sobchuk

31. Спектрофотометр типа СФ.

Предназначен для изучения спектров поглощения жидких веществ или растворов в области от 220 до 1000 нм.

1- источник излучения	5- плоское полупрозрачное зеркало
2- конденсор	6-входная,выходная щель
3- фотоприемник	7-сферическое зеркало
4- кювета с исследуемым веществом	8-призма с зеркальной гранью

Световой поток от источника света 1 проектируется конденсором 2 и плоским зеркалом 5 на входную щель прибора 6. Изображение входной щели сферическим зеркалом 7 фокусируется на кварцевую призму 8 с зеркальной гранью. Световой поток разложенный в спектр отражается от зеркальной грани, вновь проходит через призму и проектируется сферическим зеркалом 7 на нижнюю часть щели, которая вырезает из спектра монохроматический участок. При повороте призмы на плоскости выходной щели смещается изображение спектра, а выходная щель таким образом выделяет другой участок спектра. Монохроматический световой поток вышедший из щели попадает на кювету 4 с поглощающим веществом и далее на фотоэлемент 3.

На пути монохроматического светового потока между щелью и кюветой помещен светофильтр из стекла УФС-2, который применяется при работе в области 320-380 нм или фильтр из стекла ОС-14 при работе в области 590-700нм.

Измеряет оптическую плотность или коэффициент пропускания.

32. Двухлучевой спектрофотометр.

Работает в ИК-диапазоне длин волн. В качестве ситочника используется глобар – селитровый стержень через который пропускают электрический ток, чтобы нагреть его до температуры 1100-1200°С.

В монохроматоре чтобы уровнять световой поток вдвигается и выдвигается оптический клин.

Глобар излучает свет который попадает на зеркало и делится на 2 части, одна часть проходит через растворитель, вторая через кювету с исследуемым веществом, потом излучение попадает на модулятор и на зеркало, дальше либо одно, либо другое излучение попадает на оптический элемент, призму и фотоприемник. Излучение попадает либо от первого либо от второго канала. Переменный сигнал усиливается и подается на элеткродвигатель, который управляет оптическим клином, уравнивая сигнал в 1 и 2 канале, и движением пера самописца, который фиксирует интенсивность излучения.

33.Автоматический спектральный анализатор для лабораторной диагностики.

1- источник излучения (водородная лампа)

2- калиматор

3- входная щель монохроматора

4- монохроматор на основе дифракционной отражательной решетки

5- выходная щель

6- кюветы с раствором или растворителем

7- фотоприемник

8- усилитель

9- самописец

10АЦП

11устройство сопряжения

12ЭВМ

13цифропечатающее устройство

14-электродвигатель

15блок управления электродвигателем

16блок питания источника излучения

17 – блок питания ФЭУ Комплекс работает в области от 3 до 1,2 мкм. Оптика кварцевая. Можно

управлять блоком 16 и 17, через устройство 11. Излучение от источника проходит через конденсор 2, попадает на зеркала и дифракционную решетку. В монохроматоре излучение разлагается в спектр. В зависимости от положения диф-й решетки на выходную щель будет поступать узкий пучок излучения, который проходит через кювету и поступает на фотоприемник и преобразует излучение в ток или напряжение. Электрический сигнал усиливается и это напряжение несущее информацию о коэффициенте пропускания может подаваться на самописец фиксируя значение. На самописец подается информация о длине волны. По 2 каналу сигнал с усилителя подается на АЦП и в ЭВМ которое может преобразовать полученный сигнал в удобный для вывода. ЭВМ устройство сопряжения управляет процедурой сканирования по спектру управляя электродвигателем. С помощью Эвм можно подбирать оптимальный уровень управляющего сигнала и напряжение нужное для работы фотоприемника. ЭВМ позволяет в автоматическом режиме проводить сканирование образцов в определенном диапазоне. Количество сканирований можно осуществлять несколько раз, по результатам сканирования вычислять усредненную спектральную характеристику, и высчитывать статистические параметры. Можно учитывать темновой ток фотоприемника.

34. Иммунноферментный анализ.

Для количественного анализа применяют в основном два варианта выполнения ИФА. Первым этапом их осуществления является связывание моноспецифических антител (или антигена) на поверхности твердой фазы. Далее становится возможным проводить реакции конкурентного или непрямого типа.

