Оптические атомные эмиссионные спектры. Молекулярные спектры. Применение спектрофотометрии в медицине и биологии.

Атомные спектры - спектры испускания (или поглощения), которые возникают при квантовых переходах между уровнями свободных или

слабовзаимодейтвующих атомов. Атомные спектры испускания возникают при переходе атомов возбуждённых (нагреванием, электрическим разрядом, химической реакцией и др.). При переходе атомов с различных возбуждённых энергетических уровней на один и тотже испускаются спектральные серии: серия Леймана (переход на первый энергетический уровень), атом испускает фотоны ультрафиолетовой области; серия Больцмана - переход на 2-ой энергетический уровень - видимый свет; серия Пашена - переход на 3-ий уровень - область инфракрасного излучения. Анализ эмиссионных спектров излучения в поглощения в медицине и биологии служат для определения микроэлементов в тканях организма, небольшого количества атомов металлов в консервированных продуктах, некоторых элементов в трупных тканях для целей судебной медицины др.

Молекулярные спектры (испускания и поглощения) возникают при квантовых переходах молекул с одного энергетического уровня на другой -

полосатые спектры, состоящие из тесно расположенных линий. Сложность их по сравнению с атомным обусловлена большим разнообразием энергетических переходов в молекуле.

Специфичность индивидуальность спектров отдельных молекул лежит в основе качественного и количественного спектрального анализа. Они являются важным источником информации о биологически функциональных молекулах ишироко используются в современных биохимических и биофизических работах

 

Виды люминесценции. Фотолюминесценция. Правило Стокса.

Применение люминесценции в медицине.

Люминесценция - избыточное над тепловым излучение тела при данной температуре, имеющие длительность, значительно превышающую период (10^-13 с) излучаемых световых волн.

В зависимости от вида возбуждения различают виды люминесценции:

1) ионолюминесценция (вызванная ионами);

2) катодолюминесценция (электродами);

3) радиолюминесценция (ядерным излучением);

4) рентгенолюминесценция (под действием гамма и рентгеновских лучей);

5) фотолюминесценция (под действием внешних фотонов);

6) электролюминесценция (электрическим полем);

7) хемилюминесценция (химическими реакциями).

Фотолюминесценция подразделяется на:

1) флуоресценция (кратковременное послесвечение)

2) фосфоресценция (сравнительно длительное послесвечение)

Для фотолюминесценции справедлив закон Стокса: спектр люминесценции сдвинут в сторону длинных волн относительно спектра, вызывающего эту фотолюминесценцию.

Ряд биологических функциональных молекул (например белка) обладают флуоресценцией. Параметры флуоресценции чувствительны к структуре окружения флуоресцирующеймолекулы, поэтому по люминесценции можно изучать химические превращения и межмолекулярное взаимодействие. Люминесцентный метод используют для обнаружения начальной стадии порчи продуктов, сортировки фармакологических препаратов, диагностики некоторых заболеваний, проницаемость капилляров кожи. Этот анализ проводят с помощью специальных люминесцентных микроскопов.

58 Индуцированноеизлучение. Оптические квантовые генераторы. Применение лазеров в медицине.

У некоторых веществ (неон, рубин и др.) имеются энергетические уровни, спонтанный переход с которых на основной уровень путем излучения фотонов имеет малую вероятность, т.е. происходит относительно редко, поэтому возбужденные атомы задерживаются на них относительно долго (10 ^-3с). Такие уровни называются метастабильными и в процессе возбуждения на них может накапливаться значительное количество атомов в возбужденном состоянии. Это явление называется «инверсной заселенностью уровней». Излучение атома находящегося на нестабильном ровне может быть вызвано путем воздействия на него посторонним фотоном с энергией равной разности энергетических уровней возбужденного и невозбужденного состояния. Такое излучение называется индуцированным. Это явление лежит в основе устройства лазера - оптического квантового генератора. Основой лазера является рабочее тело, имеющее метастабильные

энергетические уровни, на которых в процессе возбуждения создается инверсная заселенность.

Вызванное тем или иным способом индуцированное излучение с этих уровней обладает характерными свойствами: имеет строгую монохроматичность, когерентность, полностью поляризовано и представляют собой мощный параллельный путь сочень малым углом расхождения. Благодаря своим свойствам лазерный пучок излучения нашел широкое применение: он может избирательно разрушать микроскопические элементы структуры ткани (лазерная игла) с исследовательской или лечебной целью.

Лазерный луч применяется в хирургии для бесшовного разреза сильно кровоточащих тканей (печени, легкого). В онкологической хирургии « лазерныйнож» предупреждает возможность распространения в окружающую ткань клеток удаленной опухоли. В офтальмологии приваривают отслоившуюся сетчатку, а при глаукоме для образования микроскопического отверстия и др.

Тормозное рентгеновское излучение. Спектр излучения и

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: