9 марта 2010
На основании открытия Исаака Ньютона Н.Harrick разработал Метод Многократного Нарушенного Полного Внутреннего Отражения (МНПВО) в инфракрасной (ИК) области спектра, физическим основам которого отражены в его моногрфии . Нами на базе метода МНПВО разработан и запатентован “Способ Диагностики Онкологических Заболеваний” (СДОЗ), Патент Р.Ф. Nо 2108577, получен 10 апреля 1998 г. Кроме этого, подана заявка на получение международного патента. Заявка опубликована в 66 странах в соответствии с договором о патентной кооперации (РСТ). Заявка опубликована с отчетом о международном поиске.
Реферат
А. АНТИПОВ
Открытие Исаака Ньютона в медицине
1. Происхождение и сущность “Способа Диагностики Онкологических Заболеваний”
Разработанный СДОЗ за счет применения специальных призм многократного отражения и использования дополнительных технологических решений позволил увеличить чувствительность более чем в 1000 (тысячу) раз относительно традиционных методов, при этом определяемая концентрация групп в структуре крови составляет ≈ 3.10 11-12 групп/см2, тогда как традиционный трансмиссионный (на просвет) метод, который широко используется в мировой практике, имеет чувствительность равную 1 (единице) и определяемую концентрацию групп в структуре крови ≈ 5.1014-15 групп/см2.
Высокая чувствительность СДОЗ позволяет определить процессы, протекающие в структуре крови и косном мозге пациентов на разных стадиях развития заболеваний на уровне концентрации групп порядка 3.10 11-12 групп/см2, следовательно, высокая чувствительность СДОЗ позволяет определить заболевания у пациентов на более ранней стадии.
Таким образом, исследование характера взаимодействия концентраций групп в структуре крови и костном мозге пациентов высокочувствительным СДОЗ позволяет определить природу заболеваний при различной их степени и, что особенно важно, на ранней стадии. Эта оценка считается надежной, поскольку она основана на анализе большого числа экспериментальных данных.
Так, благодаря высокой чувствительности СДОЗ, получены экспериментальные результаты, число которых составляет более 300, что является неопровержимым доказательством определяемости процессов, протекающих в сложном комплексе крови и костном мозге пациентов, при заболеваниях лейкозом крови, раком молочной железы (РМЖ), ишемической болезнью сердца (ИБС), облучении (ликвидаторы ЧАЭС), гипертиреозе и анемии.
Необходимо отметить, что для исследования состава и структуры крови и костного мозга СДОЗ образцы были получены в медицинских центрах г.Москвы:
— образцы плазмы крови пациентов при различной степени заболевания ИБС, были получены в Кардиологическом центре Р.Ф. (предоставлены руководителем диагностической лаборатории д.м.н., проф. Титовым В.Н.);
— образцы плазмы крови и костного мозга пациентов с заболеванием лейкозом крови были получены в Онкологическом центре Р.Ф. (предоставлены руководителем биохимической лаборатории д.м.н., проф. Чимешкяном К.Л.);
— образцы крови пациентов с заболеванием мастопатией и онкологическим заболеванием рак молочный железы были получены в Институте имени П.А. Герцена (предоставлены руководителем палаты общей онкологии д.м.н., проф. Паком Д.Д.);
— образцы крови и плазмы крови пациентов (ликвидаторы ЧАЭС) с заболеванием после облучения, а также образцы сыворотки крови пациентов с заболеванием щитовидный железы были получены в институте Диагностики и Хирургии (предоставлены руководителем диагностической лаборатории к.м.н.,в.н.с. Сычевой Н.А.);
— образцы плазмы крови пациентов с заболеванием анемией были получены в институте Гематологии и Переливания крови (предоставлены руководителем гемацитологической лаборатории д.м.н., проф. Казинец Г.И.).
Отметим, что большой объем исследований (набранная статистика это подтверждает) различных заболеваний проводился для определения эффективности высокочувствительного СДОЗ, который показал, что каждое заболевание имеет свои особенности и характер.
2. Технология получения спектров МНПВО.
