Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Люминесценттік таңбалар мен сорғылар және олардың биология мен медицинада қолданылуы.




Люминесценция деп - берілген температурага сэйкес келетін жылулық жарық шығарудан басым, сэуле шығару механизмі жылулық болмайтын, сэулеленуді атайды. Мүндай қүбылыс денеге спектрдің көрінетін, УК, рентген жэне сәулелерімен эсер еткенде байқалады, яғни денені сыртқы жылулық емес энергия көзімен қоздырғанда байқалады. Денені қоздыру түріне байланысты ол:фотолюминесценция (жарық сэулесімен қоздыру), рентген-діклюминесценция(рентген сэулесімен қоздыру), катодтықлюминесценция (электронмен қоздыру),электрліклюминесценция (электр өрісі арқьшы қоздыру), радиолюминесценция (сх,р,у бөлшектерімен қоздыру), хемилюминесценция (химиялық реакциялар арқылы) т.б. деген түрлерге бөлінеді. Сэулелену уақытының үзақтығына байланысты люминесценцияны: флуоресенция жэне фосфоресенция деген түрлерге Энергетикалық деңгейлер Энергетиклық деңгей бөледі. Егер дененің сэуле шығару уақыты 10-8секундтан аз болса, яғни денені қоздыру тоқталысымен сэуле шығару да тоқталса оны флуоресенция деп, ал денені қоздыру тоқталғанымен дененің сэуле шығаруы жалғаса берсе оны фосфоресенция деп атайды. Люминесценция механизмімен танысайық. Атом не молекула энергиясы Һу фотонды жүтып энергетикалық қозған күйге көшеді де 10-8 с уақыт өткен соң жиілігі V тең фотонды шығарып бүрыңғы күйге қайта келеді. Жүтылған жэне шығарылған сәулелердің жиілктері тең уф= ул болғандықтан люминесценцияның бүл түрін резонанстық деп атайды, ол көбіне бір атомды газдарда кездеседі (2а).Егер газды ортада басқа денелердің атомдар, не молекулалары бар болса, онда қозған жэне қозбаған молекулалардың соқтығысу нэтижесінде өз ара энергия алмасу орын алады, нэтижесінде қозған молекула төмен орналасқан жаңа энергетикалық деңгейге ауысады. Молекула жаңа күйден жиілігі жарық фотонын шығара отырып қозбаған негізгі күйге өтеді. Бүл қүбылыста флуресценцияға тэн, бірақ уф> үл болады .Егер орта қүрамы өте күрделі органикалық молекулалардан түрса, онда жоғарыда қарастырылған люминесценциялық қүбылыс басқа түрде жүреді.Кейде қозған күйде түрған молекулалар энергетикалық жағынан төмен жатқан, аралық түрақты (метастабильді) күйге сэуле шығармай өтеді, бірақ бүл күйден молекула негізгі күйге өз бетінше, энергия жүмсамай шыға алмайды. Мүндай молекулалар ортаның молекула-кинетикалық энергиясы есебінен түрақты күйден қайта қозған күйге көшіп, онан негізгі күйге қайта оралады. Бүл қарастырылған мысал фосфоресенция күбьшысына тэн.

ҺV

ҺVҺV

ҺV

Люминесценция қүбылысы кезінде дене жүтқан, яғни оны қоздыруға жүмсалған фотонның энергиясы мен денеден шыққан сэуле энергиялары тең емес, яғни ҺV'< ҺVф , мүндағы 1г/ - люминесцентік сәуле энергиясы, ҺVф - денені қоздыруға кеткен фотонның энергиясы. Стокстың заңы бойынша, атомның немесе молекуланың жүтқан фотонының энергиясының біраз бөлігі оптикалық емес,жарық шығарумен байланыссыз қүбылыстарға жүмсалады. ҺVф = һ V' + ДЕ немесе Vф > V' мүнан Хф < Хл болады, яғни люминесценция толқьгаы оны қоздырған фотонның толқынынан үлкен болады .

