Материал для защиты биологических объектов

Изобретение относится к средствам защиты биологических объектов от воздействия внешних полей в приборах биологического и медицинского назначения для исследований, диагностики и лечения, в частности растворов биологических жидкостей при анализе их оптической активности. Технический результат заключается в уменьшении влияния внешних факторов в виде неконтролируемых электромагнитных излучений и полей на параметры биологических жидкостей. Сущность изобретения состоит в том, что в материале для защиты биологических объектов, включающем слои из диэлектрика, между которыми расположена электропроводящая сетка, электропроводящая сетка образована расположенными с горизонтальным смещением относительно друг друга окружностями и/или контурами треугольников и выполнена из нанесенной на диэлектрик краски, содержащей 50-85 мас.% электропроводящего наполнителя. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение как средство защиты биологических объектов от воздействия внешних полей в приборах биологического и медицинского назначения для исследований, диагностики и лечения, в частности растворов биологических жидкостей при анализе их оптической активности.

Известны способы исследований, диагностики и лечения, основанные на измерении и анализе оптических характеристик растворов, содержащих биологическую жидкость человека (растворы крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи и т.п.), с использованием спектрофотометров, поляриметров и т.п. Результаты сравнивают или с эталоном, или предыдущими результатами и на основании сравнения делают вывод о состоянии здоровья, а при осуществлении лечения - о правильности выбора и эффективности курса лечения.

(RU №2007192 А, А61М 1/36, оп. 15.02.94; RU №2179315 C1, G01N 33/49, G01N 33/52, оп. 10.02.2002, RU №2132635 C1, A61B 5/00, G01N 33/49, оп. 10.07.1999, RU №2085945 C1, G01N 33/49, оп. 27.07.1997, SU №76333 A1, G01N 33/49, G01N 21/00, оп. 01.01.1949).

Известные способы основаны на высокой чувствительности оптических параметров растворов биологических жидкостей к изменениям внутренней структуры растворенных правовращающих и левовращающих оптически активных веществ, проявляющих естественную оптическую активность, т.е. не вызываемую наличием внешних полей. Количество правовращающих и левовращающих оптически активных веществ в биологической жидкости определяется индивидуальностью объекта исследования. Однако на биологическую жидкость постоянно воздействуют различные внешние факторы в виде неконтролируемых постоянных и переменных, магнитных, электромагнитных или электростатических полей различного происхождения, а также электромагнитные излучения, характерные для конкретного места расположения исследуемого биологического объекта и средства измерения. Наличие указанных внешних факторов приводит к появлению так называемой искусственной или наведенной оптической активности, значительно искажающей результаты измерений, что затрудняет раннее выявление отклонения изменений параметров биологической жидкости от нормального и, следовательно, раннее выявление заболевания.

Задачей изобретения является создание материала, способного нейтрализовать неконтролируемое воздействие внешних факторов: электромагнитных излучений и полей различного происхождения, на биологические объекты, в частности на параметры биологических жидкостей (растворы крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи и т.п.).

Изобретение основано на известном явлении поглощения и трансформирования внешних полей и излучений слоистым защитным материалом, в состав слоев которого входит упорядоченная сеточная структура.

Известны защитные материалы, поглощающие и трансформирующие электромагнитное излучение, в виде многослойных структур из слоев диэлектрика и проводника электрического тока, выполненного в виде электропроводящей сетки. Размер и форма ячеек, в частности переплетение нитей, электропроводящих сеток и их взаимное расположение в различных слоях определяют частоту поглощаемого или трансформируемого электромагнитного излучения.

(ЕА (RU) 001272 B1, H01Q 17/00, F41H 3/02, 1999.02.19; DE 2601062 C1, H01Q 17/00, H01Q 15/00, 1976.11.25; US 3599210 C1, H01Q 17/00, 1971.08.10).

Данные материалы входят в состав устройств интерференционно-поглощающего типа, в которых падающая и отраженная электромагнитные волны взаимно компенсируют друг друга.

