Молекулярна акустична технологія та електронні системи контролю в технологічному процесі відтворення тварин : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук : 05.11.17 - Біологічні та медичні пристрої та системи

Abstract

У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна проблема зі створення низкоїнтенсивної акустичної технологія і електронної систем контролю з визначенням оптимальних параметрів акустичних коливань для дії на мікрооб'єкти тварин ВРХ (спермії, ембріони) перед їх кріоконсервацией з метою підвищення виходу життєздатних сперміїв після кріоконсервациї, підвищення їх здатності, що запліднення, і зниження кількості сперміїв в спермодозах для штучного запліднення. В результаті теоретичних досліджень впливу акустичного поля на мікрооб'єкти тварин запропонована матиматична модель масопередачі в структурі кріоконсервуючого середовища та визначені параметри джерела низькоінтенсивних акустичних коливань. Розроблена установка на основі відкритих резонаторів, з сферичними та плоскими дзеркалами та лайкосапфирового напівдискового резонатора для визначення зміни діелектричної проникненості кріоконсервуючого середовища. Проведені експериментальні дослідження підтвердили достовірність отриманих теоретичних моделей, а також було встановлено, що вплив акустичних коливань призводить не тільки до підвищення виходу кількості сперміїв ВРХ після криоконсерваціїї, але і до збільшення виживання молодняку тварин.

В диссертационной работе на основании теоретических и экспериментальных исследований создана низкоинтенсивная акустическая технология и электронная система по определению оптимальных параметров акустических колебаний для воздействия на микрообъекты животных КРС (спермии, эмбрионы) перед их криоконсервацией с целью повышения выхода жизнеспособных спермиев после криоконсервации, повышения их оплодотворяющей способности и снижения количества спермиев в спермодозах для искусственного осеменения. На основе теоретических исследований установленно, что для получения толщины погранслоёв на плазматической мембране микрообъектов животных, 1,8 мкм для эмбрионов и 0,4 мкм для спермиев, необходимо создавать акустическими колебаниями в криоконсервирующей среде скорость микропотоков 35,7 м/с для эмбрионов и 33,4 м/с для спермиев, при обработке акустическими колебаниями криоконсервирующей среды с микрообъктами животных (частота 0,98 кГц, мощность 1,07 мкВт, время обработки 307 с) приводит к увеличению до 10 раз толщину защитного слоя на плазматической мембране микрообъектов по сравнению с необработанной средой. В результате теоретических и экспериментальных исследований определены оптимальные параметры акустических колебаний для воздействия на микрообъекты животных перед их криоконсервацией разработан на основе лейкосапфировый полудисковый резонатор с параметрами: диаметр 20 мм; толщина 2 мм; 9,4; || 11,54; 5 tan 5 10; добротность 20000,стабилизированный по частоте генератор на лавинно-пролетном диоде. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили достоверность полученных теоретических моделей, а также было установлено, что для получения потомства телят КРС весом 30…31 кг, выживаемостью 100 % и использованием количества жизнеспособных спермиев в спермодозе 5…6 млн. шт спермодозы следует облучать перед криоконсервацией низкоинтенсивными акустическими колебаниями с установленными параметрами. Прибыль от применения акустической технологии составит 57 тыс. грн. из расчета 20 коров. Экспериментальное исследование по облучению эмбрионов перед криоконсервацией акустическим колебаниями с параметрами: частота 1 кГц; мощность 1 мкВт; экспозиция 300 с, приводит к повышению оплодотваряемости КРС на 25 % по сравнению с контролем. Выживаемость потомства в опыте состовляет 100 %, а в контроле 50 %. Прибыль от применения акустической технологии составила 35,7 тыс. грн. из расчета 12 коров.

In thesis work solved scientific and technical challenge of creating lowfrequency acoustic technology and electronic monitoring systems with the definition of optimal parameters of acoustic vibrations for action on animal micro objects KRS (spermium, embryos) before their cryopreservation in order to increase the viable spermium after cryopreservation, to enhance their capacity, fertilization, and reduce the number of spermium in spermatozoon for artificial insemination. As a result of theoretical research of influence of an acoustic field on micro objects animals mathematical mass transfer model proposed in the structure of the cryopreserve and low intensity source options defined acoustic vibrations. Developed based on the installation of open resonators with spherical and flat mirrors and leucosapphires semi-circular resonator for determining changes in dielectric permeability cryopreservation environment. Conducted experimental studies have confirmed the reliability of the obtained theoretical models, and it was found that the impact of acoustic fluctuations leads not only to increase the number of cattle spermium after cryopreservation, but also to increase the survival of young animals.