1.антиген, меченный ферментом, конкурирует с немеченым исследуемым антигеном за содержащиеся на твердой фазе антитела: ферментативная активность оказывается обратно пропорциональной количеству антигена в исследуемом образце.

2. конкурентные отношения отсутствуют: антигены исследуемой биологической жидкости реагируют с иммобилизованными на твердой фазе антителами, после чего избыток смеси удаляют и в реакцию вводят меченные ферментом антитела, которые связываются уже иммобилизованным антигеном. В этом случае ферментативная активность находится в прямо пропорциональной зависимости с количеством антигена в исследуемом биологическом материале.

В качестве ферментных меток используется пероксидаза (из хрена), щелочная фосфатаза, глюкозооксидаза и бета-галактозидаза. При действии фермента на хромоген образуется окрашенный продукт, о содержании которого судят по оптической плотности фотометрируемого раствора.

Принцип твердофазного иммуноферментного анализа ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) состоит в формировании комплекса, напоминающего собой «слоеный пирог», в котором определяемое вещество составляет один из внутренних его слоев, а индикаторный фермент — самый внешний. При использовании твердофазного ИФА определение выполняют в лунках, стенки которых изготовлены из специального материала, эффективно адсорбирующего антитела, — полистирена. Сначала в них вносят первичные антитела (например, кроличьи антитела против человеческого альбумина), а затем (после их адсорбции на стенках и удаления избытка) исследуемую пробу. Содержащиеся в ней молекулы альбумина через посредство первичных антител оказываются фиксированными на стенках лунки. После этого добавляют вторичные антитела (против человеческого альбумина), фиксирующиеся на тех же альбуминовых молекулах, которые другими группировками адсорбированы на первичных антителах (ELISA — метод двойных антител). Четвертый слой иммунного «пирога» — фермент пероксидаза, фиксированный на антителах, связывающихся со вторичными антителами. При этом количество фиксированной пероксидазы оказывается прямо пропорциональным содержанию альбумина в исследуемой пробе. После добавления каждого реагента и завершения реакции связывания избыток непрореагировавших белков тщательно удаляют отмыванием буферным раствором. На конечном этапе определения проводят ферментативную реакцию, для чего в лунку добавляют офенилендиамин и перекись водорода. Благодаря присутствующей пероксидазе офенилендиамин окисляется, и через некоторое время интенсивность окраски измеряется фотометрически.

35. Имммуннофлюорисцентный анализ.

Метод иммунофлюоресценции основан на возможности присоединять флюоресцентные красители к молекулам иммуноглобулинов без нарушения их специфической активности. В этом виде анализа в качестве индикаторов при определении антигенов и антител используются флюоресцирующие вещества.

Внастоящее время применяются разнообразные варианты

иммунофлюоресцентного анализа: поляризационно-флюоресцентный; базирующийся на принципе как «тушения» флюоресценции, так и усиления ее; твердофазная флюоресценция, электрохемилюминесценция. Первые три методики предназначены для прямого определения флюоресцирующих веществ без их выделения из реакционной среды. При твердофазном же иммунофер-ментном анализе возникает потребность в предварительном удалении продуктов реакции, создающих фоновые помехи.

Суть процедуры определения веществ методом твердофазной флюоресценции сводится к тому, что сначала осаждают антитела на твердом носителе: например, на стенках пластиковых пробирок или шариках полистиролового «латекса», вносимых в исследуемую сыворотку (определение альфа-фетопротеина). Затем пробу центрифугируют и сливают жидкость, содержащую все несвязавшиеся компоненты реакции. После этого добавляют меченные флюоресцеином антитела, проводят реакцию связывания, избыток материала удаляют отмыванием и замеряют флюоресценцию.

Методы электрохемилюминесцентных исследований базируются на способности рутения, осмия, рения и других веществ образовывать высоко реакционные соединения на поверхности электрода. Хемилюминесцентная реакция инициируется приложением электрического напряжения к содержащему рутений иммунному комплексу, связанному с покрытыми стрептавидином магнитными частицами.

Аппаратура, требуемая для регистрации флюоресценции, пос-авляется фирмами Финляндии (приборы «Fluoroskan», «Luminoskan» фирмы «Лабсистемс»), Чехии (люминометрическая система «Luminometric systems Liana» фирмы «Иммунотех»), Франции (автоматизированная система для иммуноферментного анализа по «ЭЛЬФА», осуществляемая на компактном автомати-ческом анализаторе miniVIDAS), США (оборудование для флюоресцентно-поляризационного иммуноанализа — IMx, TDx).