Люминесценция ХфХлХ, люминесценция қүбылысының энергетикалық сипатамасы ретінде үшып шықан фотон санының денеге жүтылған фотон санына қатынасын алуды Вавилов ұсынған, бүл шама Ф =п / N өрнегімен сипатталынады.Люминесценция қүбылысы денені қүрайтын химиялық қосылыстарының шамасын анақтайтьга люминесценциялық талдау әдісінде қоданылады.Мысалы, жасушаның тірі немесе өлі екендігін олардың шығаратын сэуле түсіне қарап ажыратады, ал қанның жасыл сары түсіне қарап ондың қүрамында адреналин бар екендігін анықтауға болады. Химиялық реакциялар нәтижесінде денелердің атомдары мен молекулаларының қозуы салдарынан олардың сэулеленуін хемилюминесценция деп, ал бұл құбылыстың биологиялық денелерде жүруін биохемилюминесценция (жарқырауық қоңыз, кейбір теңіз жэндіктері мен жануарлары т.б.) қүбылысы деп атайды. Биологиялық жүйелердегі хемилюминсценция қүбылысы липидті бос радикалдарының рекомбинациялануы кезінде байқалады.Жалпы хемилюминесценция қүбьшысы бос радикалдар қатысумен жүретін реакциялар кезінде байқалады. Ағзада бос радикалдардың мөлшерінің артуы бұл қүбылысты күшейтеді. Бос радикалдар ағза үлпасындағы тотығуға қарсы элементтер жүйесіне жататын аскорбин қышқылы, адреналин, фосфолипидтардың сульфагидрилді қосьшыстарымен тежелгенде хемилюминесценциялық сэулелену орын алады. Үлпадағы бос радикалдардың тотығу үдерісі кейбір аурулардың пайда болуына алып келеді, олай болса хемилюминесценция қүбылысын диагносткалық тест ретінде қолдануға болады. Ағзада неғүрлым бос радикалдар көп болса сол ғүрлым оның ауруға үшырау ықтималдьшығы да күшейеді. Соңғы кезде жүргізілген зерттеулер, «стресс»және эр түрлі аурулар кезінде қан плазмасы мен оның сарсуының сэулеленуінің интенсивтілігі өзгеретіндігін көрсетті.

Мысалы, «стресс» кезінде қан плазмасы шығатарын сэуленің интенсивтілігі күрт күшейеді, бүл қүбылыс қанда бос радикалдар тотығуының белсенділігінің артқанын көрсетеді, ал қан сарсуының сәуле шығаруының күшеюі өкпедегі қабыну үдерісінің артуына сэйкес келеді және оның интенсивтілігі аурудың белсенділігіне тәуелді болады. Бүл қүбылыс бос радикалдардың белсенділігінің артуынан болады.

Молекуланьщ қозған қальщқа;, қөщуін молекулада жарьіқтың квантының энергиясын жинақтауы ретінде қарастыруға боладьі. Бірақ бүл энергия өте жылдам жұмсалады. Энергия жылуға көшеді де қоршаған ортаға. беріледі. Бұл процесстер өте жылдам ағады (10"13 - 10"! сек). Әр түрлі мөлшердегі энергияның квантын жүтқан молекула біраздан кейін, сонымеп. қозудың ең төменгі деңгейіне көшеді.'Әрі қарай энергия баяу жүмсалады. Төменгі синглетті қозған қалыптагы (8.) молекзланың омір сүру уакііты - 10 -10" еек. Бүл деңгейде жинақталған энергия жылу беріпте (сәулелендірусіз көшу s*—- sо), сәулелену квантын шығаруға (флуоресцснция, s* ?>о көшуі) немесе фотохимияльщ реақцияньщ орьшдалуьша жүмсалуы мүмкін. Жұту спектрлері сияқты күрделі молекулалардың люминисценция (флуоресцеішия) снектрлерінің шекаралары анық емес. Ақпаратты көбінесе жолақтардың.макси.му1мдерініц іолқындарының үзындықтары емес, қарқындылық, поляризация және сэулеленудің үзақтыгы береді.

Қарапайым оқиға. Трипсиннің фотобиологиялық әсер етуінің спектірінің: әсеріне сол ферментін жүту спектрінің қисық сызықтарын I қарастырайық.Трипсинде 3 бас хромофорлар болады: триптофанны тирозиннің және цистиннің қалдықтары. Олар трипсиннің жұту спектрі үшін жауапты. Әсер ету спектрі бүл спектрді толыгымен қайталайды, сондықтан ақуыздың инактивациясы үшін барлық үш аминқышқыл олардың инактивациясы керек деп айтуға болады. Күрделі фотобиологиялық процестерде ақырғы эффектің алдында жартылай қайтымды фотохимиялық процестер мен жарықсыз стадиялар агады. Молекуланың қозған қалыпқа көшуін молеқулада жарықтың квантының энергиясын; жинақтауы ретінде қарастыруға болады. Бірақ бүл энергия өте жылдам жұмсалады. Энергия жылуға көшеді де қоршаған ортага беріледі. Бүл процесстер ете жылдам ағады (10"13 - 10"-11 сек). Әр түрлі мөлшерден : энергияның квантын жұтқан молекула біраздан кейін, сонымен, қозудың ең төмеңгі деңгейіне көшеді. Әрі карай энергия баяу жұмсалады. Төменгі синглетті қозған қалыптағы- (S0) молекуланың өмір сүру уақыты - 10'9-10"-11сек. Бұл деңгейде жинақталган энергия жылу беруге (сәулелендірусіз көшу s* - sо), сәулелену квантын шығаруға (флуоресценция, s* - sо көшуі) неі^есе фотохимиялық реакцияның орындалуына жұмсалуы мүмкін. Жұту спектрлері сияқты күрделі молекулалардьщ люминиСцеі іия (флуоресценция) спектрлерімің шекаралары анық емес. Ақпаратты көбінесе жолақтардың максимумдерінің толқындарының ұзындықтары емес; қарқындылық поляризация гәне сәулеленудің ұзактығы береді.

