Лазерно нефелометрия - лазерни диагностика в биологията и медицината

Видео: Ултразвук в Санкт Петербург в средата "Д-р лазер"

глава 2
Диагностични методи, прилагани
Еластична разсейване на светлината
В този раздел се методи за диагностика на параметрите на биологични частици и тъкани чрез изследване на ъглови и поляризационни характеристики на еластично разсеяна радиация. И ако изследването на ъгловата зависимост на разсеяна светлина интензивност (т.нар нефелометрия) има дълга история и се използва широко в различни области на медицината и биологията [P. 20, 1], анализа на поляризационни ефекти при разсейването на светлината се използва много по-рядко, въпреки че тя позволява да се получи много повече информация за обекта разсейване. Следователно, в този раздел описва как да лазер поляризация нефелометрични методи indicatrix автоматизирани измерване на разсейване матрични елементи и където задействат диагностични възможности. Лечението се основава главно на примера на очната тъкан, като в същото време дава възможност за покриване на различни аспекти, свързани с слабо поглъща повечето други биологични обекти. Те също така обсъдени въпроси на приложното използване на еластична разсейване в анализа на концентрацията на частици разсейването и имунологични реакции.

2.1 лазерен нефелометрия

Видео: Лечение на заболявания на УНГ органи хирургически лазер

Разсейване, заедно с абсорбцията, е ключов процес на определяне на светлина размножаване в газообразно, течно и твърди вещества, включително и в биологични обекти. еластично разсейване метод обикновено се използва за изследване на бактерии, кръвни клетки, тъкани, очите и др ... Тези bioobjects характеризират различни форми (сфери, цилиндри, дискове, елипсоиди, и т.н.) и размери (0.1-100 микрона). В видимата област на спектъра е най-често проучен частици, суспендирани в основния материал имат малка стойност, реалната част на относителния коефициент на пречупване м (1,02-1,2) и имагинерна част, и (10-6-10-2), N -m - аз% 11, 2].
Решение на проблема за разсейване на светлина по отношение на формата, микроструктурата, полидисперсността, в зависимост от спектрална абсорбция на единична частица от показатели осигурява Мие теория, обаче, този разтвор е доста тромаво [3]. В най-простия случай пречупващата равнина електромагнитна вълна на хомогенна сферична частица с радиус решение Mi за интензитет на светлината разсейване под ъгъл 0 определено чрез експресията
(2.1)
където / 0 - интензивност на светлина, падаща върху обекта, р = (2ffa / X), R - разстоянието от гледна точка на частиците, II и R2 - Mi коефициенти съдържащи Bessel функции и Legendre полиноми и изрично им форма е дадено в [3 ]. Следователно, обикновено в анализ на разсейването на светлината на "меки" частици, т.е.. F. Чрез частици с R&1, което отговаря стр<<51, используют приближение Рэлея — Ганса, а при р> 500 — формулы геометрической оптики [4]. В промежуточных случаях обычно используют приближение Хюлста [3], при котором фактор эффективности рассеяния Q, т. е. коэффициент рассеяния, отнесенный к геометрическому поперечному сечению рассеивающей частицы, определяется по формуле
(2.2)
където% = 2p (т-1).
Така процесът на разсейване води до промени в пространственото разпределение на интензитета на светлината, така че една от основните характеристики на изследването на разсейване на светлината е indicatrix, определя интензитета на светлина като функция на разсейване ъгъл. Измерване на функцията на разсейване е да се подчертае обект светлинния лъч и отчитане на интензитета на светлината разпръснати вещество при различни ъгли. Следователно нефелометър основа - устройството за измерване на интензитета на разсеяната светлина - източник на светлина с малко ъглово отклонение на радиация приемника и с определен ъгъл. Поради значителната фокуса и Вие сте
sokoy интензитет лазерен лъч лазери са най-подходящи светлинния източник в този случай.