Хемилюминесцентные иммунодиагностические наборы («Liana» — ILMA), предназначающиеся для использования в эндокринологии (определения гормонов щитовидной железы и др.), онкологии (онкомаркеры) и других областях медицины, выпускаются фирмами «Иммунотех», «ДИАМ Интернэшнл».

39. Спектрофотометр двухпризменный

Спектрофотометр состоит из источника светового потока, двойного призменного монохроматора, фотометра поляризационного типа, приемно-усилительного и

записывающего устройств.
1-источник излучения		13-линза
2-конденсор		14-двоякопреломляющая призма
3-входная щель монохроматора		15-диафрагма
4-калиматор		16-вращающаяся
5-диспергирующая призма		двоякопреломляющая призма
6-объектив состоящий из двух линз		17-линза
7-промежуточная	щель	18-преобразователь
монохроматора		19,20кюветы с раствором и
8-нож		растворителем
9-объектив		21интегрирующая сфера
10-вторая призма		22зеркало
11-объектив		23-фотоприемник

12-выходная щель монохроматора

Световой поток от источника попадает на входную щель монохроматора, эта входная щель с помощью калиматора 4 проецируется на первую призму, после призмы излучение разлагается в спектр, в зависимости от положения призмы световой пучок определенной длины волны проецируется на плоскость А-А. Промежуточная щель вырезает из спектра узкий участок.

Вырезанный участок спектра проецируется с помощью объектива 9 на призму 10 которая разлагает узкий спектр на еще более узкие участки. Объектив 11 проецирует излучение на выходную щель, которая вырезает часть спектра. Монохроматический поток подается на линзу 13 и призму 14. Двоякопреломляющая призма 14 разлагает световой потк на 2 потока взаимноперпендикулярных поляризации светового потока. Один из этих потоков проходит через щель 15, попадает на двояко преломляющую призму, которая разделяет световой поток на 2 одинаковых по интенсивности. Световые потоки разделенные под некоторым углом проходят через линзу 17 внутри преобразователя 18. В преобразоватле осуществляется поочередное перекрытие 2 световых потоков с разной поляризацией. Частота перекрытия 50 ГЦ. Световые потоки проходят через кюветы 19,20 отражаясь от зеркала 22 или пов-ти сферы 21 попадают на фотоприемник. Если исследуемое вещество поглощает излучение, то интнсивности световых потоков прошедших через кюветы будут различны. Сигнал с фотоприемника будет представлять собой переменный ток. Двоякопреломляющая призма 16 будет вращаться до тех пор пока интенсивности световых потоков не станут одинаковыми. Призма вращается от электродвигателя который управляется сигналом с фотоприемника. Положение призмы будет определять оптическую плотность либо коэфициент поглощения раствора.

40. Оптическая схема ИК-спектрометра UR-10.

1-источник ИК-излучения	11сферическое зеркало
2,22зеркала	12усилитель
3- кювета с раствором	13перо регистратора
4- вращающееся зеркало с 2 секторами. 14диаграмная лента
5,18плоские зеркала	15приспособление для перемеще-
6- вращающийся столик с 3 призмами ния пера
7- призмы из разных материалов	16электродвигатель
8- сферическое зеркало	17зеркало
9-выходная цепь	18плоское зеркало
10-термостат фотоприемника	19оптический клин

20- мех-м перемещения оптического клина.

Инфракрасное излучение от силитового стержня 1 направляется двумя зеркалами 2 и 22 на кювету с поглощающим веществом 3 и кювету сравнения 21. Зеркалами 4 и 18 оба световых потока направляются на сферическое зеркало 8. Это зеркало пропускает поочередно на сферическое зеркало 8 то световой поток, прошедший через кювету сравнения, то световой поток, прошедший через кюве-ту с исследуемым веществом. Сферическое зеркало 8 находится в фокусе источника излучения, поэтому оно направляет световой поток параллельным пучком на призму 7, которая вместе с двумя другими призмами находится на вращающемся столике 6.

Излучение, разложенное призмой 7 в спектр, отражается плоским зеркалом 17 и вторично проходит через призму 7.