Люминесценция— деп молекулалардың, атомдардың, иондардың және де басқа күрделі комплекстердің қозған күйден бейтарап күйге өтер кездегі жарық шыгаруын айтады. Атомдардың және молекулалард жылулық қозғалысы нәтижесінде денелердің жарық шыгаруын люминесценция мен шатыстыруга болмайды. Жарықтың шағылуы, шашырауы, Вави юв-Черенков эффектісі және денелердің басқа да жарық шығаруы люминесценцияға жатпайды. Солтүстік жарқыл кейбір жәндіктердің, минералдардың, шіріген ағаштардың жарқырауы табиғатта кездесетін люминестенция құбылысына жатады. Люминесценция құбылысы XIX ғасырдан бастап зерттеле бастады. Әрітүрлі заттардың жарқырауын зерттей жүріп К. Рен ген өзінің атымен аталатын сәулелерді ашқан болса, Беккерель радиоактивтік құбылысын ашты. Люминесценцйяның негізгі заңдарын ашуда О. И. Вавилов бастаған ғалымдардыц еңбегі аса зор.

Люмииесценцияны қоздырудың эдістеріне байланысты олардың бірнеше түрі бар;

1. Фотолюминесценция. Люминесценцияның бүл түрі көзге көрінетін және ультракүлгін сәулелерінің эсерінен пайда болады. Фотолюминесценцияға мысал ретінде кейбір люминофорлармен боялған сағат циферблатының жарқырауын келтірсек те жетеді.

2. Рентгенолюминесценция рентген сәулелерінің әсерінен пайда болады. Оны ренген аппаратының экранынан бақылауға мүмкіндік бар.

3. Радиолюминесценция деп заттардың (люминофорлардың) а,ф жэнея^ сәулелерінің эсерінен жарқырауын айтады. Люмнисценцияның бүл түрі сцинтилляциялық есептеуіштердің (счетчиктердін экрандарында пайда болады.

4. Катодлюминесценция электрондық сәулемен шығарылады. Оны телевизордың, осциллографтың жэне т. б. электр сәулелік қүралдардың экранынан бақылауға мүмкіндік бар.

5. Электрюлюминесценция электр өрісінің көмегімен шығарылады. Оны газ разрядты түтіктерде байқауға болады.

6. Хемилюминесценциязаттардағы химиялық процестердің нәтижесінде пайда болатын құбылыс. Оған мысалға ақ фосфордь шіріген ағаштың және -кейбір жәндіктердің, өзен жануарларының жарқырауын келтірсек те жеткілікті.

7. Сонолюминесценцияқүбылысы кейбір сүйықтықың ерітінділерінен ультрадыбыс толқындары өткенде пайда болады.

 

Жарқырауының үзақтығына қарап люминестенцияны флуоресценция (тез өшіп қалатын люминесценция) жэне фосфореценция (үзақ жарқырайтын люминестенция) деп екіге бөледі.

Люминесценцияны бүлай бөлу тек шартты түрде ғана болып есептеледі. Өйткені ол екеуінің арсында белгілі бір меже қою қиын.

Жарықтың жұтылуынан пайда болатын флюоросценттік процесс толығымен молекуланың ішінде өтеді. Люминесценттік жарық шығару түскен сәуленің әсерінен қозған күйге өткен электронның бастапқы қалыпты энергетикалық денгейге өту процесінде болады . Молекулалардың флюоросценциясы кезінде фотон нақты жұтылады және фотонды жұту және сәуле шығару арасында, аздаған болсада , уақыт өтеді.

Флюоресценцияда молекулада жұтылған фотонның энергиясы қозған молекуланың энергетикалық денгейлерінің айырмасына тең болуы керек.

