Медицинская физика / 2.10.ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ2

ЯГМА

Медицинская физика

Лечебный факультет

1 курс

2 семестр

Лекция

<< Люминесценция >>

Составил: Некрасов А.А.

Проверил: Дигурова И.И.

Бабенко Н.И.

2004 г.

I.Люминесценция, ёе вид, характеристика, особенности.

к: Люминесценция-это холодное свечение, не связанное с нагревом тел, которое прекращается, как только будет использована Е внешнего излучения.

К природным явлениям : северное слияние, свечение насекомых.

Технологические явления : неоновые трубы, лак светящейся.

Определение люминесценций было дано Вавилоном.

Люминесценция – это излучение избыточное над тепловым излучением данного тела в данной спектральной области при данной температуре и при условии, что свечение не прекращается после его возбуждения.

Виды люминесценции :

1. По спектральному излучению :

а) инфракрасная

б) видимая

в) Ультрафиолетовое излучение

2. По способу возбуждения :

а) фотолюминесценция : возбуждается светом.

б) рентгенолюминесценция : возбужденный рентгеновыми лучами.

в) радиолюминесценция : вызывается под действием : альфа, бета – излучением

г) катодолюминесценция : вызвано движущимися электронами.

д) Триболюминесценция : вызывается трением.

г) Электролюминесценция : вызывается электрическим поле ( ионная трубка ).

ж) Хемилюминесценция : вызывается при протекании химических реакций .

з) Кристаллолюминесценция : возбуждается процессами кристолизации

3. По длительности свечения :

а)Флорисценция . Длительность свечения более,чем 10*-6 с. т.е. свечение прекращается после действия внешнего излучения.

б) Фосфолесценция. Длительность свечения более, чем 10*-6 с. продолжается секунды, минуты, часы после действия возбуждающего излучения. Примеры: красители, циферблаты часов.

4. По природе люминесцентного вещества.

а) Первичная люминесценция

б) Вторичная – вещество люминесцирует после обработки люминисцентными красителями.

Особенности люминесценции

а) Люминесценция наблюдается у жидких, твёрдых и газообразных тел.

б) Люминесценция не подчиняется законам теплового излучения.

в) Люминесценция имеет конечную длительность свечения.

г) Люминесценция представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое возбуждающимися атомами, ионами.

II Механизм возникновения люминесценции.

Люминесценция – квантовый процесс который объясняется с позиции квантовой физики. Пока он не изучен полностью. С позиции постулатов Бора явление объясняется та

Кванты света воздействуют на атомы вещества и переводят один или более электронов на более высокие энергетические уровни. Обратный перевод сопровождается излучением фотона.

hvлюм =Eвозб – Eосн

Обратный переход механизмов будет прямым (1) и ступенчатым (2) т.е. промежуточный

Люминесценция вызывается прямым переходом характерным для газов и паров металлов.

Ступенчатый переход характерен для растворов веществ.

III. Основные характеристики люминесценции.

1. Спектр возбуждения – длина волны возбуждающего излучения, которые при поглощение вызывают люминесценцию.

2. Спектр люминесценций – длина волны из которых состоит люминесцентное излучение

3. Энергетический выход – это отношение Е люминесценции к поглощенной Е.

Вэ=Елюм/Епогл=hVлюм/hVпогл

4. Квантовый выход – это отношение числа квантов люминесцентного излучения к числу квантов поглощенного излучения .

В=Nлюм/Nпогл

Для флюорохрома(флюоресцина в воде В=0.8)

С повышением квантов выхода возрастает чувсвительность реакции.

Факторы влияющие на люминесценцию.

1. Виды вещества.

2. рН среды (Флюоресценция хорошо люминесцирует в водно-щелочной среде,но плохо в кислой)

3. Температура (С повышением температуры интенсивность излучения снижается)

4. Концентрация люминесцирующего вещества.

5. Интенсивность возбуждающегося излучения.

6. Присутствие примесей(Уменьшают люминесцирующие ионы железа , вольфрама, брома)

IV. Люминесционый анализ. Его виды, особенности, применения.

Спектральный состав люминесценции отражает строение и внутреннею структуру данного вещества следует с по мощью механизма излучать вещество как количественное, так и качественно.

Люминесцентный анализ – это совокупность методов обнаружения, определения и излучения состава вещества по его люминесценции.

Особенности люминесцентного анализа.

1. Высокая чувствительность.

2. Зависимость люминесценции от примесей и от рН среды.

3. Зависимость интенсивности люминесценции в определенных пределах от концентрации вещества.

4. Зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающегося излучения(прямая)

Виды анализа

I) Качественный анализ.

1) Качественный спектральный анализ. Осуществляется по распространению Е в спектре люминесценции и применяется для обнаружения веществ и их индодификации.

2) Качественный люминесцентный анализ разделения. Применяется для диагностики заболевания. Для определения содержания органических веществ в почве. Определение порожонности семян и растений болезнями.

II) Количественный спектральный анализ.

По интенсивности спектральных линий определяются количество вещества.

По методике исследования различают

1. Макроанализ – наблюдение невооруженным глазом. При этом объект облучается УФ и дает люминесцентное излучение(проверка качества пищевых продуктов).

2. Микроанализ – исследование люминесцентных объектов при помощи специальных микроскопов.

3. Метод флуоресцирующих молекул. Эти молекулы добавляются к мембранным системам извне. Их называют флуоресцентными зонами или метки. Они позволяют обнаружить перестройки в белках и молекулах.

Применение анализа в медицине.

1. В дерматологии для выявления грибковых заболевании кожи и волос.

2. В микробиохимии (для обнаружения туберкулеза).

3. В онкологии (для обнаружения границ роста злокачественной опухоли).

4. В биохимии (для обнаружения витаминов).

5. В клинике глазных болезней (для обнаружения язв роговицы).

6. В клинике внутренних болезней (для обнаружения скорости кровотока).

7. В судебной медицине (для обнаружения крови, токсинов ).

8. В фармакологии (для анализа лекарств и изменений их, для обнаружения морфина, кокаина и других алкалоидных веществ, обладающих люминесцентными свойствами)