Проба костного мозга, крови или её фрагментов в объеме 0,05 мл. исследуется с помощью спектрального анализа в условиях многократного отражения в ИК-области спектра с последующей идентификацией заболевания путем сравнения спектров исследуемого состава и структуры крови пациентов и здорового человека. Заболевание идентифицируется по появлению в спектре анализируемого вещества новых (относительно спектра здорового человека) или увеличению интенсивностей существующих характеристических полос поглощения в спектре. Малое количество крови или костного мозга позволяет проводить диагностику онкологических, кардиологических и других заболеваний не только у взрослых, но и у детей, в том числе и у новорожденных.
3. Преимущества СДОЗ.
В призме МНПВО внутреннее отражение происходит без потерь световой энергии и за счет многократного отражения спектры весьма тонких слоев, вплоть до мономолекулярных ~3.1010- 11 групп/см2, полосы поглощения которых прописываются интенсивными и достаточно контрастными при хорошей воспроизводимости результатов.
Одно из важных преимуществ СДОЗ – отсутствие интерференциальных полос в спектре. Кроме этого, спектр МНПВО является специфической характеристикой веществ, такой же уникальной, как отпечаток пальца человека. При этом, вследствие небольшой затраты энергии квантов электромагнитного излучения (от 0,3 до 0,6 эв.), не происходит разрушение водородных связей, что в свою очередь дает возможность анализировать состояние внутримолекулярной воды в структуре костного мозга, крови и в её фрагментах.
Отметим, что внутримолекулярная вода в структуре крови составляет ~ 93% и является одной из важных составляющих органических веществ. Внутримолекулярная вода принимает непосредственное участие в упаковке структуры крови и костного мозга, следовательно, за счет водородных и внутримолекулярных связей движение сложного комплекса крови в кровотоке осуществляется в комплексе. И при определенных создавшихся внутренних факторах в составе крови (изменение температуры, вязкости и др.) происходит разрушение водородных связей в структуре крови, способствующие развитию различных заболеваний.
Проведенные исследования состава и структуры крови позволили, благодаря высокой чувствительности СДОЗ, обнаружить в структуре крови дополнительные фундаментальные полосы поглощения на частотах 1680, 1623 и 1520 см-1, принадлежащие валентным колебаниям карбонильным группам С=О, выполняющим в структуре крови различные функции, и свидетельствуют о том, что образования карбоновых кислот (холестерина) происходит по следующей схеме:
О…Н – О O О
// \ // //
RС RС Û RC Û 2RС
\ // \ \ (1.1) [2]
О – Н…О O – Н…О O – Н
\\
I II RС –О _ Н III
Полоса поглощения на частоте 1623 см-1 обусловлена валентным колебанием группы С=О, являющейся ответственной за содержание в структуре крови циклических димеров карбоновых кислот (схема 1.1, структура I). В структуре циклических димеров при создавшихся внутренних факторах в структуре крови происходит диссоциация циклического димера с последующим образованием открытого димера с однократной водородной связью (схема 1.1, структура II) . За образование открытых димеров ответственны карбонильные группы С=О, полосы поглощения которых лежат на частотах 1680 и 1520 см-1.
При дальнейшем развитии в структуре крови внутренних факторов, в структуре открытого димера рвется водородная связь с последующим образованием “свободных” монокарбоновых кислот (холестерина) (схема 1.1, структура III). За это ответственна группа С=О, полоса поглощения которой лежит на частоте 1735 см-1.
В то же время в спектре МНПВО крови пациентов при ИБС наблюдается увеличение интенсивности полосы поглощения на частоте 1623 см-1, а, следовательно, концентрации групп С=О1623, которые являются показателем образования в структуре крови циклических димеров и, возможно, являются ответственными за образование в кровотоке тромба.
Таким образом, полученные экспериментальные результаты являются неопровержимыми доказательствами того, что в структуре крови присутствуют три структуры холестерина.
Необходимо отметить, что обнаружить в структуре крови указанные полосы поглощения традиционным трансмиссионным (на просвет) методом и другими существующими в мировой практике методами диагностики, невозможно.
Также в структуре крови обнаружена характеристическая полоса поглощения на частоте 1645 см-1, которая отнесена нами к валентному колебанию группе С=С, тогда как в мировой практике эта полоса отнесена к валентному колебанию карбонильной группы С=О.
