Вода – это уникальная природная субстанция, исследования которой приобретают всё больший масштаб. Известно, что оказание на неё разного рода воздействий способно привести к изменению свойств как самой воды, так и различных водных растворов. Ранее было установлено, что внешние воздействия, такие как механическое встряхивание[1] или облучение магнитным полем[2,3], оказывают явные, хорошо регистрируемые эффекты на характеристики водных растворов. В связи с этим мы решили изучить, как повлияет на водные растворы IgG вертикальное встряхивание с частотой 4,4 Гц, а также облучение переменным магнитным полем с частотой 8Гц и 50Гц.

В работе изучался водный раствор иммуноглобулина G (IgG). В качестве контроля использовалась Milli-Q вода (удельное сопротивлением 18 MΩ*см при 25⁰С).

Образцы исследовали при помощи установки, разработанной на базе фотоэлектронного умножителя HC135 версии hc135-01 (Hamamatsu Photonics, Япония), для детектирования собственного электромагнитного излучения от растворов в видимом (300-650 нм) диапазоне, которое генерируется образцами после оказания на них дополнительного специфического воздействия (встряхивания или облучения магнитным полем). Перед проведением измерений на исходный раствор белка и воды было оказано дополнительное воздействие. Оценивался исходный раствор IgG и вода: 1) без дополнительного воздействия перед измерением; 2) после вертикального механического встряхивания с амплитудой 20 мм и частотой 4,4Гц; 3) после облучения переменным магнитным полем с индукцией 60 мкТл и частотой 8 Гц;4) после облучения переменным магнитным полем с индукцией 60 мкТл и частотой 50 Гц. Полученные результаты подвергались статистическому анализу – в зависимости от нормальности распределения применялся U- или T-критерий, а также дисперсионный анализ и перестановочный тест. Статистически значимыми считались отличия при р<0,05.

Нами было установлено, что в области 300 – 650 нм:

1) Как и ожидалось, собственное излучение раствора IgG и воды, которые не подвергались дополнительному воздействию перед измерением, не отличается;

2) После облучения переменным магнитным полем с частотой и 8Гц, и 50 Гц собственное излучение раствора IgG стало статистически значимо более высоким, чем у IgG без дополнительного воздействия, в отличии от воды, собственное изучение которой после воздействия аналогичными магнитными полями не изменилось;

3) После дополнительного встряхивания собственное излучение воды стало статистически значимо более высоким, чем у воды без дополнительного воздействия, в отличие от раствора IgG, собственное изучение которого после дополнительного встряхивания не изменилось;

Таким образом, нами было выявлено, что разный тип воздействия оказывает влияние на разные по составу растворы, в частности: раствор IgG чувствителен в магнитному воздействию, а вода к механическому воздействию (встряхиванию).



[1] Gudkov S.V., Penkov N.V., Baimler I.V., Lyakhov G.A., Pustovoy V.I., Simakin A.V., Sarimov R.M., Scherbakov I.A. Effect of mechanical shaking on the physicochemical properties of aqueous solutions // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – Vol.21, №21. – P.8033. doi:10.3390/ijms21218033

[2] Chuchai Sronsri, Kongpop U-yen, Wanpasuk Sittipol, Analyses of vibrational spectroscopy, thermal property and salt solubility of magnetized water, Journal of Molecular Liquids, Volume 323, 2021, 114613, ISSN 0167-7322, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114613

[3] Pornchai Premkaisorn and Wanpen Wasupongpun (2020). Magnetic Field Effect on Physicochemical Properties of Water, RMUTP Research Journal, 14(2), 1-17

Water is a unique natural substance, and the research of it is becoming more and more comprehensive. It is well known that different effects on water can induce changes in the properties of both the water itself and various aqueous solutions. It has been previously shown that external influence, such as mechanical shaking[1] or exposure to magnetic field[2,3], exert well-detectable effects on the features of aqueous solutions. In this regard, we decided to study how vertical shaking at a frequency of 4.4 Hz, as well as exposure to alternating magnetic field at a frequency of 8 Hz and 50 Hz, would affect aqueous solutions of immunoglobulin G (IgG).

An aqueous solution of IgG was studied in this work. Milli-Q water (resistivity of 18 MΩ*cm at 25⁰С) was used as a control.

The samples were studied using equipment developed on the basis a photomultiplier tube HC135, version hc135-01 (Hamamatsu Photonics, Japan), in order to detect the intrinsic electromagnetic emission of solutions in the visible spectrum (300-650 nm), which was generated by the samples after exposing them to additional specific effects (shaking or exposure to a magnetic field). Before the measurements, an additional effect was exerted on the stock solution of protein and water. The stock IgG solution and water were analyzed: 1) without additional exposure before the measurements; 2) after vertical shaking with an amplitude of 20 mm and a frequency of 4.4 Hz; 3) after exposure to an alternating magnetic field with an induction of 60 µT and a frequency of 8 Hz; 4) after exposure to an alternating magnetic field with an induction of 60 µT and a frequency of 50 Hz. Statistical analysis of the results obtained was performed using U- or T-test, depending on the normality of the distribution, as well as analysis of variance and permutation test. The differences were considered statistically significant at p<0.05.

We found that in the spectrum of 300-650 nm:

1) As expected, the intrinsic emission of IgG solutions and water not subjected to additional exposure before the measurement did not differ;

2) After exposure to the alternating magnetic field with a frequency of 8 Hz and 50 Hz, the intrinsic emission of IgG solutions became statistically higher than that of IgG without additional exposure, in contrast to water that had no changes in the intrinsic emission after exposure to similar magnetic fields;

3) After vertical shaking, the intrinsic emission of water became statistically higher than that of water without additional exposure, in contrast to IgG solution that had no changes in the intrinsic emission after vertical shaking.

Thus, we found that various types of exposure affected solutions with different composition, in particular: IgG solution is sensitive to exposure to magnetic field, and water – to mechanical treatment (shaking).



[1] Gudkov S.V., Penkov N.V., Baimler I.V., Lyakhov G.A., Pustovoy V.I., Simakin A.V., Sarimov R.M., Scherbakov I.A. Effect of mechanical shaking on the physicochemical properties of aqueous solutions // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – Vol.21, №21. – P.8033. doi:10.3390/ijms21218033

[2] Chuchai Sronsri, Kongpop U-yen, Wanpasuk Sittipol, Analyses of vibrational spectroscopy, thermal property and salt solubility of magnetized water, Journal of Molecular Liquids, Volume 323, 2021, 114613, ISSN 0167-7322, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114613

[3] Pornchai Premkaisorn and Wanpen Wasupongpun (2020). Magnetic Field Effect on Physicochemical Properties of Water, RMUTP Research Journal, 14(2), 1-17