Электронный микроскоп - устройство, принцип работы, использование для исследования структуры биологических мембран. Подготовка препарата для электронной микроскопии

Надежность медицинских аппаратов. Количественная оценка. Классификация медицинских изделий по последствиям отказа их работы.

23. Электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс – физические принципы, использование в медико-биологических исследованиях.

. В зависимости от типа частиц – носителей магнитного момента различают электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР).

ЭПР происходит в веществах, содержащих парамагнитные частицы: молекулы, атомы, ионы, радикалы, обладающие магнитным моментом, обусловленным электронами. Возникающее при этом явление Зеемана объясняют расщеплением электронных уровней.

Условие резонансного поглощения энергии:

hn=gm_БВ_рез

Магнитный резонанс наблюдается если на частицу одновременно действуют постоянное магнитное поле индукции В_рез и электромагнитное поле с частотой n. Для поглощения энергии необходимо, чтобы у атомов нижних подуровней, чем верхних. В противном случае будет преобладать индуцированное излучение энергии.

При ЭПР наряду с поглощением энергии и увеличением населенности верхних подуровней происходит и обратный процесс –безызлучательные переходы на нижние подуровни, энергия частицы передается решетке.

Процесс передачи энергии частиц решетке называют спинорешеточной релаксацией, он характеризуется временем t.

Одно из медико-биологических применений метода ЭПР заключается в обнаружении и исследовании свободных радикалов. Так например спектры ЭПР облученных белков позволили объяснить механизм образования свободных радикалов и в связи с этим проследить изменения первичных и вторичных продуктов радиационного поражения.

ЭПР широко используют для изучения фотохимических процессов в частности фотосинтеза. Исследуют канцерогенную активность некоторых веществ. С санитарно-гигиенической целью метод ЭПР используют для определения концентрации радикалов в воздушной среде. Для изучения биологических молекул используется метод спин-меток. Вводя метки в различные части молекул, можно установить расположение различных групп атомов, их взаимодействие, изучать природу и ориентацию химических связей и обнаруживать молекулярное движение.

ЯМР – Избирательное поглощение электромагнитных волн определенной частоты веществом в постоянном магнитном поле, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер, называют ядерным магнитным резонансом(ЯМР).

hn=g_Яm_ЯВ, где g_{Я –} ядерный множитель Ланде.

В спектрах ЯМР различают два типа линий по их щирине. Спектры твердых тел имеют большую ширину, и эту область применения ЯМР называют ЯМР широких линий. В жидкостях наблюдаются узкие лини, и это называют ЯМР высокого разрешения.

Химики и биохимики широко используют метод ЯМР для исследования структуры от простейших молекул неорганических веществ до сложнейших молекул живых объектов, а также при решении многих задач, связанных с протеканием химических реакций, излучением структур исходных веществ и получающихся в результате реакций продуктов. Одним из преимуществ этого метода исследования является то, что в результате исследования не разрушается –объект исследования. При ЯМР-интроскопии можно различать кости, сосуды, нормальные ткани и ткани со злокачественными патологиями. ЯМР –интроскопия позволяет различать изображения мягких тканей.

Частота эл.маг.волн, вызывающих переходы между энергетическими состояниями при ЭПР и ЯМР, соответствует радиодиапазону. Поэтому оба этих явления относятся к радиоспектроскопии.

Дата добавления: 2015-04-24