит обратный процесс - возвращение к исходному состоянию. При этом происходит сужение спектра микроволнового излучения, сопровождающееся уменьшением его эффективности. При таких параметрах низкоинтенсивного излучения с плотностью, не превышающей 100 мкВт/см2, происходит снижение резистентных свойств микроорганизмов. Механизм такого изменения резистентных свойств основан на возбуждении в структуре микроорганизмов при поглощении ею электромагнитного излучения упругих колебаний. Эти колебания препятствуют формированию микроорганизмами биопленок - основной причины усиления их резистентных свойств.However, the known technical solution does not provide for the possibility of modeling radiation reflecting microwave "bursts" in the centimeter wavelength range associated with explosive processes occurring in the solar chromosphere and reaching the Earth's surface. Experimental studies have shown that they are necessary to reduce the resistant properties of microorganisms. These bursts are characterized by a change in the spectral width and radiation intensity. In this case, the initial period of the burst development is associated with a wide spectrum of radiation (its narrow effective duration). Then it develops, accompanied by a narrowing of the radiation spectrum (an increase in its effective duration). In this case, the radiation intensity increases with the development of the burst. After the burst reaches its maximum development, the reverse process occurs - a return to its original state. In this case, the spectrum of microwave radiation narrows, accompanied by a decrease in its efficiency. With such parameters of low-intensity radiation with a density not exceeding 100 μW / cm 2 , the resistance properties of microorganisms decrease. The mechanism of such a change in the resistance properties is based on the excitation of elastic vibrations in the structure of microorganisms when it absorbs electromagnetic radiation. These fluctuations prevent the formation of biofilms by microorganisms - the main reason for the enhancement of their resistant properties.
Недостатком прототипа следует также признать отсутствие программного формирования управляющих сигналов для осуществления амплитудной и частотной модуляции излучаемого сигнала, а также индикатора излучения сигнала сверхвысокой частоты.The disadvantage of the prototype should also be recognized as the lack of software generation of control signals for the implementation of amplitude and frequency modulation of the emitted signal, as well as the indicator of the emission of a microwave signal.
На основании проведенного исследования технических решений, направленных на восстановление регуляторных функций в организме с помощью электромагнитных излучений можно сделать вывод о том, что все ранее описанные технические решения основаны на эмпирическом подходе к оценке управляющей роли электромагнитных излучений на биологические объекты. Это существенным образом ограничивает их применение для коррекции нарушений регуляторных функций в организме человека.Based on the study of technical solutions aimed at restoring regulatory functions in the body using electromagnetic radiation, it can be concluded that all previously described technical solutions are based on an empirical approach to assessing the control role of electromagnetic radiation on biological objects. This significantly limits their use for correcting violations of regulatory functions in the human body.
Указанные недостатки прототипа лежат в основе технической проблемы, решение которой позволит повысить эффективность применения моделированного микроволнового излучения Солнца при лечении воспалительных заболеваний человека на всех этапах развития патологического процесса.The indicated disadvantages of the prototype underlie the technical problem, the solution of which will increase the efficiency of the use of simulated microwave radiation from the Sun in the treatment of human inflammatory diseases at all stages of the development of the pathological process.
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение является осуществление возможности моделирования микроволнового излучения Солнца, достигающего поверхности Земли, которое может применяться для лечения воспалительных заболеваний человека и животных. На всем протяжении эволюции организмов и микроорганизмов, в частности, Солнце играло важную роль в поддержании в них гомеостаза, препятствующего усилению условно-патогенных свойств микроорганизмов. В настоящее время управляющая роль природного электромагнитного фактора в природе в микроволновом диапазоне длин волн заметно ослаблена из-за электромагнитного загрязнения окружающей среды. Это загрязнение приводит к ослаблению гомеостатических функций в организме и сопровождается усилением условно-патогенных свойств микроорганизмов, а также усилением резистентных свойств микроорганизмов.The technical problem to be solved by the present invention is the implementation of the possibility of modeling microwave radiation from the Sun reaching the Earth's surface, which can be used to treat inflammatory diseases in humans and animals. Throughout the evolution of organisms and microorganisms, in particular, the Sun has played an important role in maintaining homeostasis in them, which prevents the strengthening of the opportunistic properties of microorganisms. At present, the controlling role of the natural electromagnetic factor in nature in the microwave range of wavelengths is noticeably weakened due to electromagnetic pollution of the environment. This contamination leads to a weakening of homeostatic functions in the body and is accompanied by an increase in the opportunistic properties of microorganisms, as well as an increase in the resistant properties of microorganisms.
