сегодня: 22.01.2020

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Реклама


Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2019-02-21 10:51:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские ученые впервые в мире изучили влияние терагерцового излучения на мышечную ткань

*                  На стыке наук




Ученые Института химической кинетики и горения имени В. В. Воеводского СО РАН и Новосибирского государственного медицинского университета совместно с коллегами из Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН впервые исследовали, как сфокусированное терагерцовое излучение высокой мощности воздействует на мышечную ткань. В результате такого воздействия происходят специфические повреждения мышечных волокон, которые не похожи на следы от применения медицинского CO2-лазера.

Эксперименты проводились на лазере на свободных электронах в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения. Результаты опубликованы в журнале "Известия РАН".

Импульсные лазеры, работающие в коротковолновом - от ультрафиолетового до инфракрасного - диапазоне, используются в различных областях медицины, и прежде всего в хирургии, уже более 30 лет. Механизм воздействия и последствия использования такого излучения для человека изучены достаточно широко. Что касается длинноволнового терагерцового излучения, его влияние на человека и на живые организмы вообще исследовано мало. Используя возможности новосибирского лазера на свободеых электронах, который генерирует излучение с уникальными параметрами (длина волны 100-200 мкм, частота 5,6 МГц, пиковая мощность - до 1 МВт), команда ученых провела первое систематическое исследование воздействия лазерного терагерцевого излучения на живые ткани.

"В качестве объекта исследования мы выбрали мышечную ткань: наряду с нервной, это самая структурированная ткань в организме, которую к тому же достаточно просто получить, - рассказывает врач-рентгенолог первой квалификационной категории Евгений Зеленцов. - Мы использовали скелетные мышцы коровы и крысы: образцы мышц размером 5*5 кубических сантиметров облучались на установке и затем фиксировались в растворе 70% спирта для дальнейшего изучения при помощи оптического и электронного микроскопа".

По словам Евгения Зеленцова, в ходе исследования фрагментов образцов, расположенных на расстоянии 1-4 см от точки фокуса излучения ученые обнаружили специфические, ни на что не похожие повреждения: излучение режет на фрагменты в норме непрерывные мышечные волокна, и в результате образуются своеобразные складчатости, которые специалисты называют не иначе как "эффектом шифера". Аналогичный эксперимент на классическом CO2-лазере (лазеры такого типа широко применяются в медицине) показал, что периодические повреждения волокон характерны только для образцов, облученных на лазере на свободных электронах,  медицинский лазер такого результата не дает.

"Можно предположить, что периодические разрывы мышечных волокон - следствие того, что излучение нашего лазера импульсное: импульсы мощностью до 1 МВт, как молотки по наковальне, бьют по образцу с частотой 5 млн. 600 тыс. ударов в секунду (5,6 МГц), - рассказывает кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химической кинетики и горения СО РАН Александр Козлов, - и в результате получается, что лазер шинкует мышцы, как капусту, на мелкие кусочки. В случае с твердыми неорганическими веществами, терагерцовое излучение отражается от поверхности и вглубь материала не проникает, но это работает только если поверхность сухая. Вода, а в случае с биологическими материалами - межклеточная жидкость или, например, кровь, превращает терагерцовые волны в ультразвуковые, у которых глубина распространения гораздо больше. Такое превращение называет оптико-акустическим эффектом".

По словам Александра Козлова, на фрагментах образцов, оказавшихся в фокусе излучения лазера на свободных электронах, наблюдались выраженные термические ожоги, но зона поражения была совсем небольшой, в то время как специфическая "нарезка" мышечных волокон распространялась по "ходу движения" волн, по всей глубине образца.

Новосибирский лазер на свободных электронах - это масштабная установка, построенная на базе специального ускорителя-рекуператора. Лазер терагерцового диапазона - это только первая очередь установки, она была запущена в 2003 году и работает на энергии 12 МэВ и длине волн от 220 до 90 микрон. Второй лазер был запущен в 2009 году. Он использует электронные пучки с энергией 22 МэВ, а его излучение находится уже в инфракрасном диапазоне (длина волн от 80 до 35 микрон), а третий лазер, запущенный в 2015 году, работает на энергии 40 МэВ в диапазоне от 5 до 15 микрон.

"Излучение всех трех лазеров выводится в один оптический канал, что дает возможность использовать его на одних и тех же станциях, но наибольшей популярностью в настоящее время пользуется именно терагерцовый лазер, - рассказывает кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН Олег Шевченко. - У каждого лазера мы можем менять длину волны и мощность излучения, в зависимости от пожелания пользователей. Наши пользователи - это, прежде всего, физики, химики и биологи. На постоянной основе у нас работают научные группы из институтов химической кинетики и горения и цитологии и генетики СО РАН".

Исследования по определению и достижению требуемых параметров работы Новосибирского лазера на свободных электронах выполнены при поддержке гранта Российского научного фонда, отметила руководитель пресс-службы Института ядерной физики СО РАН Алла Сковородина.



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
***

23-24 января 2020 года в Иркутске пройдет Кубок Сибири по экстремальной робототехнике

****

24-27 января 2020 года в Новосибирске пройдет полуфинал СФО конкурса "Лидеры России 2020"

*******

С 30 января по 3 февраля 2020 года в Новосибирске пройдет Зимняя школа студентов

****

20-29 февраля 2020 года в Новосибирске пройдет Всероссийский фестиваль-конкурс "Один. Два. Три"

*****

20 марта 2020 года в Новосибирске стартует VII Транссибирский арт-фестиваль

*****

23-29 марта 2020 года в Томске пройдет Транссибирская школа по физике высоких энергий

*****
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность
О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12