Группа С=С1645, как нами неоднократно доказано, отвечает за образование в структуре крови “стабилизирующего-защищающего слоя”, который, в свою очередь, отвечает за стабилизацию структуры крови в целом.
Для доказательства принадлежности полосы поглощения на частоте 1645 см-1 к валентному колебанию группы С=С проведены дополнительные эксперименты, которые подтвердили данное определение.
Так, при развитии заболевания у пациентов ИБС, происходит процесс, при котором концентрация групп С=С уменьшается и, следовательно, в структуре “стабилизирующего слоя” образуются пространства, в “окна” которых осуществляется диффузия ОН и других кислородсодержащих групп, за счет которых образование в кровотоке тромба происходит в аэробном состоянии, в этом случае тромб становится красным. Кроме этого, в структуре крови наблюдается увеличение концентрации внутримолекулярной воды, действие которой способствует развитию у пациентов заболевания.
Для подтверждения высокой чувствительности СДОЗ необходимо рассмотреть процесс развития у пациентов онкологического заболевания рак молочной железы (РМЖ), который заключается в том, что в структуре крови пациентов происходит увеличение концентрации групп С=С, которые формируют в структуре “cтабилизирующего слоя” структуру типа “запирающий слой” (диодный эффект). При этом не происходит диффузии в объем опухоли гидроксильных и кислородсодержащих групп и образования раковой опухоли происходит в анаэробном состоянии, следовательно, раковая опухоль приобретает серый цвет. Как нами доказано, в этом случае развитие раковой опухоли происходит в основном за счет монокарбоновых кислот, показателем которых является группа С=О1735.
Кроме приведенных нами примеров рассмотрим еще один из показательных процессов, протекающий в структуре плазмы крови пациентов при заболевании лейкозом крови. В этом случае в спектре МНПВО плазмы крови пациентов обнаружена не характеристическая полоса поглощения на частоте 1628 см-1, принадлежащая валентному колебанию группы С=N, образование которой происходит по следующей схеме:
0
0, 95 А
О … Н О— ` Н
|| | | | (1.1)
-С ¾ N Þ С = N+
Образование двукратной связи в структуре С=N подтверждается разрывом водородной связи (см. схема 1.1), что отражается в уменьшении интенсивности полосы поглощения на частоте 3264 см-1, принадлежащей валентному колебанию группы ОН в НОН.
Группа С=N является не только основным показателем заболевания пациентов лейкозом крови, но и отвечает за развитие заболевания. Кроме этого, группа С=N является единственным показателем, характеризующим сродство структуры костного мозга и плазмы крови при заболевании пациентов лейкозом крови, тогда как остальная часть структуры костного мозга, как видно в спектрах МНПВО, несколько отличается от структуры и состава плазмы крови. Например, в составе плазмы крови присутствуют два радикала СН, тогда как в составе костного мозга – только один радикал СН, следовательно, структура костного мозга не достаточно упакована. Структура же крови упакована не только двумя радикалами СН, но и другими существующими в структуре крови радикалами, поэтому движение сложного комплекса крови в кровотоке осуществляется в комплексе. Отсутствие в структуре костного мозга одного радикала СН свидетельствует, что структура костного мозга преобразована в развитую структуру и, следовательно, образовавшиеся пространства заполняются внутримолекулярной водой.
Отметим, что в приведенных нами примерах описания процессов, протекающих как в структуре крови, так и в структуре костного мозга, не являются достаточно полными. Более подробное описание процессов по результатам большого количества экспериментальных данных будет опубликовано в монографии.
4. Некоторые особенности СДОЗ в ИК-области спектра МНПВО.