Технической задачей является создание устройства, позволяющего моделировать в сантиметровом диапазоне частот микроволновые всплески Солнца с изменяемой во времени шириной спектра и интенсивностью мощности излучения на выходе антенны, не превышающей 100 мкВт/см2.The technical task is to create a device that allows simulating in the centimeter frequency range microwave bursts of the Sun with a time-varying spectral width and radiation power intensity at the antenna output, not exceeding 100 μW / cm 2 .
Устройство для снижения резистентных свойств микроорганизмов, содержащее последовательно соединенные модулятор, генератор управляемый напряжением, состоящий из управляемого реактивного элемента, генератора высокой частоты и умножителя частоты, усилитель мощности, связанный с антенным блоком, а также блок формирования управляющего напряжения, согласно изобретению вход блока формирования управляющего напряжения подключен к выходу блока программного управления параметрами амплитудной модуляции, а выход блока формирования управляющего напряжения подключен ко входу электропитания усилителя мощности, при этом для контроля излучения сигнала сверхвысокой частоты используется встроенный индикатор излучения.A device for reducing the resistance properties of microorganisms, containing a series-connected modulator, a voltage-controlled generator consisting of a controlled reactive element, a high-frequency generator and a frequency multiplier, a power amplifier connected to the antenna unit, as well as a control voltage generating unit, according to the invention, the input of the control generating unit voltage is connected to the output of the program control unit for the amplitude modulation parameters, and the output of the control voltage generation unit is connected to the power supply input of the power amplifier, while the built-in radiation indicator is used to control the emission of the microwave signal.
Модулятор, выполнен в виде блока программного управления параметрами частотной модуляции, выход которого подключен к входу генератора, управляемого напряжением.The modulator is made in the form of a block for programmed control of frequency modulation parameters, the output of which is connected to the input of a voltage-controlled generator.
Блок формирования управляющего напряжения, выполнен в виде устройства изменения напряжения электропитания усилителя мощности и имеет возможность программного изменения напряжения электропитания усилителя мощности посредством блока программного управления параметрами амплитудной модуляции и лежит в диапазоне значений от минимально допустимого до максимально допустимого, при которых обеспечивается генерация сигнала сверхвысокой частоты с изменяемой во времени шириной спектра и интенсивностью мощности на выходе антенны, не превышающей 100 мкВт/см2.The control voltage generation unit is made in the form of a device for changing the power supply voltage of the power amplifier and has the ability to programmatically change the power supply voltage of the power amplifier by means of the program control unit for the amplitude modulation parameters and lies in the range of values from the minimum permissible to the maximum permissible, at which the generation of an ultrahigh frequency signal with the time-varying spectrum width and the power intensity at the antenna output not exceeding 100 μW / cm 2 .
В то же время блок формирования управляющего напряжения выполнен с возможностью изменения параметров электропитания усилителя мощности от минимально допустимого до максимально допустимого значения и обратно периодически по линейному или нелинейному закону с периодом повторения от 1 секунды до 30 минут.At the same time, the control voltage generating unit is configured to change the power supply parameters of the power amplifier from the minimum allowable value to the maximum allowable value and back periodically according to a linear or nonlinear law with a repetition period from 1 second to 30 minutes.
Управление блоками программного управления параметрами амплитудной и частотной модуляции осуществляется от встроенного пульта выбора программ, подключенного к ним. Для контроля излучения сигнала сверхвысокой частоты используется встроенный индикатор излучения.The control blocks for program control of amplitude and frequency modulation parameters are carried out from the built-in program selection panel connected to them. A built-in radiation indicator is used to monitor the emission of a microwave signal.
