Registration Number
0824U000451, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
30-01-2024
popup.evolution
o
Title
Microwave dielectrometry of high loss liquids based on layered electrodynamic structures
Author
Kateryna S. Kuznetsova,
popup.head Zoia Y. Eremenko
popup.opponent Oleg M. Chugay
popup.opponent Igor M. Bondarenko
popup.review Sergii Y. Polevoi
popup.review Hubin Oleksii I.
popup.rada
O. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics NAS of Ukraine
Description
Мета роботи - удосконалення методів визначення діелектричних властивостей сильно поглинаючих рідин за допомогою шаруватих електродинамічних структур. Об’єкт досліджень – електромагнітні коливальні процеси в шаруватих хвилевідних структурах, які містять розчини біологічно активних речовин. Теоретичні та практичні результати. Удосконалено конструкцію кювети діелектрометра, яка не потребує референсної рідини і складається з двох комірок різної довжини, в яких компенсовано вплив дифракційних ефектів на краях комірок, що мають аксіальну симетрію та достатньо тонкий шар досліджуваної рідини, внаслідок чого підвищено чутливість визначення комплексної діелектричної проникності рідин. Дістало подальший розвиток експериментальне визначення значень комплексної діелектричної проникності водних розчинів ряду біологічно активних речовин (антибіотики, глюкоза, сироватковий альбумін людини, імуноглобулін G людини, водні та сольові розчини білку альбуміну з додаванням глюкози, дифтерійний анатоксин), які зменшуються в залежності від збільшення концентрації біологічно активних речовин через зменшення кількості вільних молекул води в розчині. Ці результати підтверджено методом молекулярно-динамічного моделювання згідно збільшення гідратації та часу існування водневих зв’язків між молекулами води з молекулами білка та глюкози, та мають добре узгодження з результатами, отриманими відомим фармакопейним методом аналізу фармацевтичних препаратів – методом UV-Vis спектрофотометрії. Новизна наукових результатів. Вперше класифіковано моди круглого металевого хвилеводу з центральним діелектричним стрижнем, оточеним шаром сильно поглинаючої рідини, що не мають фіксованих частот відсікання мод, а коефіцієнт загасання для хвилі має найменші значення поміж інших типів хвиль у широкому діапазоні частот. Вперше запропоновано методику моніторингу ферментативної реакції гідролізу білків альбуміну та імуноглобуліну G людини з трипсином у реальному часі через визначення комплексної діелектричної проникності цих розчинів, що знайшло підтвердження методом спектрофотометрії. На відміну від класичної методики, ця реакція не потребує переривання. Методи досліджень. Експериментальний метод дослідження комплексного коефіцієнту поширення хвилі у хвилевідних структурах у міліметровому діапазоні довжин хвиль за допомогою вимірювання фази та амплітуди хвилі, застосовуючи мікрохвильовий диференційний діелектрометр. Чисельні й аналітичні методи розв’язання електродинамічної задачі для знаходження комплексної діелектричної проникності сильно поглинаючої рідини в міліметровому та сантиметровому діапазонах довжин хвиль з використанням шаруватої хвилевідної структури. Ступінь упровадження. Результати роботи можуть бути використані при удосконаленні діелектрометричних методів дослідження сильно поглинаючих рідин у мікрохвильовому діапазоні частот. Сфера використання. Розроблений новий підхід безперервного у часі моніторингу ферментативної реакції гідролізу білка може бути застосований для моніторингу біохімічних реакцій без необхідності руйнування ферменту та зупинки реакції. Запропонована методика контролю процесу переходу дифтерійного токсину в нетоксичну форму анатоксин методом мікрохвильової діелектрометрії для технологічного процесу виробництва вакцини проти дифтерії замість використання тварин. Розроблена вдосконалена конструкція вимірювальної кювети з підвищеною чутливістю визначення комплексної діелектричної проникності розчинів біологічно активних речовин в достатньо тонкому шарі рідини може бути застосована для біомедичних досліджень, контролю якості харчових продуктів, технологічних процесів виготовлення фармацевтичних розчинів, контролю поширення біологічно активних речовин у навколишнє середовище.
Registration Date
2024-01-17
popup.nrat_date
2024-01-17 / 2026-07-01
