Способ опосредованного воздействия на биологические объекты водой и водными системами

 

Изобретение относится к области биофизики, биохимии и биотехнологии, а именно к области воздействия магнитными полями на биологические объекты, и может быть использовано в различных областях техники, применительно к микро- и макробиологическим объектам. При реализации способа предварительно обрабатывают воду и/или водную систему магнитным полем магнитодоменной пленочной структуры. Затем приводят в контакт биологический объект с обработанной водой или водной структурой. Изобретение позволяет повысить активность биологических объектов. 4 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области биофизики, биохимии и биотехнологии, а именно к области воздействия магнитными полями на биологические объекты, и может быть использовано в различных областях техники, применительно к микро- и макробиологическим объектам.

Использование омагниченной воды и водных систем достаточно известно как в микробиологии, так и в технике.

Известен способ подготовки дрожжей (RU, заявка 94034366, C 12 N 1/16, 1996), согласно которому при подготовке дрожжей для сбраживания углеводородсодержащих сред используют для промывания и хранения дрожжей предварительно омагниченную с использованием установок типа "магнетрон" воду. Недостатком известного решения следует признать малое время сохранения повышенной активности воды, подвергнутой подобной магнитной обработке.

Известен также способ выращивания микроорганизмов (SU, авторское свидетельство 1708842, C 12 N 13/00, 1991), включающий приготовление питательной среды, посев материала и воздействие на культуру пульсирующим магнитным полем, причем питательную среду приготавливают на предварительно омагниченной воде, на культуральную жидкость воздействуют тремя магнитными полями промышленной частоты, сдвинутыми по фазе на 120^o, а для оптимальной напряженности жидкость прокачивают через устройство намагничивания. Недостатком известного способа следует признать достаточную сложность используемого устройства, необходимость проведения обработки в потоке жидкости с неизбежным ухудшением однородности обработки потока жидкости. Последнее приводит к получению мутаций выращиваемой культуры.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения можно признать способ производства этилового спирта с использованием микробиологического сбраживания (RU, патент 2055894, C 12 P 7/06, 1996), согласно которому проводят смешение сахар- или крахмалсодержащего сырья с водой, готовят сусло, сбраживают его и отгоняют ректификат, причем предварительно на воду перед смешением с сырьем воздействуют электрическим током плотностью 10 А/м², а до или после смешения - магнитным полем, создаваемым источниками типа "магнетрон". Недостатком известного способа следует признать низкую эффективность магнитной обработки воды с использованием источников типа "магнетрон".

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке способа магнитной обработки воды и водных систем, позволяющих увеличить ресурс активного действия воды и водных систем.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, состоит в повышении активности биологических объектов, контактировавших с обработанной подобным образом водой.

Для получения указанного технического результата предложено перед контактом воды и/или водной системы с биологическим объектом проводить обработку воды и/или водной системы магнитодоменной пленочной структурой. Предпочтительно использовать структуру ферритграната. Преимущественно используют пленочные структуры толщиной от 12,5 до 21,5 мкм при ширине полосового домена от 16 до 145 мкм. Время обработки воды и/или водной системы зависит от вида обрабатываемого объекта и определяется экспериментально. Предпочтительно помещать сосуд с водой и/или водной системой на магнитодоменную пленочную структуру.

Понятием "водная система" в дальнейшем будут обозначены водные растворы, водные суспензии, водные взвеси и другие двух- и более компонентные системы, содержащие в качестве одного из компонентов воду.

Механизм активации воды магнитодоменной структурой отличается от механизма активации воды с использованием двухполярных и униполярных магнитных полей, поскольку в первом случае структура воды более упорядочена и содержит равное количество молекул воды в кластерах Изобретение может быть иллюстрировано следующими примерами.

