दूर अवरक्त विकिरण (एफआईआर): अपने जैविक प्रभाव और चिकित्सा अनुप्रयोगों

2021-09-16

  विकिरण प्राथमिकी क्या है?

पूरा करने के लिए सम्मान के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण स्पेक्ट्रम, अवरक्त विकिरण (आईआर) बैंड की तरंग दैर्ध्य रेंज को शामिल किया गया 750 nm-100 μm, की आवृत्ति रेंज 400 THz-3 THz, और फोटॉन ऊर्जा की रेंज 12.4 meV- 1.7 ईवी. यह के बीच लंबे तरंगदैर्ध्य के लाल बढ़त दिखाई और के लघु बढ़त के terahertz (शुरू 3 पर THz) वर्णक्रमीय बैंड ( चित्रा 1 ).

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विद्युत चुम्बकीय विकिरण के स्पेक्ट्रम के और कुछ जैविक परिवर्तन यह प्रेरित हो सकता है।

जैविक प्रभाव के प्राथमिकी

प्राथमिकी आवेदन में दवा की आवश्यकता समझ और ज्ञान की बातचीत के विद्युत चुम्बकीय विकिरण पर प्राथमिकी रेंज के साथ जैविक संरचनाओं (सहित कोशिकाओं, कोशिका झिल्ली, सेल तरल पदार्थ-विशेष रूप से पानी, डीएनए/प्रोटीन) और के कामकाज में रहने वाले सिस्टम में सामान्य है। सेलुलर स्तर पर, के अंतर्निहित biophysical तंत्र की बातचीत के विद्युत चुम्बकीय विकिरण जीवित कोशिकाओं के साथ किया जा सकता है में फंसाया की शर्तें बदल सेल झिल्ली potentials और बदल माइटोकॉन्ड्रियल चयापचय [ ]. प्राथमिकी ऊर्जा (फोटॉनों क्वांटम ऊर्जा के स्तर के साथ 12.4 meV -1.7 ईवी) अणुओं में बांड के स्तर vibrational द्वारा अवशोषित कर लेता है. छह कर रहे हैं vibrational मोड को कवर सममित और antisymmetric खींच, scissoring, कमाल, wagging और घुमा. जैविक सिस्टम में पानी के उच्च एकाग्रता पर विचार, आयनों के साथ पानी के अणुओं की एसोसिएशन (solvation प्रभाव), के ढांकता हुआ गुण के पानी और बड़े द्विध्रुवीय पल कि इस प्रभाव उत्पन्न करता है, इस जैविक समाधान में एक प्रमुख कारक हो जाएगा. यह ज्ञात हुआ है कि कम आवृत्तियों पर पानी के अणुओं में स्वतंत्र रूप से बारी बारी से करने में सक्षम हैं एक oscillating बिजली क्षेत्र के साथ थोड़ा या लगभग कोई ऊर्जा नुकसान. हालांकि, अगर बिजली की आवृत्ति क्षेत्र तक पहुँचता 10 8   Hz स्तर, घूर्णी मोड हो जाता रुकावट (कारण “ढांकता हुआ घर्षण” प्रभाव) और अवशोषित ऊर्जा शुरू होता dissipating द्वारा टक्कर या निकटतम पड़ोसी मीडिया में बातचीत [ ]. के ढांकता हुआ विश्राम के पानी पर 310 K 25 चारों ओर है GHz जहां घूर्णी dipoles की प्रतिक्रिया करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में फैला हुआ है एक व्यापक आवृत्ति रेंज है।

में रहने वाले सिस्टम, के अलावा में पानी के अणुओं एसोसिएशन कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और के प्रभाव के साथ, एक “meso-संरचना” प्रभाव पर विचार करने के लिए है जहां प्रोटीन और आरोप लगाया समूहों (विशिष्ट पर स्थित साइटों पर प्रोटीन) समग्र के लिए महत्वपूर्ण हैं जैविक गतिविधि है। इन विशेष रूप से स्थित आरोप लगाया समूहों में पानी के अणुओं के साथ सहयोगी और ढांकता हुआ इस को प्रभावित कर द्वारा व्यवहार के लिए पूरे आणविक-विधानसभा, जो बारी में प्रभाव अपने जीवविज्ञान का कामकाज. इस प्रकार, ढांकता हुआ गुण की ऊतकों (यहां तक कि सेलुलर स्तर पर) पानी की मात्रा के साथ और अलग-अलग हो पर निर्भर है। इसके अलावा, इन आणविक “meso-संरचनाओं के विश्राम” आवृत्ति के साथ बदलाव दिखा सकते हैं. इन कारणों के लिए, पानी सामग्री प्राथमिकी के बीच बातचीत में एक महत्वपूर्ण कारक है और में रहने वाले जीवों.

इस संबंध में, पानी-समूहों की गतिशीलता के बाद से वहाँ रुचि काफी आकर्षित किया है एक ध्यान देने योग्य अंतर करने के लिए सम्मान के साथ थोक-तरल-पानी की गतिशीलता, और इस महत्वपूर्ण हो सकता है निहितार्थ में जैविक वातावरण है। स्थानीय परिवर्तन में आणविक पर्यावरण (solvation या कारावास की वजह से) translational के काफी को प्रभावित करने के लिए दिखाए जाते हैं और vibrational मोड में प्राथमिकी आवृत्ति रेंज है। यह पाया गया है कि पानी क्लस्टर आकार और तापमान को प्रभावित प्राथमिकी अवशोषण स्पेक्ट्रम काफी [ ].

प्राथमिकी चिकित्सा के आवेदन

प्राथमिकी के लिए के रूप में इस्तेमाल किया एक चिकित्सीय modality वैकल्पिक शर्तें “biogenetic विकिरण” और “biogenetic किरणों” है लोकप्रिय साहित्य में coined और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है। प्राथमिकी तरंग दैर्ध्य आँखों द्वारा perceived होने के लिए बहुत लंबा है, हालांकि, शरीर अनुभव अपनी ऊर्जा के रूप में घुसना कर सकते हैं जो एक कोमल उज्ज्वल गर्मी अप करने के लिए 1.5 इंच (लगभग 4 cm) के नीचे त्वचा. प्राथमिकी ऊर्जा गति घूर्णी डालती करने के लिए पर्याप्त है और vibrational के मोड में बांड बनाने अणुओं (सहित पानी के अणुओं) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से resonate के साथ सेलुलर आवृत्तियों. जिसके परिणामस्वरूप एपिडर्मल तापमान अधिक है जब त्वचा से प्राथमिकी के साथ विकिरणित है अगर इसी तरह से थर्मल भार कम तरंग दैर्ध्य का इस्तेमाल कर रहे हैं। लंबे समय तक के erythermal प्रतिक्रिया करने के लिए कारण प्राथमिकी जोखिम कारण प्रस्तावित किया गया है किया गया है करने के लिए वृद्धि हुई एपिडर्मल तापमान के साथ जुड़े यह, लेकिन स्तर के प्राथमिकी नहीं है कि किसी भी detectable त्वचा हीटिंग का उत्पादन कर सकते हैं भी जैविक प्रभाव है.

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