Совокупность существенных признаков изобретения позволяет решить техническую задачу следующим образом:The set of essential features of the invention allows you to solve the technical problem as follows:
С пульта управления выбора программ осуществляется выбор программ амплитудной и частотной модуляции в блоках программного управления параметрами амплитудной и частотной модуляции соответственно. С выхода блока программного управления параметрами частотной модуляции сигнал, содержащий выбранные с помощью пульта выбора программ параметры частной модуляции, подается на генератор, управляемый напряжением. С выхода генератора сверхвысокой частоты, управляемого напряжением, сигнал подается на усилитель мощности. Усиление сигнала усилителем мощности зависит от амплитуды электропитания. При изменении амплитуды электропитания сверхвысокочастотного транзистора, на базе которого выполнен усилитель мощности, осуществляемое от блока формирования управляющего напряжения программно с помощью блока программного управления параметрами амплитудной модуляции, сигнал на его выходе будет изменяться не только по амплитуде сигнала, но и по ширине его спектра. При этом максимальная ширина спектра сигнала и минимальная его амплитуда будет иметь место при максимально допустимом уменьшении амплитуды электропитания от номинального значения, а минимальная ширина спектра сигнала и максимальная его амплитуда будет иметь место при номинальном значении электропитания, подаваемого на коллектор сверхвысокочастотного транзистора усилителя мощности. Периодически характер изменения электропитания усилителя мощности приведет к формированию сигнала с измененяемой амплитудой и шириной спектра, который имитирует «всплеск» микроволнового излучения Солнца. При этом излучаемый сигнал будет промодулирован также и по частоте с параметрами, которые определены блоком программного управления параметрами частотной модуляции. Сформированный вышеописанным образом сигнал излучается антенным блоком в направлении биологического объекта. Антенный блок может быть выполнен в виде вибраторной антенны.The program selection control panel is used to select the amplitude and frequency modulation programs in the blocks for program control of the amplitude and frequency modulation parameters, respectively. From the output of the program control block for the frequency modulation parameters, the signal containing the parameters of the private modulation selected using the program selection panel is fed to the voltage-controlled generator. From the output of the voltage controlled microwave generator, the signal is fed to the power amplifier. The amplification of the signal by the power amplifier depends on the amplitude of the power supply. When the amplitude of the power supply of the microwave transistor, on the basis of which the power amplifier is made, is implemented from the control voltage generation unit programmatically using the program control unit for the amplitude modulation parameters, the signal at its output will change not only in the amplitude of the signal, but also in the width of its spectrum. In this case, the maximum signal spectrum width and its minimum amplitude will occur at the maximum allowable decrease in the amplitude of the power supply from the nominal value, and the minimum signal spectrum width and its maximum amplitude will take place at the nominal value of the power supply supplied to the collector of the microwave power amplifier transistor. Periodically, the nature of the change in the power supply of the power amplifier will lead to the formation of a signal with a variable amplitude and spectrum width, which simulates a "burst" of microwave radiation from the Sun. In this case, the emitted signal will also be modulated in frequency with the parameters that are determined by the program control block for the frequency modulation parameters. The signal generated in the above manner is emitted by the antenna unit in the direction of the biological object. The antenna unit can be made in the form of a vibrator antenna.
Излучаемый антенным блоком сверхвысокочастотный сигнал представляет собой электромагнитное излучение, промодулированное по амплитуде по линейному или нелинейному закону с периодом повторения от 1 секунды до 30 минут и частоте дискретным составным частотно-модулированным сигналом, у которого для каждого дискрета длительность дискрета τi, начальная частота f0, скорость df/dt изменения частоты изменяются в пределах: τi= (0,01 - 1) с; f0 = (20 - 14000) Гц; df/dt = ± (5-200)⋅103 Гц/с. Кроме этого, использование блока программного управления параметрами частотной модуляции позволяет оперативно корректировать параметры частотной модуляции из диапазона вышеуказанных значений, а также использовать и другие модулирующие сигналы, например, отрывки из музыкальных произведений известных композиторов Моцарта, Чайковского, Вивальди и т.п.The microwave signal emitted by the antenna unit is electromagnetic radiation modulated in amplitude according to a linear or nonlinear law with a repetition period from 1 second to 30 minutes and a frequency of a discrete composite frequency-modulated signal, in which for each sample the discrete duration τ i , the initial frequency f 0 , the rate df / dt of frequency change varies within: τ i = (0.01 - 1) s; f 0 = (20 - 14000) Hz; df / dt = ± (5-200) ⋅10 3 Hz / s. In addition, the use of the program control block for the frequency modulation parameters allows you to quickly adjust the frequency modulation parameters from the range of the above values, as well as use other modulating signals, for example, excerpts from musical works of famous composers Mozart, Tchaikovsky, Vivaldi, etc.
При этом плотность потока мощности излучения антенным блоком не превышает 100 мкВт/см2. Время однократной экспозиции не превышает (15-20) мин. Рабочий диапазон длин волн: от 1 см до 10 см.In this case, the power flux density of the radiation from the antenna unit does not exceed 100 μW / cm 2 . The time of a single exposure does not exceed (15-20) minutes. Working wavelength range: 1 cm to 10 cm.