1. Клетки Е. Coli GE 500 выращивали в питательной среде (LB-среда, Signa +9,5 г хлорида натрия в течение 16 часов при температуре 32,5 - 34,5^oC. Затем клетки пересаживали в свежую питательную среду того же состава (10 мл суспензии клеток и 90 мл свежей питательной среды) и подращивали 3 часа при 33,5^oC для достижения логарифмической фазы роста. После подращивания суспензию клеток разводили в пропорции 1 мл суспензии на 100 мл свежей водной питательной среды (Luria Broth: триптон 10 г/л, дрожжевой экстракт - 5 г/л и хлорид натрия 10 г/л. Перед разведением питательную среду обрабатывали с использованием магнитодоменной пленочной структуры состава (Y, Sm, La, Nd, Ca)₃(Al, Ge, Si, Ga, Sc, Fe)₅O₁₂ в течение 45 мин при комнатной температуре. Питательную среду помещали в стеклянную плоскодонную колбу, которую устанавливали непосредственно на поверхность используемой магнитодоменной пленочной структуры, ширина полосового домена при этом составляет 16,7 мкм при толщине магнитодоменной пленочной структуры 12,5 мкм. Результаты обработки проверяли по уровню пролиферативной активности, измеренной спектрофотометрически. По сравнению с контрольными условиями пролиферативная активность клеток возросла на 17 - 19% при отсутствии ухудшения каких-либо параметров выращенных клеток.

2. Сосуд с водным раствором хлорида натрия с концентрацией 0,03 М поместили на магнитодоменную пленочную структуру состава (Y, Sm, La)₃(Ca, Ge, Fe)₅O₁₂ с шириной полосового домена 145 мкм при толщине пленки 21,5 мкм на 45 мин при температуре 20-22^oC. После обработки водного раствора магнитодоменную пленочную структуру удалили, а в сосуд запустили мальков рыб породы Геммера обыкновенный (Xiphophres Helleri Heckel) красного окраса с соотношением самцов и самок примерно 1:3 при общем числе особей 16. Цикл выращивания определяли по размеру рыб, виду плавников и наличию пятен на боках. В отличие от контрольных условий установлен быстрый рост молоди. К концу третьего месяца выращивания размер рыб достиг в длину примерно 80 мм, отросли "мечи", а у 30% отмечено превращение анального плавника в геноподий. Эти изменения в контрольных условиях появляются за 5-6 месяцев, т.е. предварительная обработка воды охарактеризованным способом сокращает сроки роста примерно в два раза. Потомство выращенных особей не имело отклонений от потомства контрольных особей.

3. В стеклянную емкость поместили стерилизованную кипячением воду. Емкость с водой установили на магнитодоменную пленочную структуру состава (Sm, La)₃(Fe, Ga)₅O₁₂, причем ширина полосового домена составила 26,6 мкм при толщине структуры 14,8 мкм. Время обработки составило 30 мин. После обработки структуру убрали, а в емкость добавили мед до получения 10% раствора меда. По сравнению с неразбавленным, обработанной подобным образом водой медом, также прошедшим получасовую обработку на той же магнитодоменной структуре, диастазное число разбавленного меда увеличилось в два раза. Подобный раствор меда предложено использовать в качестве препарата, восстанавливающего сон и способствующего поднятию тонуса.

Применение заранее обработанной на магнитодоменных пленочных структурах воды и водных систем позволяет активизировать биохимические процессы биологических объектов.

Формула изобретения

1. Способ опосредованного воздействия на биологические объекты водой и водными системами, включающий приведение в контакт биологического объекта с предварительно обработанной магнитным полем водой и/или водной системой, отличающийся тем, что проводят обработку водой и/или водной системой обработанной магнитным полем магнитодоменной пленочной структуры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют структуру ферритграната.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют магнитодоменные пленочные структуры с шириной полосового домена от 16 до 145 мкм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют магнитодоменные пленочные структуры толщиной от 12,5 до 21,5 мкм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обрабатываемую воду и/или водную систему помещают в сосуде на магнитодоменную пленочную структуру.