Люминесцентный анализ, его особенности, виды и применение.

           Спектральный состав люминесценции отражает строение и внутреннюю струк­туру данного вещества, поэтому с помощью люминесценции можно изучать вещество как количественно, так и качественно

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

Особенности анализа:

1) Высокая чувствительность.

2) Зависимость люминесценции от примесей и рН среды.

3) Зависимость интенсивности люминесценции в определённых пределах от концентра­ции вещества.

4) Прямая зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждаю­щего излучения.

Виды люминесцентного анализа:

1) Качественный

a) Спектральный. Осуществляется по распределению энергии в спектре люминесцен­ции и применяется для обнаружения веществ и их идентификации.

b)

2

Люминесцентный анализ разделения. Применяется для диагностики заболева­ний, определения соединений органических веществ в почве, определения сте­пени поражения семян и растений болезнью.

2) Количественный спектральный анализ. Здесь по интенсивности спектральных ли­ний определяют количество вещества.

По методике исследования различают:

a) Макроанализ (наблюдение невооружённым глазом). Используется для проверки качества предметов. Объект облучается ультрафиолетом и даёт люминесцентное свечение.

b) Микроанализ (исследование люминесцирующих объектов с помощью специаль­ных микроскопов).

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

Применение люминесцентного анализа в медицине:

1) В дерматологии. Для выявления грибковых заболеваний кожи и волос.

2) В микробиологии. Для обнаружения возбудителей туберкулёза.

3) В онкологии. Для обнаружения границ роста злокачественных опухолей.

4) В биохимии. Для обнаружения витаминов.

5) В клинике глазных болезней. Для обнаружения язв роговицы

6) В клинике внутренних болезней. Для определения скорости кровотока.

7) В судебной медицине. Для обнаружения крови, токсинов.

8) В фармакологии. Для анализа лекарств и изменения их, для обнаружения морфина, кокаина и других алкалоидов, обладающих люминесцентными свойствами.

 

Естественные и искусственные радиоактивные изотопы, их применение в медицине. Основной закон радиоактивного распада в интегральной форме (без вывода), его графическая интерпретация. Период полураспада.

Естественные радиоактивные изотопы и их характеристика.

Естественная радиоактивность осуществляется за счёт радиоактивных изотопов.

Изотопы - это разновидность атомов с одинаковыми зарядами ядра, но с разными массовыми числами: 1 1 H(протий), 2 1 H (дейтерий), 3 1 H (тритий).

Естественные радиоактивные изотопы делят на первичные и вторичные.

1. Первичные - образованы в земной коре при формировании Земли. Сейчас остались только первичные изотопы, имеющие период полураспада Т > 10⁸ лет. К ним относятся члены радиоактивных семейств:

A. Семейство урана - радия.

Уран (238) - родоначальник семейства 238 92 U в результате 14 радиоактивных превращений дает устойчивый изотоп свинца. 206 82 Pb

Б. Семейство тория 232 90 Th (Т = 1,39 · 10¹⁰ лет) в результате 10 превращений даёт изотоп свинца. 208 32 Pb

B. Семейство актиния 235 92 U (Т = 7,3 · 10⁸ лет) в результате 11 превращений даёт изотоп свинца. 207 32 Pb

2. Вторичные - образуются под действием первичных изотопов или под действием космических лучей (протоны, α - частицы, ядра С, N, O₂, фотоны).

Особенности:

А. Подчиняются законам динамического равновесия: их образование уравновешивается распадом.

Б. Они включены в состав живых организмов. Большое биологическое значение имеет вторичный изотоп ¹⁴С, который образуется из атмосферного азота под действием космических нейтронов. Изотоп углерода ¹⁴С в виде СО₂ (углекислого газа) усваивается растениями => животными => человеком. При гибели живых растении и животных радиоактивность в них начинает убывать и по степени убыли можно определить возраст различных ископаемых.

Искусственная радиоактивность была открыта в 1934 году Ирен и Фредериком Кюри. Они обнаружили, что если долго облучать некоторые вещества α - частицами, то эти вещества сами становятся радиоактивными.

Радиоактивные изотопы (радионуклиды) можно получить при бомбардировке протонами, нейтронами, α - частицами, при поглощении γ - квантов большой энергии. Радиоактивные изотопы изготавливают на ядерных реакторах и в ускорителях заряженных частиц. В настоящее время получены радиоактивные изотопы всех химических элементов, встречающихся в природе. Они активно используются в науке и технике.