Индикатор излучения, представляющий собой приемник прямого усиления излучаемого сигнала, позволяет контролировать с помощью индикатора в виде светодиода наличие излучения при работе устройства.The radiation indicator, which is a receiver for direct amplification of the emitted signal, allows you to control the presence of radiation during the operation of the device using an indicator in the form of an LED.
Существенным отличием устройства для снижения резистентных свойств микроорганизмов является возможность изменения напряжения электропитания усилителя мощности с помощью блока формирования управляющего напряжения, которая осуществляется программно от блока программного управления параметрами амплитудной модуляции и лежит в диапазоне значений от минимально допустимых до максимально допустимых, при которых обеспечивается генерация сигнала сверхвысокой частоты с изменяемой шириной спектра и интенсивностью мощности на выходе антенны, не превышающей 100 мкВт/см2. При этом параметры электропитания усилителя мощности изменяются от минимального до максимального значения и обратно периодически по линейному или нелинейному закону с периодом повторения от 1 секунды до 30 минут.A significant difference between the device for reducing the resistive properties of microorganisms is the ability to change the power supply voltage of the power amplifier using the control voltage generation unit, which is carried out programmatically from the program control unit for the amplitude modulation parameters and lies in the range of values from the minimum permissible to the maximum permissible, at which the generation of an ultrahigh signal is provided. frequencies with variable spectral width and power intensity at the antenna output not exceeding 100 μW / cm 2 . In this case, the parameters of the power supply of the power amplifier change from a minimum to a maximum value and back periodically according to a linear or non-linear law with a repetition period from 1 second to 30 minutes.
Реализация особенностей амплитудной модуляции в устройстве для снижения резистентных свойств микроорганизмов при моделировании микроволновых всплесков Солнца основана на известной связи ширины спектра колебаний Δf с центральной (резонансной) частотой и добротностью контура Q, определяемой соотношениемThe implementation of the features of amplitude modulation in a device for reducing the resistant properties of microorganisms when simulating microwave bursts of the Sun is based on the known relationship between the width of the oscillation spectrum Δf with the central (resonant) frequency and the quality factor of the circuit Q, determined by the relation
Δf = f0 / Q.Δf = f 0 / Q.
Из этого соотношения следует, что изменяя добротность колебательной системы усилителя мощности, можно добиться изменения не только ширины спектра генерируемого сигнала, но и его мощности. Последнее следует из обратно пропорциональной зависимости ширины спектра колебаний и их мощности. На основании известного соотношения добротностиIt follows from this relationship that by changing the Q-factor of the oscillatory system of the power amplifier, it is possible to change not only the width of the spectrum of the generated signal, but also its power. The latter follows from the inversely proportional dependence of the width of the spectrum of oscillations and their power. Based on the known figure of merit ratio
Q = 2π f0 W/Pd,Q = 2π f 0 W / P d ,
где W - энергия, запасаемая в колебательной системе;where W is the energy stored in the oscillatory system;
Pd - рассеиваемая мощность,P d - power dissipation,
можно сделать вывод, что изменение добротности колебательной системы напрямую связано с изменением энергии, запасаемой в контуре.it can be concluded that the change in the quality factor of the oscillatory system is directly related to the change in the energy stored in the circuit.
Так как значение этой энергии определяется соотношениемSince the value of this energy is determined by the ratio
W = q2 макс / 2C = LI2 макс /2,W = q2 Max/ 2C = LI2 Max / 2,
где qмакс - максимальное значение заряда, накапливаемое на обкладках конденсатора С, входящего в состав контура;where q max is the maximum charge value accumulated on the plates of the capacitor C, which is part of the circuit;
I макс - максимальная сила тока, протекающая через индуктивность L контура,I Max - the maximum current flowing through the inductance L of the circuit,
то из него следует, что управление энергией, запасаемой в контуре, а, следовательно, и его добротностью Q, можно осуществлять напряжением, подаваемым на контур. Это же напряжение является напряжением питания, сверхвысокочастотного транзистора, на базе которого выполнен усилитель мощности колебаний сверхвысокой частоты. При этом значение рассеиваемой мощности Pd в управлении добротностью контура при изменении напряжения питания можно оценить только в эксперименте.then it follows from it that the control of the energy stored in the circuit, and, consequently, its quality factor Q, can be carried out by the voltage supplied to the circuit. The same voltage is the supply voltage of the ultra-high-frequency transistor, on the basis of which the ultra-high-frequency oscillation power amplifier is made. In this case, the value of the dissipated power P d in the control of the Q-factor of the circuit with a change in the supply voltage can be estimated only in experiment.