Сферическое зеркало 8 отражает излучение на плоское зеркало 5 и изображение спектра получается на плоскости, где помещена неподвижная выходная щель 9. Через выходную щель проходит монохроматический участок спектра, который сферическим зеркалом 11 фокусируется на термоэлемент 10. Поскольку зеркало 4 поочередно пропускает потоки инфракрасного излучения разной интенсивности при поглощении его веществом, то в термоэлементе возникает пульсирующий ток, который подается на усилитель переменного тока 12. Увеличенное напряжение от усилителя 12 подается на мотор 16 который через механический привод 20 вращает оптический клин 19 ослабляющий поток излучения, прошедший через кювету сравнения до интенсивности потока излучения, прошедшего через кювету с исследуемым веществом. При равенстве интенсивностей светового потока усилитель переменного тока не будет усиливать термоток. При этом напряжение на моторе станет равным нулю.

Вместе с движением оптического клина 19 приспособлением 15 перемещается перо 13, Диаграммная лента 14 двигается синхронно с поворотом зеркала 17. Таким образом производится запись спектра. Если необходима смена призмы, то столик с тремя призмами быстро поворачивается. При быстром вращении зеркала 17 или столика призм 6 движения диаграммной ленты не происходит.

41. Спектрограф типа ИСП-51.

Трехпризменный стеклянный спектрограф ИСП-51 применяется для получения спектров от источников со слабым излучением в видимой области спектра. Применяется для регистрации спектров комбинационного рассеяния. Прибор состоит из источника излучения, конденсора, спектрографа и фотоэлектроприставки.

Источник излучения предназначен для облучения исследуемого вещества монохроматическим световым потоком от ртутно-кварцевой лампы. Кювета с испытуемым веществом располагается близко к ртутной лампе. Нагревание вещества при съемке спектра комбинационного рассеяния недопустимо. Для поглощения теплового излучения между лампой и кюветой помещают тепловой фильтр 4 в виде рамки с двумя стеклами, между которыми протекает вода.

Монохроматический световой поток из спектра излучения ртути, состоящего из значительного количества отдельных линий выделяется стеклянным светофильтром, который помещается за тепловым фильтром.

Световой поток, от ртутно-кварцевой лампы 4 (рис. 41.1), проходит через тепловой 3 и световой 2 фильтры, и попадает на кювету 1 с исследуемым веществом. Излучение, рассеянное веществом, конденсируется линзой конденсора 12 на щель спектрографа 11. На оправе конденсора крепятся два раздвижных кожуха, предотвращающих попадание светового потока из помещения в спектрограф. Ширина входной щели регулируется от 0 до 0,3 мм при помощи микрометрического винта. Щель находится в фокальной плоскости объектива коллиматора 10. Высота щели ограничивается специальной диафрагмой с фигурными вырезами.

Объектив коллиматора направляет световой поток на призменную систему 9 из трех призм. Световой поток, разложенный призмами в спектр, фокусируется объективами камеры 8 и 7 на плоскость выходной щели 6, за которой располагается фотоумножитель 5. Входная щель 6 вырезает из спектра монохроматический участок. Монохроматический световой поток превращается в электрический сигнал в фотоумножителе. Электрический сигнал усиливается усилителем постоянного тока. Фотоумножитель, выходная щель, усилитель в комплекте представляют фотоэлектрическую приставку ФЗП-1. В приставке имеется мотор, который поворачивает столик с призмами 9. Синхронный мотор через редуктор с одной стороны поворачивает столик с призмами, с другой стороны устанавливает объектив камеры в фокальное положение относительно выходной щели.

Сигнал от усилителя постоянного тока подается на регистрирующее приспособление потенциометра. Диаграммная лента регистрирующего приспособления двигается синхронным мотором, перо потенциометра перемещается пропорционально величине сигнала. Т.о. производится регистрация спектра комбинационного рассеяния. Перед приемником излучения (ФЭУ-17) помещается зеркало, с помощью которого можно закрыть световой поток.

42. Спектрограф КС-55.

Спектрограф КС-55 предназначен для съемки спектров в области от 200 до 1000 нм на фотографическую пластинку. Прибор снабжен сменными кварцевыми и стеклянными призмами и объективами, что позволяет фотографировать спектры излучения и поглощения в видимой и в УФ части. Прибор обладает высокой обратной дисперсией.

Световой поток от источника излучения 9 (рис. 42.1) кварцевым конденсором 8 проектируется на конденсор 7 с диафрагмой. Кондѐнсор 7 проектирует световой поток при помощи зеркала 6 на конденсор 5, помещенный на оправе входной щели прибора 4. Изображение освещенной снаружи входной щели отражается плоским зеркалом 11 и проектируется сменным объективом 12 на сменную призму 13. При двойном прохождении светового потока через призму с зеркальной задней гранью излучение разлагается в спектр, который проектируется объективом 12 на фотопластинку 10. Вследствие большого расстояния хода луча близко расположенные спектральные линии на фотографической пластинке получаются раздельно.