Различают 3 основных метода:

1. Метод меченых атомов - использует радиоактивность как сигнал о присутствии данного изотопа. В качестве "метки" используют радионуклиды, которые можно легко обнаружить и измерить, зная их период полураспада, тип и энергию излучения. В качестве радиоактивных меток применяют: ³Н, ¹⁴С, ³²Р, ³⁵Са, ⁵⁹Fe, ¹³¹I, ⁹⁵Nb, ⁶⁰Co, ²⁴Na

2. Методы, использующие большую проникающую способность радиоактивного излучения - определение структуры молекул.

3. Методы, использующие действие самого излучения - используют для изучения распределения веществ в системе и пути их перемещения, для выяснения механизма химической реакции, для количественного анализа.

Медицинское применение.

В медицине широко используются радиоактивные изотопы, т.к. они довольно быстро выводятся из организма, относительно недороги и обладают необходимой избирательностью действия. Применяются в диагностике, исследовании и лечении некоторых заболеваний.

 

1. Радиоизотопная диагностика - это физический метод применения радиоактивных изотопов для распознавания болезней и изучения функций организма.

Особенности:

A. Очень высокая чувствительность (10^-19 гр. вещества)

Б. Высокая специфичность метода (при анализе нельзя спутать 2 изотопа, каждый имеет свой спектр).

B. Возможность применения малых доз изотопа.

Г. Не разрушаемость живого организма.

Д. Простота и точность регистрации.

Виды методов:

1. Метод разведения. Суть: вводят изотоп в организм в определённой концентрации, берут пробы, сравнивают активность пробы с активностью введённого препарата и судят о разведении изотопа в организме.

2. Метод изучения скорости введения изотопа. После введения изотопа через некоторое время берут пробы и сравнивают активность; делают вывод, например, о выделительной функции почек.

3. Метод распределения изотопов (метод меченых атомов). Основан на избирательном скоплении изотопов в отдельных тканях. С помощью специальной аппаратуры определяют топографию и особенности щитовидной железы (¹³¹I), определяют скорость кровотока (²⁴Na) и т.д.

 

2. Радиоизотопная терапия - совокупность методов лечения заболеваний радиоактивными изотопами. В её основе лежит биологическое действие радиоактивного излучения и избирательное накопление изотопов при их введении внутрь.

A. Для лечения злокачественных опухолей:

⁶⁰Сo       помещается в излучатель специальной формы, и излучение направляется на участок, подлежащий лечению.

¹⁹⁸Au      вводится в виде коллоидного раствора непосредственно в опухоль. Золото не вступает в биохимическую реакцию с тканями и облучение тканевых клеток продолжается до тех пор, пока сохраняется активность препарата. Лучевого поражения при этом не возникает, т.к. Т = 2,7 суток.

 

Б. Для лечения болезней крови.

³²Р         концентрируется в трубчатых костях и, распадаясь, излучает β - лучи, которые облучают костный мозг, что во многих случаях восстанавливает функцию кроветворения.

B. Для лечения кожных и глазных заболеваний.

³²Р и ⁹⁰Sr - фильтрованную бумагу пропитывают раствором радиоактивного изотопа и в целлофановом конверте накладывают на поражённый участок. При распаде изотопы излучают β - лучи, которые не проникают глубоко в организм и не повреждают здоровые ткани.

Г. Для лечения органов пищеварения, дыхания, воздействия на кожу.

²²²Rn      вводится внутрь с помощью иглы, распадаясь, излучает α - лучи. Дополнительные пути воздействия - через ванны, питьё, ингаляции.

 

Интегральная форма закона.

Эта форма, в отличие от дифференциальной, устанавливает зависимость числа оставшихся атомов в данный момент времени (N_t) от их исходного количества (N_o), времени (t) и постоянной распада "λ".

N_t = N₀ · e^-λt

N_t - число не распавшихся атомов к моменту времени t;

N₀ - исходное число атомов при t = 0;

λ - постоянная распада;

t - время распада

Вывод: Наличное количество не распавшихся атомов ~ исходному количеству и убывает с течением времени по экспоненциальному закону.

---

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 1762; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!