На основании вышеизложенного следует, что изменение электропитания сверхвысокочастотного транзистора усилителя мощности, можно реализовать амплитудную модуляцию выходного излучения с заданными параметрами.Based on the foregoing, it follows that by changing the power supply of the microwave power amplifier transistor, amplitude modulation of the output radiation with the given parameters can be realized.
Высокая эффективность устройства для снижения резистентных свойств микроорганизмов доказана в серии экспериментальных исследований по оценке модифицирующего действия моделируемого излучения на резистентные свойства микроорганизмов. Результаты моделирования такого излучения в диапазоне частот 4,0-4,3 ГГц с плотностью потока мощности, не превышающей 100 мкВт/см2, показали, что при этих условиях происходит снижение резистентных свойств микроорганизмов. Механизм такого изменения резистентных свойств основан на возбуждении в структуре микроорганизмов при поглощении ею электромагнитного излучения упругих колебаний. Эти колебания препятствуют формированию микроорганизмами биопленок - основной причины усиления их резистентных свойств.The high efficiency of the device for reducing the resistant properties of microorganisms has been proven in a series of experimental studies to assess the modifying effect of simulated radiation on the resistant properties of microorganisms. The results of modeling such radiation in the frequency range of 4.0-4.3 GHz with a power flux density not exceeding 100 μW / cm 2 showed that under these conditions the resistance properties of microorganisms decrease. The mechanism of such a change in the resistance properties is based on the excitation of elastic vibrations in the structure of microorganisms when it absorbs electromagnetic radiation. These fluctuations prevent the formation of biofilms by microorganisms - the main reason for the enhancement of their resistant properties.
Результаты экспериментальных исследований подтвердили высокую эффективность устройства по снижению резистентности условно патогенных микроорганизмов. Применение устройства позволит повысить эффективность профилактики и комплексного лечения широкого спектра воспалительных заболеваний человека.The results of experimental studies have confirmed the high efficiency of the device for reducing the resistance of opportunistic pathogenic microorganisms. The use of the device will increase the effectiveness of prevention and complex treatment of a wide range of inflammatory human diseases.
Качественные изменения можно проиллюстрировать электронными микроскопиями. В эксперименте с золотистым стафилококком в сравнении с контролем (Фиг. 1) наблюдается (Фиг. 2) ослабление процесса образования внеклеточного матрикса (биопленки), его деструктуризация (в правой части микроскопии (Фиг. 2)). На это указывает область темного цвета и клетки бактерии, свободные от матрикса. Чувствительность золотистого стафилококка к антимикробным препаратам показана в (Табл. 1).Qualitative changes can be illustrated by electron microscopy. In the experiment with Staphylococcus aureus, in comparison with the control (Fig. 1), there is (Fig. 2) a weakening of the process of formation of the extracellular matrix (biofilm), its destructuring (on the right side of the microscopy (Fig. 2)). This is indicated by an area of dark color and bacterial cells free of matrix. The sensitivity of Staphylococcus aureus to antimicrobial agents is shown in (Table 1).
Табл. 1 - Площадь зоны задержки роста золотистого стафилококка, см2 Tab. 1 - The area of the growth retardation zone of Staphylococcus aureus, cm 2
Более значимый эффект, в сравнении с контролем (Фиг. 3), наблюдается в эксперименте с кишечной палочкой. На представленной фотографии (Фиг. 4) видно, что примененное электромагнитное воздействие на кишечную палочку инактивировало процесс формирования биопленки. На фоне кристаллов питательной среды визуализируется полное отсутствие внеклеточного матрикса (биопленки).A more significant effect, in comparison with the control (Fig. 3), is observed in the experiment with E. coli. The presented photograph (Fig. 4) shows that the applied electromagnetic effect on E. coli inactivated the process of biofilm formation. Against the background of crystals of the nutrient medium, a complete absence of the extracellular matrix (biofilm) is visualized.
По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что для ослабления процесса биопленкообразования необходимо повысить метаболическую активность микроорганизмов. Это можно сделать на основе моделированного электромагнитного излучения природного происхождения. При воздействии таким излучением в клеточных структурах возникают низкоинтенсивные вибрации. Восстановление метаболической активности микроорганизмов под воздействием моделированного электромагнитного излучения природного происхождения является основой ослабления образования ими биопленок, т.е. происходит снижение резистентных свойств микроорганизмов. Это подтверждает решение технической задачи - создание устройства для снижения резистентных свойств микроорганизмов, позволяющее моделировать в сантиметровом диапазоне частот микроволновые всплески Солнца низкой интенсивности (не превышающей 100 мкВт/см2) с заданными параметрами амплитудной и частотной модуляций.Based on the results of the studies carried out, it was concluded that in order to weaken the process of biofilm formation, it is necessary to increase the metabolic activity of microorganisms. This can be done on the basis of simulated natural electromagnetic radiation. When exposed to such radiation, low-intensity vibrations arise in cellular structures. The restoration of the metabolic activity of microorganisms under the influence of simulated electromagnetic radiation of natural origin is the basis for weakening the formation of biofilms by them, i.e. there is a decrease in the resistant properties of microorganisms. This confirms the solution to the technical problem - the creation of a device for reducing the resistant properties of microorganisms, which allows simulating in the centimeter frequency range microwave bursts of the Sun of low intensity (not exceeding 100 μW / cm 2 ) with specified parameters of amplitude and frequency modulations.
Патентные исследования не выявили технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью существенных признаков, следовательно, можно предположить, что указанное изобретение соответствует критерию «новизна».Patent research did not reveal technical solutions characterized by the claimed set of essential features, therefore, it can be assumed that the specified invention meets the criterion of "novelty".
Кроме того, предлагаемое изобретение может быть изготовлено в промышленных масштабах с использованием стандартного оборудования и найдет широкое применение в медицинской и ветеринарной практике, т.е характеризуется критерием «промышленная применимость».In addition, the proposed invention can be manufactured on an industrial scale using standard equipment and will find wide application in medical and veterinary practice, that is, it is characterized by the criterion of "industrial applicability".
Краткое описание чертежей:Brief Description of Drawings:
Фиг. 1 - микроскопия контрольного образца золотистого стафилококка.FIG. 1 - microscopy of a control sample of Staphylococcus aureus.
Фиг. 2 - микроскопия опытного образца золотистого стафилококка.FIG. 2 - microscopy of a prototype of Staphylococcus aureus.
Фиг. 3 - микроскопия контрольного образца кишечной палочки.FIG. 3 - microscopy of a control sample of E. coli.
Фиг. 4 - микроскопия опытного образца кишечной палочки.FIG. 4 - microscopy of a prototype of E. coli.
Фиг. 5 - блок-схема устройства для снижения резистентных свойств микроорганизмов.FIG. 5 is a block diagram of a device for reducing the resistance properties of microorganisms.
Фиг. 6 - фрагмент управляющего напряжения Еупр.FIG. 6 - a fragment of the control voltage E exercise .
Фиг. 7 - структурная схема формирователя радиосигналов, реализующего метод прямого цифрового синтеза частоты.FIG. 7 is a block diagram of a radio signal generator that implements the method of direct digital frequency synthesis.
Фиг. 8 - вариации спектра моделированного микроволнового всплеска Солнца в различные моменты времени при использовании квазишумового управляющего напряжения Еупр с одновременным изменением напряжения питания от 9 В до 15 В и обратно.FIG. 8 - variations in the spectrum of a simulated microwave burst of the Sun at different times when using a quasi-noise control voltage E control with a simultaneous change in the supply voltage from 9 V to 15 V and vice versa.