Для выполнения экспозиций за входной щелью прибора помещен затвор. Для фотографирования на спектрограмму миллиметровой шкалы последняя прижимается к фотографической пластинке. Миллиметровая шкала освещается лампочкой 1. Для нанесения на спектрограмму шкалы длин волн имеется прозрачная шкала длин волн 2, участок которой, соответствующий длине волны в средней части спектрограммы, освещается лампочкой 3 и проектируется в центр спектрограммы. Лампочка 3 также включается переключателем. Перед входной щелью помещается диафрагма с фигурным или ступенчатым вырезом, служащая для фотографирования спектров сравнения рядом со спектром исследуемого вещества. На фотопластинке получается лишь небольшая часть спектра. Участок спектра устанавливается при помощи барабана длин волн с двумя шкалами, предназначенными для волн с двумя шкалами (для стеклянной «С» и кварцевой «К» оптики).

При вращении барабана длин волн каретка с призмой 13, объективом 12 и шкалой длин волн 2 перемещаются и одновременно поворачиваются призма 13 кассетная часть спектрографа с фотопластинкой 10. Это необходимо для фокусирования изображения спектра.

43. Система подготовки и сбора выдыхаемого человеком воздуха

Реализация системы анализа выдыхаемого воздуха: 1 Определение методики подготовки пациентов 2 Система для подготовки воздуха 3 Сбор выдыхаемого воздуха в ловушках

4 Разделение к-тов в ловушках на фракции

5 Определение конц. вещества Можно выделить три типа ловушек выдыхаемого воздуха: химические, криогенные

и адсорбционные. В химических ловушках используется традиционный «мокрый» химический анализ: выдыхаемое пробулькивается через раствор с реагентом, связывающим определенное соединение, такое, как этанол или ацетон. Количество продукта может быть легко измерено. Недостатки: низкая чувствительность и требование значительных физических усилий от испытуемого.

Комнатный воздух прокачивается через активированный уголь, что обеспечивает пациента химически чистым воздухом. Выдыхаемый альвеолярный воздух проходит через ловушки для водяных паров с целью осушения и затем через абсорбционную ловушку из нержавеющей стали для улавливания летучих органических компонентов. Клапаны исключают обратное движение воздуха. Респирометр измеряет объем каждого выдоха.

В криогенных ловушках летучие вещества захватываются благодаря замораживанию. Выдыхаемый воздух проходит через трубку, погруженную в охлаждающие жидкости, температура которых составляет ‒196°С. Недостаток: замораживается также влага и углекислый газ и быстро заполняются льдом.

Адсорбционные ловушки получили наибольшее распространение. Они захватывают летучие вещества путем связывания их с такими агентами, как активированный уголь или смолы-поглотители. Новейшие модели усовершенствованных термодесорберов с микропроцессорами автоматически отделяют и концентрируют захваченные соединения.

За 5 мин собирается 10 л выдыхаемого альвеолярного воздуха. Выдыхаемое обезвоживается в ловушках для водяных паров и проходит через трубку из нержавеющей стали, в которой активированный уголь и смола-поглотитель улавливают летучие органические соединения. Затем термодесорбер автоматически извлекает летучие соединения из ловушки и концентрирует их более чем в 200 тыс. раз для анализа на газовом хроматографе и масс-спектрометре.

Достоинства: В устройстве испытуемый человек вдыхает очищенный воздух и выдыхает его в тот же мундштук, и выдыхаемый воздух не смешивается с очищенным. Сопротивление дыханию практически отсутствует, поскольку трубки достаточно широкие, а чтобы действовали клапаны, нужно очень слабое давление. Даже тяжелобольной может дать образец воздуха для анализа. Только альвеолярный воздух из глубины легких берется из мундштука (пропуская «мертвый» из верхних путей).

Недостатки: разное сродство к различным соединениям. Источником вариаций выступает также газовый хроматограф. Он фракционирует образцы в длинных тонких трубках, называемых разделительными колонками, химический состав которых влияет на число обнаруживаемых компонентов. В результате чего наша установка позволяет выделить около 50—60 соединений.