Флуктуационно-корреляционные

Флуктуационные

Пусть БО образуют равномерную концентрацию С в среде и движутся в ней, случайно меняя направление. Если с помощью сфокусированного источника излучения сформировать тонкий луч, улавливаемый фотоприемником, то каждое пересечение луча БО, будет создавать флуктуацию оптического потока, которую можно полагать случайным событием, а множество событий – случайным потоком с интенсивностью L. Среднее число m_T таких пересечений БО за время

m_T =L T = kC,

где k – коэффициент, зависящий от вида БО и параметров просвечиваемого слоя. Приемник преобразует изменения БО светового потока в амплитуду импульсов. На их величину влияет поглощение излучения слоем БО с концентрацией С. Поэтому за время T среднее значение случайного сигнала

U_m (T) = КС exp(– a C),

где коэффициент К зависит от параметров ИП и времени усреднения T, а a= S _БО b, поскольку характер экспоненциальной зависимости такой же, как и при измерении полезного сигнала турбидиметра.

Многие плавающие инфузории обладают локомоциями, характеризующимися прямолинейными перемещениями со случайным изменением направления. Размеры инфузорий довольно велики (0,1 мм), поэтому «на просвет» можно обнаруживать флуктуации от единичных подвижных инфузорий.

Данный метод применен в БСС типа «БИОТЕСТЕР» для оценки токсичности водных сред с БХП на основе хемотаксиса инфузорий P. caudatum.

N движущихся биологический объект (БО), находящихся в лазерном луче, рассеивают свет, создавая случайные флуктуации не только интенсивности излучения, но и его частоты (за счет эффекта Доплера). Множество флуктуаций интенсивности, измеряемых с помощью фотоприемника, образует случайный процесс I (t).

На него влияют два источника флуктуаций: 1) пересечение БО луча лазера; 2) перемещение БО внутри луча на расстояние, сравнимое с длиной волны лазера. Эти факторы обусловливают появление двух частотных компонент спектральной плотности S (w) случайного процесса:

S (w) = S ₁ (w) + S ₂ (w).

Подвижность быстрых БО с небольшими концентрациями в объеме, например сперматозоидов, анализируют по первой из ее компонент:

S ₁ (w)= f (w, v ₁, D N),

где D N – изменение числа БО в объеме; v ₁ – множество скоростей поступательного движения БО на расстояние, большее диаметра луча.

Подвижность малых БО с большой концентрацией и небольшими скоростями (например бактерий с количеством 10⁷ в объеме) исследуют с помощью второй компоненты спектральной плотности:

S ₂ (w) = f (w, v ₂, Q),

где v ₂ – множество скоростей смещения частиц на расстояние, большее длины волны лазера; Q – коэффициент, характеризующий плотность размещения БО в объеме.

Подобный ИП применен в разработанной во ВНИИМП (Москва) БСС для измерения коэффициента токсичности вытяжек полимеров с БХП на основе локомоций сперматозоидов крупного рогатого скота.

Лазерный зонд с длиной волны 0,6328 мкм создает пучок излучения диаметром 25 мкм. В результате подсчета числа флуктуаций за 10...60 с измеряется показатель подвижности.

Дата добавления: 2014-01-04