Устройство для снижения резистентных свойств микроорганизмов содержит генератор, управляемый напряжением 1 (Фиг. 5), содержащий управляемый реактивный элемент 101, генератор сверхвысокой частоты 102 и умножитель частоты 103. Генератор, управляемый напряжением 1 последовательно соединен с выходом блока программного управления параметрами частотной модуляции 2, с входом блока усилителя мощности 3 и антенным блоком 4. Блок программного управления параметрами частотной модуляции 2 и блок программного управления параметрами амплитудной модуляции 5 подключены к пульту выбора программ 6. Вход блока формирования управляющего напряжения 7, подключен к выходу блока программного управления параметрами амплитудной модуляции 5, а его выход - к входу электропитания блока усилителя мощности 3. Для контроля излучения сигнала сверхвысокой частоты используется встроенный индикатор излучения 8, подключенный к антенному блоку 4.The device for reducing the resistance properties of microorganisms contains a voltage-controlled generator 1 (Fig. 5) containing a controlled
Для разрешения проблемы моделирования микроволновых всплесков посредством пульта выбора программ 6, осуществляется выбор программ амплитудной и частотной модуляции в блоке программного управления параметрами амплитудной модуляции 5 и в блоке программного управления параметрами частотной модуляции 2 соответственно. С выхода блока программного управления параметрами частотной модуляции 2, сигнал, который содержит выбранные с помощью пульта выбора программ 6 параметры частной модуляции, подается на генератор управляемый напряжением 1. С выхода генератора (1), управляемого напряжением, сигнал подается на блок усилителя мощности 3. Усиление сигнала в блоке усилителя мощности 3 зависит от амплитуды электропитания. При изменении амплитуды электропитания сверхвысокочастотного транзистора, на базе которого выполнен блок усилителя мощности 3, осуществляемое от блока формирования управляющего напряжения 7 программно, с помощью блока программного управления параметрами амплитудной модуляции 5, сигнал на его выходе будет изменяться не только по амплитуде сигнала, но и по ширине его спектра. При этом максимальная ширина спектра сигнала и минимальная его амплитуда будет иметь место при максимально допустимом уменьшении амплитуды электропитания от номинального значения, а минимальная ширина спектра сигнала и максимальная его амплитуда будет иметь место при номинальном значении электропитания, подаваемого на коллектор сверхвысокочастотного транзистора блока усилителя мощности 3. Периодический характер изменения электропитания усилителя мощности приведет к формированию сигнала с измененяемой амплитудой и шириной спектра, который имитирует «всплеск» микроволнового излучения Солнца. При этом излучаемый сигнал будет промодулирован также и по частоте, с параметрами, которые определены блоком программного управления параметрами частотной модуляции 2. Сформированный вышеописанным образом сигнал излучается антенным блоком 4 в направлении биологического объекта. Антенный блок 4 может быть выполнен в виде направленной (например, рупорной) или ненаправленной (например, вибраторной) антенны. Для контроля излучения сигнала сверхвысокой частоты используется встроенный индикатор излучения 8, подключенный к антенному блоку 4.To solve the problem of modeling microwave bursts by means of the
Для моделирования микроволнового излучения Солнца сверхвысокочастотного диапазона целесообразно использование стандартного транзисторного генератора 102 сверхвысокой частоты с возможностью управления значениями диффузионной емкостью «p-n» перехода с помощью блока программного управления параметрами частотной модуляции 2 при использовании широкополосных управляющих сигналов Еупр. Изменения интенсивности и полосы генерируемых излучений осуществляется от блока программного управления параметрами амплитудной модуляции 5.To simulate the microwave radiation of the Sun in the ultrahigh frequency range, it is advisable to use a standard transistor
Указанные особенности позволяют обеспечить различные режимы управления уровнем спектральной плотности и шириной спектра выходного сигнала 
Для моделирования микроволнового излучения со сложной амплитудной и частотно-временной структурой, отражающей реальные излучения, сопровождающие процессы взрывного характера в хромосфере Солнца, используется управляющее напряжение, представляющее собой низкочастотные флуктуации космического микроволнового фона (Фиг. 6).To simulate microwave radiation with a complex amplitude and frequency-time structure, reflecting real radiation accompanying explosive processes in the solar chromosphere, a control voltage is used, which is a low-frequency fluctuation of the cosmic microwave background (Fig. 6).
Формирование управляющего сигнала, с указанными выше параметрами (имеющими равномерный закон распределения), проводится на основе метода прямого цифрового синтеза частоты (Фиг. 7), заключающегося в циклическом вычислении цифрового кода мгновенной частоты управляющего сигнала и преобразовании его в соответствующее значение амплитуды.The formation of the control signal, with the above parameters (having a uniform distribution law), is carried out on the basis of the direct digital frequency synthesis method (Fig. 7), which consists in cyclically calculating the digital code of the instantaneous frequency of the control signal and converting it into the corresponding amplitude value.
