Медицина і фізика: елементи фахової компетентності

Взаємодія світла з речовиною має квантовий характер. І На явищах поглинання і розсіяння світла ґрунтуються , методи колориметрії, нефелометрії та рефрактометрії.

В ендоскопії використовують волоконні світловоди, дія яких ґрунтується на явищі повного внутрішнього відбивання. Вони використовуються для візуалізації внутрішніх органів, а також у терапії та хірургії (в поєднанні з лазерним випромінюванням).

Мікроскоп використовують у клінічній (капіляроскопія) і лабораторній діагностиці. Основним показником його є роздільна здатність. Межа розділення залежить від довжини світлової хвилі та апертурного кута об'єктива. її можна зменшити, використавши імерсійний об'єктив.

Збільшення мікроскопа визначається добутком збільшення об'єктива на збільшення окуляра.

Тема: Люмінесценція. Люмінесцентний аналіз. Використання люмінесценції в медицині..

І. Актуальність теми.

Квантова механіка, що зародилася на рубежі ХІХ і ХХ століть, була з самого початку і нині, через сто років, залишається основною теорією атомних явищ . Люмінесцентні методи використовуються у гістології і цитології для дослідження структури біологічних мембран та конфірмаційних процесів у них, у судовій медицині та діагностиці захворювань.

ІІ. Навчальні цілі.

В результаті самостійної роботи студенти повинні знати:

• Механізм збудження люмінесцентного світіння;

• Характеристики люмінесцентного випромінювання;

• Процес хемілюмінесценції та її види;

• Використання над слабкого світіння в діагностиці захворювань;

• Методи люмінесцентних зондів.

ІІІ. Матеріали до аудиторної самостійної роботи:

3.1. Основні базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми (Міждисциплінарна інтеграція).

№ п/п	Дисципліна	Знати	Вміти
	Біологія	Поняття цитології
	Фізика	Поняття кванта. Корпускулярно-хвильовий дуалізм природи світла

3.2. Зміст теми: Люмінесценція

Люмінесценція — нерівноважне випромінювання, надлишкове над тепловим випромінюванням тіла, тривалість якого більша, ніж період світлових коливань ( Т > 1СГ15 с).

Речовини, які здатні під дією різного виду збуджень давати люмінесцентне світіння, називають люмінофорами.

Природні люмінофори можуть бути як неорганічного походження (мінерали), так і органічного (насіння, квіти, нафтопродукти). Різниця між цими люмінофорами полягає у тому, що неорганічні дають люмінесцентне світіння тільки у твердому стані, а органічні — у твердому, рідкому та газоподібному станах (люмінесцентне світіння дають деякі молекули). Медики та біологи найбільше стикаються з люмінесценцією органічних сполук.

Прикладами люмінесценції є світіння газів під час електричного розряду, фосфору під час окиснення в повітрі, світіння екранів телевізорів, осцилографів. Це світіння пов'язане з переходом молекул із збудженого стану в основний.

Залежно від способу збудження розрізняють такі види люмінесценції:

• фотолюмінесценція — світіння під впливом хвиль оптичного діапазону;

• електролюмінесценція — світіння під впливом електричного поля;

• тріболюмінесценція — світіння під час розтирання або розколювання деяких кристалів (цукру);

• катодолюмінесценція — світіння під дією швидких електронів:

• радіолюмінесценція — світіння під впливом продуктів радіоактивного розпаду;

• хемілюмінесценція — світіння, яке зумовлене хімічними перетвореннями. Окремим видом хемілюмінесценції є біолюмінесценція — світіння живих організмів.

Залежно від тривалості світіння розрізня­ють два види люмінесценції речовин: флуоресценція — світіння, яке зникає майже відразу після припинення дії збуджувального світла (10^-8...10^-9 с); фосфоресценція — світіння, три­валість якого становить від 10^-8 c до декількох годин. Ці два види люмінесценції відрізняються не лише тривалістю світіння, а й тим, що кванти світла випромінюються з різних енергетичних рівнів збудженої молекули.

Дослідження дали змогу з'ясувати, що в більшості випадків люмінесцентне світіння дають ті органічні молекули, до складу яких входять атоми вуглецю з одинарними й по­двійними зв'язками, що чергуються (вітамін А, хлорофіл).