Флюоресценциялық жарық шығару сол заттың молекуласының ғана қаситі және ол сыртқы әсерге тәуелді емес деуге болады. Осындай заттарды қыздырғанда жылу әсерінен қозған молекулалар саны артып,Стокс заңына қарсы келетін сызықтардың пайда болуын жеңілдетеді. Молекулалардың флюоросценттік спектрін зерттеу сол молекулалардың құрамын және қасиетін анықтауға мумкіншілік береді. Кейбір газдар мен сұйықтардың фотолюминесценциясын,арнайы аспаптарсыз байқауға болады.

Мысалы, бояудың ерітіндісынен (керосин, хинин ерітіндісі және т.б) жапық сәулесі өткенде ерітінді ішінде жарықтың “ізі“ жақсы көрінеді. Бұл құбылыс жарықтың шашырауына байланысты емес. Олай болса ерітіндінің өзі сол жарықтың әсерінен флюоресценция кезінде ерітіндіге келіп түскен жарықшығара бастайды. Осындай флюоресценция кезінде ерітіндіге келіп түскен жарық екі түрлі болады. Осы айырмашылықты жай көзбенде көруге болады.

Фосфоресценция құбылысы өтетін кристалдарды келіп түскен жарықтың әсерінен электрон жарықталу сентірінен бөлініп шығады. Жарықталу центірлері иондар , атомдар иондар жиынтығы немесе атомдар маңында топтасқан басқа заттар болуы мүмкін. Оларды белсендірушылер дейді. Бөлініп шықан электрон өзінің орнына қайтып келгенде немесе сол орынға басқа бір электрон келгенде жарық бөлініп шығады. Кристалдарда электрондардың қозғалғыштық қабілеті өте аз, сондықтан олардың қозу уақыты да аз болады. Температура өскенде осы уақыт қысқара береді.

Люминесценцияны классификациялаудың ең дүрыс жолын үсынған Вавилов. Ол люминесценцияны резонансты спонтанды (өздігінен), еріксіз (метастабильді) және рекомбинациялы люминесценциялық процестер деп классификациялады. (эритроциттердің АТФ - азасы, ацетилхолинистераза жэне басқалар), спектрин мембраналық ақуызы полимеризацияға ұшырайды. Егер де науқастарға күннің көзі тисе, олар да эритема мен эдема дамиды. Барльіқ жарыққа сезімді заттарды фотосесибилизаторларга жатпайды. Мысалы, биллирубин - гемоглобиннің ыдырауының өнімі өте фотолабилды, бірақ оның: фотолизінің өнімдері фототоксикалық эффектерге экелмейді. Нәрестелер жататын палаталарда көк түсті жарық қолданылады, ол бшцгирубинді фотохимиялық түрде ыдыратады да гипербилли рубинемияның патологиялық асқынуларының алдын алуға мүмкіндік береді. ) Қатерлі ісік ауруына ұщыраған адам қан сарысуының дәрежесі сау адамдікінен төмен болатыны анықталды , оның басты себебі ісіктің дамуы немесе өсуі кезінде кеселге ұшыраған мүшеге қан арқылы келетін тотығуға қарсы элементтер жиналып , жарқыраудың шамасын төмендетеді. Хемилюминесценция құбылысын өкпе ауруларының дифференциалды диагностикасында қолданады. Мысалы : өкпе құрты ауруына ұшыраған адамның қан сарысуының сәулеленуі қалыпты күйден әр уақытта жоғары болса , өкпенің залалды ісігіне ұшыраған адамның қан сарысуының сәулеленуі керісінше төмен болады.

Сорғылар

Биологиялық мембраналардың құрылысы макромембраналардың ақуыз және нуклейн қышқылын кеңінен зерттеуде . екіншілік люминесценттік байланыстың яғни флюреценттік сорғылар кеңінен қолданылады. Бұл сорғылар ретінде олардың параметрлері қоршаған орта әсеріне байланысты тез өзгеретін заттарды : полярность, выязкость, поверхность заряды.

Ереже бойынша флюреценттік сорғылар ретінде суда флюреценсиялмайтын молекулалар қолданылады.Олардың молекуласы мембранамен байланысқаннан соң оның люминестенциясы 10 есе жоғарылайды.Осындай зондтың көмегімен биологиялық мембраналардың көмірсутектік бөлімінің мембраналық бөлімін анықтауға мүмкіндік береді.Осы зонд көмегімен молекулалар компонентінің және биологиялық мембраналардың когнформациясының өзгерулерін анықтауға болады. Нуклейн қышқылы құрылысын зерттеуде күлгін қызыл зонд қолданылады.

Зондттардың 3 типі болады:

Зарядтталған

Зарядталмаған

Заряды, Диполі ешқандай болмайтын

болып бөлінеді.

Қысқа толқынды УК сәулеленудің летальді және мутагенді әсерлерінің нысанасына ДНК жататыны белгілі .Бұл фотобиологиялық спектрометрияның max –на сәйкес яғни 260-265, ДНК жұту спектріндегі max –на сәйкес келетіндігін дәлелдейді Фотодимулизация реакциясы: Бұл реакцияның нәтижесінде 2 азоттық негіздер циклідегі 5-6 байланыстары бойынша циклобутан тәрізді шеңберді құрайды. УК сәулелендіру кезінде димерлер мен негіздер арасындағы динамикалық тұрақтылық құрылады. Дотогидратация реакциясы нәтижесінде ДНК пиримидмндік негіздерінде су молекуласыың пиримидмндік шеңбер көміртек атомының арасындағы байланысмты үдеуі де , шеңберге су қосылады.Қайтымды емес реакция , бірақ гидраттар темпераментінің мәндері жоғарылайды.Ерітіндінің иондық күші немесе ортаныңм қышқылдығы өзгергенде ыдырауы мумкін.Пиримидмннің гидратының құрылуының алдында олар сингретті қозған қалыпқа келеді.Ерекшелігі:Реакция иек қана 1 тізбекті ДНК ағады .ДНК ақуызбен тігілуі 5-S цистейн 6-гидро урацил .

 

Қорытынды:

Химиялық реакциялар нәтижесінде денелердің атомдары мен молекулаларының қозуы салдарынан олардың сәулеленуін хемилюминесценция деп, ал бұл құбылыстың биологиялық денелерде жүруін биохемилюминесценция құбылысы деп атайды. Мысалы, жарқырауық қоңыз, кей теңіз балықтарының т.б. Биологиялық жүйелердегі хемилюминсценция құбылысы липид еркін радикалдарының рекомбинациялануы кезінде байқалады.

Жалпы хемилюминесценция құбылысы еркін радикалдар қатысумен жүретін реакциялар кезінде байқалады деп саналады, яғни ағзада еркін радикалдардың мөлшерісының артуы бұл құбылысты күшейтеді. Ағзадағы ұлпа антитотықтырғыштар жүйесіне жататын аскорбин қышқылы, адреналин, фосфолипидтардың сульфагидратты қосылыстары т.б. еркін радикалдардың тотығуын тежеп хемилюминесценциялық сәулеленуді кемітеді. Ұлпадағы еркін радикалдардың тотығу процессі кей аурулардың пайда болуына алып келеді, олай болса хемилюминесценция құбылысын диагносткалық тест ретінде қолдануға болады.

Ағзада неғұрлым еркін радикалдар көп болса сол ғұрлым оның ауруға ұшырау ықтималдылығы да күшейеді. Соңғы кезде жүргізілген зерттеулер, стресс және әр түрлі аурулар кезінде қан плазмасы мен оның сары суының сәулеленуі интенсивтілігінің өзгеретіндігін көрсетті. Мысалы, стресс кезінде қан плазмасының шығатарын сәулесінің интенсивтілігі күрт күшейеді, бұл құбылыс қанда еркін радикалдардың тотығуының белсенділігің артқанының белгісі, ал қан сары суының сәуле шығаруының күшеюі өкпедегі қабыну процессінің күшейгенімен сәйкес келеді және оның интенсивтлілігі аурудың белсенділігі тәуелді болады, бұл құбылыс та еркін радикалдардың белсенділігін артыру себебінен болады

Қатерлі ісік ауруына ұшыраған адам қанының сары суының сәулелену дәрежесі сау адамдікінен төмен болатыны анықталды, оның басты себебі ісіктің даму немесе өсуі кезінде кеселге ұшыраған мүшеге қан арқылы антитотықтырғыштар жиналып хемилюминесценция құбылысын төмендетеді.

Хемилюминесценция құбылысын дифференциалды диагностикалауда қолдану жақсы нәтиже береді, мысалы қкае құрты ауруына ұшыраған адамның қан сары суының сәулеленуі қалыптағыдан әр уақытта жоғары болса, ал өкпнің залалды ісігіне ұшыраған адамның қан сары суының сәулеленуі керісінше төмен болады.

 


 

Пайдаланылған әдебиеттер:

1.) «Медициналық биофизика» (Оқулық) Бират Көшенов. Алматы Қарасай 2008ж.

2.) Л.В. Левшин “Сергей Иванович Вавилов”. - М.- 1970.

3.) В.А. Тиманюк., Е.Н. Животова “Биофизика”. – У. – 2004.

4.) Лекциялар жинағы

5.) Internet Exploner


 




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных