Бинарные и многокомпонентные среды.

Принято различать однокомпонентные среды (чистые вещества), бинарные среды (содержащий 2 компонента), многокомпонентные среды (содержащие более двух компонентов), псевдобинарные среды (многокомпонентные среды, которые по какому-либо физико-химическому свойству могут рассматриваться как бинарные).

Выражение концентрации компонента.

Различают объемную, массовую и мольную концентрации.

(1) [%об.] (2)

(3) [%мас.] (4)

(5) (6)

Объемная доля выражается в долях (1) или процентах (2) как отношение объема i-го компонента к сумме объемов всех компонентов анализируемой среды. В последнем случае к знаку % прибавляется индекс «об.»

Массовая концентрация выражается в долях (3) или процентах (4) как отношение массы i-го компонента к сумме масс всех компонентов анализируемой среды. В последнем случае к знаку % прибавляется индекс «мас.»

Также используется понятие мольной концентрации (5) как отношение числа молей i-го компонента к сумме молей всех компонентов анализируемой среды.

В системах контроля природной среды концентрацию выражают по формуле (6). Объектами контроля являются биометрические показатели. А также характеристики продуктов, полученных на биотехнологических производствах.

Биомедицинская аналитическая техника являются обширной областью измерительной техники – физико-химической измерительной техники.

Счетная концентрация выражается по формуле СЕ = [1/ед.об.]

Таким образом, физико-химические измерения применяются практически во всех отраслях науки и техники, а также сельском хозяйстве и т.д.

Проба анализируемой среды и ее особенности.

Человек представляет собой, по современным понятиям естествознания, самую сложную из известных систем, которая способна долгие годы функционировать, получая пищу, воду и кислород. Ее функционирование обеспечивается множеством внутренних сложных функциональных систем, работа которых может характеризоваться приведенными выше медико-биологическими показателями. Для определения этих показателей на анализ берут небольшое количество биоматериала, которое называется пробой.

Особенности биоматериала характеризуются тем, что проба должна иметь минимальный объем и в то же время, как правило, является сложной многокомпонентной, часто гетерогенной средой, а также тем, что требует экспрессного анализа, т.к. со временем пробы существенно меняют свой состав и свойства.

Анализаторы медико-биологических показателей.

Анализатор – средство измерений, предназначенное для определения физико-химических свойств, концентраций, состава и условных характеристик анализируемых сред.

Обычно анализаторы представляют собой измерительные приборы, измерительные установки или измерительные системы.

Классификация анализаторов.

Известно много признаков, позволяющих классифицировать анализаторы, из которых наиболее важны:

1. По агрегатному состоянию:

- анализаторы твердых сред;

- анализаторы жидких сред;

- анализаторы газообразных сред – газоанализаторы.

2. По используемому методу анализа:

- физические анализаторы;

- физико-химические анализаторы;

- биохимические анализаторы.

Физическими называются анализаторы, которые позволяют осуществлять измерения по определению какого-либо физического свойства (плотность, вязкость и т.д.)

Физико-химические анализаторы – это анализаторы, работа которых основана на измерении какого-либо физического параметра, сопровождающего химическую реакцию. Иногда такие анализаторы называются химическими, что является некорректным, т.к. измерять можно только физические величины.

Биохимические анализаторы – это анализаторы, в которых химическая реакция осуществляется с помощью реагентов биологического происхождения.

3. В зависимости от измеряемого медико-биологического показателя:

- анализатор физико-химических свойств;

- анализатор концентрации;

- анализатор состава;

- анализатор условных характеристик.

4. В зависимости от степени автоматизации:

- автоматические (все операции осуществляются без участия человека);

- полуавтоматические (ввод пробы осуществляется вручную);

- ручные анализаторы;

- индикаторы (служат для определения наличия того или иного компонента).

5. В зависимости от наличия воздействия на анализируемую среду: с воздействием и без воздействия.

При этом различают следующие воздействия:

- физическое (нагревание и т.д.);

- химическое, в т.ч. биохимическое (химические и биохимические реакции).

Причем, если при физических воздействиях химический состав не изменяется, то при химических и биохимических образуются новые вещества.

6. По селективности:

- избирательные анализаторы (способны определять выбранные компоненты);

- интегральные (способны измерять только физико-химические свойства).

7. По месту применения:

- потоковые (промышленные);

- лабораторные;

- клинические и внелабораторные.

8. По числу определяемых параметров:

- однопараметрические;

- многопараметрические.

9. По принципу действия: механические, аналитические и др.

Структурные схемы средств биомедицинской аналитической техники.

Известно, что измерительные приборы и измерительные преобразователи состоят из преобразовательных элементов, соединенных друг с другом в измерительную цепь.

Аналитические измерительные преобразователи.

Аналитический, или первичный, измерительный преобразователь содержит чувствительный элемент ЧЭ, который подвергается воздействию анализируемой среды. Задача анализа: определение некоторого показателя Х. Он преобразует значение этого параметра в некоторый сигнал, удобный для дальнейшей обработки и передачи.

В зарубежной литературе чувствительные элементы называются сенсорами. Сигнал этого ЧЭ воспринимается промежуточным преобразовательным элементом ППЭ, который вырабатывает сигнал y, удобный для дальнейшего использования. Такие ППЭ в зарубежной литературе носят название трандьюсеров, что означает передатчик.

Весь измерительный преобразователь часто называют сенсорным устройством.

Измерительные преобразователи используются в составе измерительных установок и измерительных систем.

Error: Reference source not found