В Новосибирске изучили, как терагерцевый лазер влияет на живое

Эксперимент дал тревожные результаты.

Новосибирские ученые из трех институтов СО РАН провели первые в мире опыты по облучению живой ткани высокомощным терагерцевым (ТГц) излучением. Это длинноволновое электромагнитное излучение, которое находится между инфракрасным и СВЧ. Получить его можно при помощи мощного лазера.

Науке хорошо известно, как на живую ткань действуют коротковолновые лазеры – их уже давно используют в медицине. Однако почти ничего неизвестно о воздействии длинноволнового терагерцевого излучения не только на человека, но и вообще на живые организмы.

Ученые Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН (ИХКГ СО РАН) и Новосибирского госмедуниверситета совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) провели первые опыты по воздействию терагерцевым излучением на живые ткани.

Для этого мощности Новосибирского лазера на свободных электронах (ЛСЭ) использовали, чтобы облучить подопытный образец.

– В качестве объекта исследования мы выбрали мышечную ткань: наряду с нервной, это самая структурированная ткань в организме, которую к тому же просто получить, – рассказал врач-рентгенолог первой квалификационной категории Евгений Зеленцов. – Мы использовали скелетные мышцы коровы и крысы: образцы мышц размером 5 х 5 куб. см облучали на установке и затем фиксировали в 70%-ном растворе  спирта чтобы изучить при помощи оптического и электронного микроскопа.

Образец ТГц-облученной ткани под оптическим микроскопом. Ранее цельные мышцы теперь выглядят как бахрома, заметно смещение волокон.

Как рассказал ученый, образцы на расстоянии 1-4 см от точки фокуса луча получили ни на что не похожие повреждения – терагерцевое излучение режет волокна мышц на фрагменты, которые в итоге выстраиваются в складчатую волнистую структуру, подобную поверхности шифера. Так назвали и сам феномен – «эффект шифера».

Ученые повторили эксперимент на медицинском лазере – и «эффекта шифера» не возникло. Это доказало, что подобные нарушения волокон провоцирует только ТГц-излучение.

Для сравнения: повреждения мышц после обычного коротковолнового медицинского лазера. Волокна завиваются в спирали.

– 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 ИХКГ СО РАН Александр Козлов. – Получается, что лазер шинкует мышцы, как капусту, на мелкие кусочки. В случае с твердыми неорганическими веществами, терагерцовое излучение отражается от поверхности и, если поверхность сухая, вглубь материала не проникает. 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.

Ученые также выяснили, что терагерцевое излучение оставляет не слишком сильные термические ожоги на живой ткани. Однако ультразвуковая волна при этом уходит вглубь образца, и «эффект шифера» появляется везде, куда она успеет дойти.

Источник: https://novos.mk.ru/science/2019/02/22/v-novosibirske-izuchili-kak-teragercevoe-izluchenie-vliyaet-na-zhivoe.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *