«Диэлектрическая спектроскопия» [«Широкополосная диэлектрическая спектроскопия» (“Broadband dielectric spectroscopy”)] представляет собой, по существу, частотную развёртку внутреннего строения вещества во всём диапазоне электромагнитного спектра и базируется на измерении или полуэмпирическом расчёте (или численном моделировании) частотной зависимости диэлектрической проницаемости (ДП) и электрической проводимости (ЭП) вещества.
Как оказывается, диэлектрическая спектроскопия (в ограниченных вариантах) не является новостью и для биологии [1] – [7] , хотя и сформировалась к концу прошлого столетия под другими названиями [«диэлектроскопия» («диэлектрическая спектроскопия»), «электроскопия» («электрическая спектроскопия»), «диэлектрическая и инфракрасная спектроскопия (ДС и ИКС)», «резонансная спектроскопия и терапия», «микроволновая резонансная терапия», «диэлектрометрия» и т. п.].
Литература
[1] Мирошников А. И., Фомченков В. М., Иванов А. Ю. Электрофизический анализ и разделение клеток. – М.: Наука, 1986. -- 184 с.
[2] Гусев Н. А. Состояние воды в растении. – М.: Наука, 1974. -- 134 с.
[3] Пресман А. С. Электромагнитные поля и живая природа. – М.: Наука, 1968. – 288 с.
[4] Челидзе Т. Л., Деревянко А. И., Куриленко О. Д. Электрическая спектроскопия гетерогенных систем. – Киев: Наукова Думка, 1977. – 231 с.
[5] Челидзе Т. Л., Кикнадзе В. Д., Кевлишвили Г. Е., Чхаидзе В. Т. Диэлектрическая спектроскопия крови. 1. Диэлектрические спектры нормальной крови человека. – Биофизика, 1973, т. 18, с. 932 – 935.
[6] Седых Н. В. Диэлектрические явления в водных растворах биоорганических соединений. – Деп. в ВИНИТИ № 895-78 Деп., 1978, 223 с.
[7] Шван Г. Электроскопия биологических веществ в поле переменного тока. – В кн.: Электроника и кибернетика в биологии и медицине. – М.: ИЛ, 1963, с. 71 – 108.
[8] Девятков Н. Д., Голант М. Б., Бецкий О. В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. – М.: Радио и связь, 1991. – 168 с.
[9] Малеев В. Я., Кашпур В. А., Щеголева Т. Ю. Диэлектрометрия в миллиметровом диапазоне длин волн как метод исследования взаимодействия биополимеров с водой // Нетепловые эффекты миллиметрового излучения. – М.: ИРЭ АН СССР, 1981. – с. 26 –41.
[10] Bayley S. The dielectric properties of various solid crystalline proteins, amino-acids and peptides. – Trans. Faraday Soc., vol. 47, 1951, p. 509.
[11] Сихарулидзе Т. Г. КАТАЛОГ инфра-красных спектров вин. – Тбилиси: МЕЦНИЕРЕБА, 1981, 128 с.
[12] Сидорович А. М., Диэлектрический спектр воды. – УФЖ, т. 29, 1984, № 8, с. 1175 – 1181.
[13] Андреев Е. А., Белый М. У., Ситько С. П., Проявление собственных характеристических частот организма человека // Доклады АН УССР, сер. Е. – 1984, №10. – с. 60 – 63.
Особенностью диэлектрической спектроскопии в биологии [1], в частностности, для клеточных суспензий (водных растворов), является гигантское (до
) возрастание диэлектрической проницаемости в низкочастотном диапазоне спектра ([1] Рис. 3) за счет наложения ряда (различной структуры) релаксационных составляющих дисперсии на базовый диэлектрический спектр свободной [12] или связанной воды [2]. Соответственно в биологических растворах и тканях различают области
- дисперсии,
- дисперсии,
- дисперсии и
- дисперсии [1], [3]. Подобное существенное увеличение диэлектрической проницаемости на низких частотах имеет место, например, в диэлектрических спектрах ферритов и магнитодиэлектриков с зернистой структурой. В этом низкочастотном диапазоне показательной является также частотная зависимость тангенса угла диэлектрических потерь.
В этом отношении весьма кстати оказалось появление методики ([12], 1984 г.) анализа и полуэмпирического моделирования диэлектрических спектров вещества в конденсированном состоянии с помощью прикладной программы «SPECTRA» (1995 г.) на основе принципа суперпозиции динамических составляющих. В результате следует принципиально различать составляющие спектра диэлектрической проницаемости и спектра электрической проводимости за счёт свободных носителей заряда (ионов, молионов и др.) электрофоретического тока, также как и характеристические частоты релаксационных и резонансных максимумов в частотных спектрах поглощения.