По предлагаемому механизму действия защитного материала по изобретению наиболее близким аналогом является защитная структура в виде электропроводящих сеток, размещенных одна над другой и разделенных изолирующими (выполненными из диэлектрика) слоями.

(US 5003311 C1, H01Q 17/00, 1991.03.26).

По аналогичному защитному механизму действует система мелких кровеносных сосудов человека, поглощающая и нейтрализующая внешние поля и излучения различного происхождения. Недостатком известного технического решения является его работоспособность в достаточно узком диапазоне высоких и сверхвысоких частот, а также отсутствие его действия на оптические показатели биологических жидкостей при использовании в качестве защитного экрана.

Техническим результатом изобретения является уменьшение влияния внешних факторов в виде неконтролируемых электромагнитных излучений и полей на параметры биологических жидкостей (растворы крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи и т.п.).

Сущностью изобретения является материал для защиты биологических объектов, включающий слои из диэлектрика, между которыми расположена электропроводящая сетка, причем электропроводящая сетка образована расположенными с горизонтальным смещением относительно друг друга окружностями и/или контурами треугольников и выполнена из нанесенной на диэлектрик краски, содержащей 50-85 мас.% электропроводящего наполнителя.

Кроме того, число слоев диэлектрика составляет 2-50; толщина краски составляет 20-300 мкм; ширина краски составляет 20-300 мкм; смещение соседних окружностей и/или контуров треугольников составляет 35-700 мкм; диаметр окружности и/или диаметр окружности, описывающий треугольник, составляет 1-25 мм; толщина слоя диэлектрика составляет 100-300 мкм; в качестве электропроводящего наполнителя использован порошок графита и/или металла с размерами частиц 1-50 мкм; в качестве металла использован алюминий или цинк; электропроводящая сетка, образованная окружностями и контурами треугольников, выполнена с отношением общего числа окружностей к общему числу контуров треугольников 0,5-1,5; биологическими объектами являются биологические жидкости: растворы крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи, содержащие правовращающие и левовращающие оптически активные вещества.

Конструктивное решение защитного материала по изобретению представлено на фиг.1 и 2, где:

1 - слои диэлектрика;

2 - электропроводящая сетка, образованная окружностями;

3 - электропроводящая сетка, образованная контурами треугольников.

4 - электропроводящие сетки, образованные окружностями и контурами треугольников.

Работоспособность защитного материала по изобретению может быть проиллюстрирована следующими примерами.

Пример 1.

Способность защитного материала по изобретению нейтрализовать неконтролируемое воздействие внешних факторов на биологические жидкости оценивали по показателю оптической активности биологической жидкости: углу вращения плоскости поляризации ϕ, который определяли поляриметром круговым СМ-3 с натриевой лампой (длина волны D-линии натрия - 589 нм, кювета емкостью 10 мл при температуре окружающей среды 22±2°С). В оптической системе поляриметра СМ-3 была использована оптически активная кварцевая пластинка толщиной 0,2 мм.

В качестве биологической жидкости использовали стандартный (изотонический) физиологический раствор, в котором растворяли сыворотку крови человека до получения 5% раствора. Измерения проводили при смене места расположения поляриметра на расстояния от 500 м до 3,5 км от места излучения: передающей антенны телевизионной вышки.

Проведенные стандартные измерения с изменением места расположения кюветы поляриметра показали, что угол вращения плоскости поляризации ϕ составил -8,4±0,35°. Достаточно большой разброс результатов свидетельствует о наличии наведенной оптической активности в биологической жидкости из-за воздействия внешних излучений или полей, а также о более высокой концентрации левовращающих веществ в биологической жидкости.

