CC BY
8Подавление активности вируса табачной мозаики слабым СВЧ полем (9&12 ГГц, 100 мкВт/см2)
С.М. Першин1, О.В. Карпова2, А.Н. Фёдоров1, М.В. Архипенко2, В.Б. Ошурко1,3
1 Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия 2Биологический факультет, МГУ им. М.В.Ломоносова, 119991 Москва, Россия
3Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный технологический университет "СТАНКИН", 127055 Москва, Россия
E-mail: pershin@kapella. gpi.ru
Впервые, насколько нам известно, мы подавили (до 50%) активность вируса табачной мозаики (ВТМ) [1,2] при облучении его суспензии в буферном водном растворе трис-гидроксиметиламинометанхлорида, 0,01М трис-HCl (pH 7.5) низкоинтенсивным (100 мкВт/см2) СВЧ излучением (9 ГГц) при концентрации ~0.5E12 cm-3 в течение 60 минут. Вирус табачной мозаики (ВТМ) [1] представляет собой одноцепочечный РНК-вирус в форме полой трубочки длиной 300 нм и диаметром 18 нм с отверстием ~4 нм, который поражает широкий спектр растений, особенно табак и другие представители семейства пасленовых. Суспензию вирусов приготовили на кафедре вирусологии биологического факультета МГУ [2]. Объем суспензии 2 мл делили на четыре равные части (№1,2,3,4) объемом 0.5 мл в полиэтиленовые пробирки с крышкой. Образцы 1 и 2 облучали СВЧ-излучением с частотой 9 и 12 ГГц соответственно, на установке Рис.1. При этом образцы 3 и 4 хранили в нормальных условиях без облучения. Затем облученные (1 и 2) суспензии вирусов наносили на левую половину 5-ти листков на двух кустиках табака, соответственно. Правую половину этих листиков покрыли необлученным (3 и 4 ) образцом ВТМ. Через 5 дней, когда ВТМ образовал видимые пятна поражения на листьях (см. Рис. 2, 5-й день заражения), эти 10 листьев были удалены с растений. Очаги заражения на левой и правой половине листа подсчитывали отдельно и наносили на график Рис.3.
Из рис.3 видно, что облучение на частоте 9 ГГц даёт стойкий результат подавления от 40% до 15% активности ВТМ. Напротив, после облучения на частоте 12 ГГц регулярное снижение инфекционной активности ВТМ очевидно.
Мы предположили, что обнаруженное подавление активности вирусов обусловлено селективным нагревом вирусов в СВЧ поле. Однако измерение температуры до и после облучения термопарой с чувствительностью ±0,10 0С и ИК-радиометром с точностью ±0,050С не показало заметных отличий. Другим механизмом может быть явление резонансного взаимодействия СВЧ-излучения с собственными акустическими модами ВТМ, либо индуцированными диполями [3-5] , что требует отдельного изучения.
Рис.1. Установка облучения вирусов СВЧ. Рис.2. Поражение листа табака ВТМ. Рис.3.Число очагов ВТМ References
[1] M. Zaitlin "The Discovery of the Causal Agent of the Tobacco Mosaic Disease." In Discoveries in Plant Biology. S.D. Kung and S.F. Yang eds, (World Publishing Co. Hong Kong, 1998), pp.105-110.
[2] O. V. Karpova, A. D. Kudryavtseva, V. N. Lednev, T. V. Mironova, V. B. Oshurco, S. M. Pershin, E. K. Petrova, N. V. Tcherniega, and K. I. Zemskov, "Stimulated low-frequency Raman scattering in a suspension of tobacco mosaic virus," Laser Phys. Lett. 13, 085701-4 (2016).
[3] J. D. Jackson, Classical electrodynamics, 3d Ed.( J. Willey & sons, New York, 1962).
[4] V. I. Kovalev, "Photoelectric Effect at Sub-Photon Energy in Incident Pulsed Laser Radiation," arXiv:1903.00285[physics.optics], pp. 1-8 (2019).
[5] V.I. Kovalev, S.M. Pershin, M.V. Arkhipenko, A.N. Fedorov, O.V. Karpova, V.B. Oshurko, "On the Origin of a Low Intensity Microwave Irradiation Effect on Tobacco Mosaic Virus Activity", Proc. Of Frontiers in Optics / Laser Science © OSA 2019" Sept 14-19 www.osa-opn.org/bio-quantum
100 мкВт/см2 60 минут
9 10 11 12
Leaf number
