ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

§ 29.8. ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

Люминесценция, сопровождающая химические реакции, называй хемилюминесценцией.

Она испускается либо непосредственно продуктами реакции,либо другими компонентами, которые возбуждаются в результате перено-са энергии им от продуктов реакции.

Яркость хемилюминесценции, т.е. число квантов, испускаемых в единицу времени, возрастает с увеличением скорости реакции и эффективности хемилюминесценции — среднего числа квантов приходящегося на один акт реакции. По хемилюминесценции можно но определить состав вещества (хемилюминесцентный анализ).

Частное проявление хемилюминесценции — свечение, сопровож-дающее химические реакции биологических объектов, — называют 542

Рис. 29.18

биохемилюминесценцией. Излучение гнилу- / шек, светляков — примеры биохемилюминес-ценции (биолюминесценции).

В среде биофизиков малоинтенсивная биолюминесценция получила название сверхслабого свечения, оно активно изуча­лось рядом ученых, в частности Ю.А. Вла­димировым.

Было показано, что в биологических сис­темах хемилюминесценция возникает при рекомбинации перекисных свободных радикалов липидов: RO₂ + + RO2 -"-» возбужденный продукт —»■ продукт + квант хемилюми­несценции.

Интенсивность хемилюминесценции существенно возрастает при добавлении к исследуемым биологическим системам, например, солей двухвалентного железа. На рис. 29.18 видно увеличение ин­тенсивности люминесценции в суспензии митохондрий в момент введения двухвалентного железа. Если подобный эксперимент проделать с плазмой крови при гнойном аппендиците и при холе­цистите, то можно заметить, что свечение в первом случае значи­тельно слабее. Таким образом, хемилюминесценция может исполь­зоваться как диагностический метод.

§ 296. РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Люминесценцией называют избыточное над тепловым излучение тела при данной температуре, имеющее длительность, значитель­но превышающую период (10'¹⁵ с) излучаемых световых волн.

Признак длительности в этом определении был предложен С.И.Вавиловым для того, чтобы отличить люминесценцию от неко­торых других явлений вторичного свечения, например отражения и рассеяния света.

В зависимости от вида возбуждения различают несколько типов люминесценции, .

Люминесценция, вызванная заряженными частицами: ионами — ионолюминесценция, электронами — катодолюминееценция, ядер­ным излучением — радиолюминесценция. Люминесценцию под воз­действием рентгеновского и т-излучения называют рентгенолн*-минесценцией, фотонов — фотолюминесценцией (см. § 29.7). При растирании, раздавливании или раскалывании некоторых крис-талов возникает триболюминесценция Электрическим полем возбуждается электролюминесценция, частным случаем которой является свечение газового разряда Люминесценцию, сопровождающую экзотермическую химическую реакцию, называют хемилюминесценцией (см. § 29.8).

27.6. ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Электромагнитное излучение, зажимающее спектральную область между красной границей видимого света (А = 0,76 мкм) « коротко-волновым радиоизлучением [А = (1—2) мы], называют инфракрасным (ИК).

Инфракрасную область спектра условно разделяют на близкую (0,76—2,5 мкм), среднюю (2,5—50 мкм) и далекую (50—2000 мкм).

Нагретые твердые и жидкие тела испускают непрерывный ин-фракрасный спектр. Если в законе Вина вместо Ащах подставить пределы ИК-излучения, то получим соответственно температуры 3800—1,5 К. Это означает, что все жидкие и твердые тела в обыч-ных условиях практически не только являются источниками ИК-излучения, но и имеют максимальное излучение в ИК-области спектра. Отклонение реальных тел от серых не изменяет существа вывода.

При невысокой температуре энергетическая светимость тел мала Поэтому далеко не все тела могут быть использованы в качестве источников ИК-излучения. В связи с этим наряду с тепловыми источниками ИК-излучения используют еще ртутные лампы высо-кого давления и лазеры, которые уже не дают сплошного спектра Мощным источником ИК-излучения является Солнце, около 50% его излучения лежит в ИК-области спектра.

Методы обнаружения и измерения ИК-излучения делят в овнов-ном на две группы: тепловые и фотоэлектрические. Примером теплового приемника служит термоэлемент, нагревание которого вызывает электрический ток (см. § 15.6). К фотоэлектрическим 496

приемникам относят фотоэлементы, электронно-оптические преоб­разователи, фотосопротивления (см, § 27.8).

Рбнаружить и зарегистрировать инфракрасное излучение можно также фотопластинками и фотопленками со специальным покры­тием.

Лечебное применение инфракрасного излучения основано на его тешювом действии. Наибольший эффект достигается коротково­лновым ИК-излучением, близким к видимому свету. Для лечения испрльзуют специальные лампы (см. § 27.4).

Инфракрасное излучение проникает в тело на глубину около 20 мм, поэтому в большей степени прогреваются поверхностные слои. Терапевтический эффект как раз и обусловлен возникающим тем­пературным градиентом, что активизирует деятельность терморе-гулирующей системы. Усиление кровоснабжения облученного места приводит к благоприятным лечебным последствиям.

§ 27.7. УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между фиолетовой границей видимою света (А = 400 нм) и длинно­волновой частью рентгеновскою излучения (А = 10 нм), называют ультрафиолетовым (УФ).

В области ниже 200 нм УФ-41злучение сильно поглощается всеми телами, в том числе и тонкими слоями воздуха, поэтому особого интереса для медицины не представляет. Остальную часть УФ-спектра условно делят на три области: А (400—315 нм), В (315—280 нм) и С (280—200 нм).

Накаленные твердые тела при высокой температуре излучают заметную долю УФ-излучения. Однако максимум спектральной плотности энергетической светимости в соответствии с законом Вина даже для наиболее длинной волны (0,4 мкм) приходится на 7000 К. Практически это означает, что в обычных условиях тепло­вое излучение серых тел не может служить эффективным источни­ком мощного УФ-излучения. Наиболее мощным источником тепло­вого УФ-излучения является Солнце, 9% излучения которого на границе земной атмосферы составляет ультрафиолетовое.

В лабораторных условиях в качестве источников УФ-излучения используют электрический разряд в газах и парах металлов. Такое излучение уже не является тепловым и имеет линейчатый спектр.

Измерение УФ-излучения в основном осуществляется фотоэлек-трическими приемниками: фотоэлементами, фотоумножителями § 27.8). Индикаторами УФ-света являются люминесцирующие вещества и фотопластинки. I

УФ-излучение необходимо для работы ультрафиолетовых мик роскопов (см. § 26.8), люминесцентных микроскопов, для люминес-центного анализа (см. § 297). Главное применение УФ-излучения в медицине связано с его специфическим биологическим воздейст-вием, которое обусловлено фотохимическими процессами 29.9).