При исследовании состава и структуры крови СДОЗ в ИК-области спектра необходимо учитывать, что при нанесении крови или костного мозга на рабочие поверхности призмы МНПВО их молекулы могут располагаться параллельно, под некоторым углом и перпендикулярно, а их валентные колебания приводят к изменению дипольного момента. Также необходимо принять во внимание, что световой поток, выходящий из выходной грани призмы МНПВО, высокомонохроматичный и поляризованный, так как многократно отражаясь от поверхности, световой поток не только суммирует информацию (интегральный метод) о валентных колебаниях молекул, но и одновременно подвергается расщеплению. Следовательно, использование поляризованного инфракрасного светового потока позволяет измерять разность частот максимумов полос поглощения при ориентации молекул в перпендикулярном направлении. Максимум поглощения наблюдается тогда, когда переходный момент данного колебания оказывается параллельным электрической составляющей потока излучения. Это явление очень важно при исследовании крови или других органических веществ, так как при развитии заболевания в структуре крови происходит изменение валентных углов в молекулах. Изменение валентных углов в молекулах отражается в интенсивности полос поглощения в спектре МНПВО в большую или в меньшую сторону.
Отметим, что при изменении валентных углов в молекулах происходит изменение структуры и, возможно, молекулы формируются в твердые образования, которые, в свою очередь, являются ответственными за развитие онкологических, кардиологических и других заболеваний.
Также следует отметить, что достаточно большое количество отражений в призме, а также резонансный характер МНПВО существенно увеличивают чувствительность предложенного способа. Призмы МНПВО, изготовленные из материалов электронной техники, прозрачны в ИК-области спектра в диапазоне частот 4000-800 см-1, где лежат полосы поглощения валентных и деформационных колебаний групп и связей, что позволяет уверенно проводить идентификацию полос.
5. Перспективы.
Экспериментальные результаты, полученные нами в течение пятнадцатилетних исследований структуры крови и костного мозга, позволили выявить технологические недостатки существующих в мировой практике спектрофотометров. В связи с этим предлагаются технологические изменении и дополнения, которые необходимо внести при разработке новых спектрофотометров. Такие спектрофотометры с дополненными функциями способствовали бы получению как качественных, так и количественных результатов, определяющих в полной мере процессы, протекающие в составе и структуре костного мозга и крови пациентов при различных заболеваниях и, что особенно важно, на ранних стадиях.
Для расшифровки спектров МНПВО необходимо модифицированный таким образом спектрофотометр интегрировать в комплекс с компьютером и соответствующим программным обеспечением, способным расшифровывать спектр МНПВО по каждой полосе поглощения и идентифицировать с соответствующей молекулой. Использование разработанного аппаратно-программного комплекса существенно улучшит качество технологии диагностики.
6. Заключение.
На основании полученных экспериментальных результатов написана монография, текст которой составляет 400 страниц, количество рисунков 340. В данной монографии тщательным образом рассмотрены и определены процессы, протекающие в структуре крови и костном мозге пациентов при различных заболеваниях, таких как, например, лейкоз крови, лейкоз костного мозга, рак молочной железы , анемия, гипертиреоз и ишемическое заболевание сердца.
При расчете концентраций групп применена методика, которую разработали К.Beckmann и Н. Harrick, позволившая нам получать количественные данные с высокой точностью. На основании полученных количественных данных построены графики зависимости концентраций групп и обобщенные дифференциальные графики зависимости, по экспоненте которых определяется не только вид, но и степень заболевания. Кроме этого, на экспоненте дифференциального графика зависимости видно, какие группы (молекулы) принимают более активное участие при развитии у пациентов определенного заболевания.
7. Использованная литература.
1. Н.Харрик. Спектроскопия внутреннего отражения. Перевод с английского. Изд-во “Мир”. М.1970.
2. Carsaro R.D, Atkinson G.J, J.Phys., 54,4090 (1971).
8. Сведения об авторе.
Антипов Александр Николаевич, К.Т.Н, В.Н.С. Специальность 05.12.18- Твердотельная электроника и интегральная схемотехника, включая материалы, технологию и специальное оборудование.
Последнее место работы: НПО ЦНИИ “ВОЛНА”, руководитель сектора. Тема: «Разработка и изготовление оптоэлектронных устройств».
Контактная информация: Россия, Москва, тел. +7 (499) 618-51-36,
aaantipov@post.ru
Поделитесь статьей с друзьями!
Если эта статья была Вам интересна, или Вам кажется, что эта статья может заинтересовать Ваших друзей или родственников — поделитесь с ними.
Выберите одну из социальных сетей нижу, и нажмите на иконку с символикой нужной социальной сети.
Это совсем не сложно, попробуйте!