Для экранирования кюветы поляриметра с биологическим объектом использовали материал 1 по изобретению (фиг.1), включающий 5 слоев из диэлектрика, выполненного из бумаги 20×20 мм толщиной 120-150 мкм (в качестве диэлектрика могут быть использованы любые известные неэлектропроводные материалы: слюда, органические полимерные пленки и т.д.). На сторону каждого слоя из диэлектрика краской на основе масляного лака, содержащей 84 мас.% электропроводящего наполнителя в виде порошка графита с размерами частиц 3-20 мкм, была нанесена электропроводящая сетка 2 в виде смещенных относительно друг друга окружностей диаметром 1-7 мм, толщиной контурной линии краски 25-50 мкм, шириной контурной линии краски 30-50 мкм при горизонтальном смещении соседних окружностей 70-90 мкм (размеры показаны условно, фиг.2). Толщина материала по изобретению составила 1-1,2 мм.

После размещения полученного слоистого материала по изобретению с указанными параметрами под и с боков кюветы с сывороткой крови угол вращения плоскости поляризации ϕ при прочих равных условиях измерений составил -8,4±0,05°, что свидетельствует о значительном уменьшении разброса результатов из-за уменьшения влияния на биологический объект внешних факторов. Это позволяет достаточно точно выявить изменения параметров крови в результате заболевания, в частности онкологического.

Пример 2. Аналогичный результат был достигнут при использовании материала 1 по изобретению, содержащего 12 слоев из диэлектрика, выполненного из бумаги 20×20 мм толщиной 120-150 мкм. На сторону каждого слоя из диэлектрика краской на основе масляного лака, содержащей 60 мас.% электропроводящего наполнителя в виде порошка цинка с размерами частиц 20-40 мкм, была нанесена электропроводящая сетка 5 (фиг.2) в виде смещенных относительно друг друга окружностей диаметром 5-10 мм, толщиной контурной линии краски 25-50 мкм, шириной контурной линии краски 30-50 мкм при горизонтальном смещении соседних окружностей 70-90 мкм и контуров равнобедренных треугольников, диаметр описываемой окружности которых составлял 5-10 мм, толщина контурной линии краски 25-50 мкм, ширина контурной линии краски 30-50 мкм при горизонтальном смещении соседних треугольников 70-90 мкм. Отношение общего числа окружностей к общему числу контуров треугольников составило 1,3. Толщина материала по изобретению составила 2,7-3,0 мм.

Таким образом, материал для защиты биологических объектов по изобретению позволяет обеспечить достижение технического результата изобретения и может найти применение в приборостроении как средство защиты биологических объектов от воздействия внешних полей в приборах биологического и медицинского назначения для исследований, диагностики и лечения.

1. Материал для защиты биологических объектов, включающий слои из диэлектрика, между которыми расположена электропроводящая сетка, отличающийся тем, что электропроводящая сетка образована расположенными с горизонтальным смещением друг относительно друга окружностями и/или контурами треугольников и выполнена из нанесенной на диэлектрик краски, содержащей 50-85 мас.% электропроводящего наполнителя.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что число слоев диэлектрика составляет 2-50.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что толщина краски составляет 20-300 мкм.

4. Материал по п.1, отличающийся тем, что ширина краски составляет 20-300 мкм.

5. Материал по п.1, отличающийся тем, что смещение соседних окружностей и/или контуров треугольников составляет 35-700 мкм.

6. Материал по п.1, отличающийся тем, что диаметр окружности и/или диаметр окружности, описывающий треугольник, составляет 1-25 мм.

7. Материал по п.1, отличающийся тем, что толщина слоя диэлектрика составляет 100-300 мкм.

8. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве электропроводящего наполнителя использован порошок графита и/или металла с размерами частиц 1-50 мкм.

9. Материал по п.8, отличающийся тем, что в качестве металла использован алюминий или цинк.

10. Материал по п.1, отличающийся тем, что электропроводящая сетка, образованная окружностями и контурами треугольников, выполнена с отношением общего числа окружностей к общему числу контуров треугольников 0,5-1,5.

11. Материал по п.1, отличающийся тем, что биологическими объектами являются биологические жидкости: растворы крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи, содержащие правовращающие и левовращающие оптически активные вещества.