Из представленных спектральных характеристик (Фиг. 8 а, б) следует, что изменение электропитания, подаваемого на блок усилителя мощности 3, а именно на коллектор СВЧ транзистора с блока формирования управляющего напряжения 7, позволяет реализовать моделирование микроволновых всплесков Солнца в диапазоне рабочих частот 4,0-4,3 ГГц. При этом изменение напряжения питания в диапазоне от 9 В до 15 В и обратно приводит к формированию «всплеска» интенсивности, не превышающего 100 мкВт/см2, ширина спектра которого на уровне 0,5 от максимального значения составляет: 30 МГц - 40 МГц (цена деления 30 МГц).From the presented spectral characteristics (Fig. 8 a, b) it follows that changing the power supply supplied to the
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106412A RU2733579C1 (en) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | Device for reducing resistance of microorganisms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106412A RU2733579C1 (en) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | Device for reducing resistance of microorganisms |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733579C1 true RU2733579C1 (en) | 2020-10-05 |
Family
ID=72927021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020106412A RU2733579C1 (en) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | Device for reducing resistance of microorganisms |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733579C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123869C1 (en) * | 1995-05-04 | 1998-12-27 | Кольцов Юрий Васильевич | Phototherapy method |
| RU2445134C1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Телемак" | Method for therapeutic electromagnetic wave exposure on biological objects, and device for implementing it |
| RU2665621C2 (en) * | 2016-11-30 | 2018-09-03 | Борис Лазаревич Ихлов | Non-invasive method for tumor tissues growth inhibition and necrosis thereof |
-
2020
- 2020-02-11 RU RU2020106412A patent/RU2733579C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123869C1 (en) * | 1995-05-04 | 1998-12-27 | Кольцов Юрий Васильевич | Phototherapy method |
| RU2445134C1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Телемак" | Method for therapeutic electromagnetic wave exposure on biological objects, and device for implementing it |
| RU2665621C2 (en) * | 2016-11-30 | 2018-09-03 | Борис Лазаревич Ихлов | Non-invasive method for tumor tissues growth inhibition and necrosis thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1831343A3 (en) | Device for stimulation of functional state of biological object | |
| Song et al. | Coherence resonance in an autaptic Hodgkin–Huxley neuron with time delay | |
| Venkatesh et al. | Vibrational resonance and implementation of dynamic logic gate in a piecewise-linear Murali–Lakshmanan–Chua circuit | |
| RU2733579C1 (en) | Device for reducing resistance of microorganisms | |
| Zhu et al. | Energy-efficient firing patterns with sparse bursts in the Chay neuron model | |
| US5060414A (en) | Phytotoxicity of a combined RF and microwave electromagnetic field | |
| CN113805150B (en) | Harmonic generation method based on time modulation active frequency selective surface | |
| JP5684434B1 (en) | Potential fluctuation medical device | |
| RU173782U1 (en) | DEVICE FOR INTEGRATED INFLUENCE ON THE VIOLATOR | |
| RU2199356C2 (en) | Method and device for recording polarized electromagnetic radiation of inactivated pathogenic organisms to chip, method for eliminating pathogenic organisms strain from animal or human organism | |
| Tsankov | Experimental observations on the resonant amplitude modulation of Mossbauer gamma rays | |
| Sabry et al. | A novel microwave applicator for sandy soil disinfection | |
| RU2033210C1 (en) | Device for stimulating and/or correcting functional condition of biological object | |
| RU2006144755A (en) | METHOD FOR OPTIMIZING THE FUNCTIONAL STATE OF AUTONOMIC SYSTEMS OF THE ORGANISM AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| JP2010511475A5 (en) | ||
| RU66883U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING BIO-OBJECTS WITH LOW-INTENSITY MICROWAVE RADIATION | |
| Fathi et al. | Schumann resonances and their potential applications: a review Article | |
| RU153383U1 (en) | ULTRASONIC DEVICE FOR RODENTS | |
| Momeni et al. | Physics-inspired Neuroacoustic Computing Based on Tunable Nonlinear Multiple-scattering | |
| Colestock et al. | Nonlinear wave phenomena and emittance growth in coasting beams | |
| CN115867344A (en) | Device for inhibiting the activity of pathogenic microorganisms and viruses by electromagnetic radiation | |
| ES2228948T3 (en) | PROCEDURE FOR THE GENERATION OF AN OUTPUT AND CIRCUIT CLOCK PULSE FOR THE GENERATION OF THE CORRESPONDING CLOCK PULSE. | |
| RU2116089C1 (en) | Method for treating biological objects | |
| Chopra et al. | Experimental investigation of source correlations in the time domain | |
| RU101365U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC THERAPY |