ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ В ГИГАГЕРЦОВОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ

Предмет исследования.Представлены результаты исследования в гигагерцовом диапазоне частот диэлектрической проницаемости физиологических водных растворов и растворов глюкозы, используемых в медицинской практике. Результаты эксперимента обоснованы теоретически на основе модели Дебая–Коле (Debye–Cole). Метод. Исследования проведены на плазме крови здорового донора, воде, водных растворах NaCl (0,9%) и растворах глюкозы с концентрацией от 3 до 12 ммоль/л. Эксперименты выполнены с использованием активной методики ближнего поля (Nearfield), основанной на измерении импеданса плоской границы воздух–жидкость с помощью открытого конца коаксиального волновода в диапазоне частот 1–12 ГГц. Результаты измерений обработаны с использованием компьютерной системы векторного анализатора фирмы Rohde& Schwarz. Спектры пропускания определялись с использованием ИК-спектрометра TENZOR-Bruker. Основные результаты. Результаты моделирования показали хорошее совпадение экспериментальных результатов и модели, а также выбора основных параметров модели Debye–Coleв исследуемом диапазоне частот для всех исследуемых сред. Показано, что диапазон 3–6 ГГц может рассматриваться как основной при разработке диагностических сенсоров для безинвазивного анализа концентрации глюкозы в крови человека. Практическая значимость. Электродинамические модели тестовой жидкости, заменяющей кровь человека, позволяют промоделировать основные характеристики сенсора для качественной и количественной оценки концентрации глюкозы в крови человека и могут быть использованы при создании экспериментального образца безинвазивного глюкометра.