В момента има доста видове Nephelometers. Когато "рутинни" измервателни устройства обикновено използват определен ъгъл, най-често избран ъгли равни на 45 или 90 °. За да се разширят възможностите за нефелометрични, особено в научноизследователска и развойна дейност с малки изучен обекти обикновено се използват, устройства с регистрация променлив ъгъл на разсеяна светлина [5, 6].
Като пример за еластична разсейване на лазерното лъчение, за да се помисли за диагностичен метод за измерване на деформируемостта на еритроцитите. Този метод, наречен ekmatsitometrii, се използва за диагностициране на редица заболявания [7]. Когато ekmatsitometrii лазерен лъч се пропуска през суспензия от червените кръвни клетки, поставени между прозрачен въртящ цилиндър, и гледат модела на дифракция екран, чиято форма зависи от формата на еритроцитите. В същото недеформирана червените кръвни клетки се получи картина на дисперсия под формата на концентрични кръгове, деформирани - под формата на елипси. Ако достатъчен брой проби, съдържаща недеформирана червени кръвни клетки, наблюдаваната наслагването на тези снимки, и за определяне на концентрацията на така наречения индекс недеформирана червени кръвни клетки, което е съотношение на броя на деформира (N) между недеформирана (а = 0) еритроцитите:
В = N / N0 = 1 / (I0-I), (2.3)
където / о, I - интензивност на разсеяна радиация на ръба на кръглата дифрактограма на еритроцити и покой под действието на напрежение на срязване, съответно. Измерванията индекс недеформирана червени кръвни клетки за анемия плазмени клетки (PC), наследствена sferoze (NS) показват увеличаване на концентрацията на деформирани еритроцити в сравнение с нормални проби (НО) PC - / JV = 1,3-2,35- NA - 2.7 и НО - 0.7-1.4 [7].
Много работа на използването на леки методи разсейване за определяне на геометричните параметри на отделните кръвни компоненти проведе АА. Khairullina et 18-10]. В резултат на набор от физически базирани методи за тестване кръв в условия, близки до роден. По-специално, силна зависимост на разсейване на размера на червените кръвни клетки, определени в ъгъл гама 0,5-35 ° предвижда функция на разпределението им размер. В същото време, неравностите на повърхността ( "назъбен") патологични еритроцити с висока точност се определя от значителното увеличаване на интензитета на лазерния разсейване в ъгъл по-голям от 90 °.
Лазерно нефелометрия широко използвани в имунологията, където се използва за количествено определяне на антиген - комплекс антитяло и определяне на концентрацията на компонентите, участващи в реакцията. По-специално, изследва влиянието на различни фактори (температура, рН на средата, концентрация и т.н.) към скоростта на реакцията и образуването на антиген - антитела [11, 12]. Методът за сравнение за откриване на антиген - антитела (Система човешки глобулин - заешки серум срещу глобулин човешки) показа усилване на чувствителността най-малко 10 пъти, в сравнение с конвенционалните методи, в присъствието на явлението, липсата на възможно последната да се получи печалба от време до 24 часа, [13, 14 ]. Метод лазер нефелометрия кръв и урина протеин е по-чувствителен метод (4-8 пъти) в сравнение с конвенционалните методи [15].
Трябва да се отбележи, че използването на лазер нефелометрия възможно да се опрости Оптично устройство намаляване на необходимото количество от пробата да се увеличи чувствителността.
Понастоящем лазер нефелометрия е един от най-разпространените методи за оптичен анализ на биологични обекти. За да се определи размера на частиците в интервала 0,02-0,2 микрона се използва метод indicatrix асиметрия, която е за записване на разсейване на функцията на отклонение от Rayleigh чрез увеличаване на размера на пълно indicatrix chastitsy- метод, използван за измерване на размера на частиците в обхвата от 0.1-10 микрона, светло метод разсейване на изследвания в малки ъгли - за измерване на размера и разпределението на частиците по размер в обхвата от 1-300 микрометра [16]. Някои от лазерния нефелометрия, въз основа на тези методи ще бъдат описани по-долу.

Видео: Закуска в Женя. Photodithazine - еликсир на живота?