Люминесцентные исследования в медицине

1. Собственная люминесценция биообъектов. Многие ткани и клетки организма люминесцируют в диапазоне видимого света и близкого УФ- света (λ>320 нм) под действием ультрафиолетового излучения с λ=250-280 нм. Флюоресценция в диапазоне λ=330-350 нм обусловлена входящими в состав белков ароматических аминокислот: триптофана, тирозина и фенилаланина, а флюоресценция в жёлто-зелёной (λ~ 550 нм) и синей (λ~ 430 нм) области диапазона видимого света связана с наличием в клетках и тканях (биообъектах) восстановленных пиридин-нуклеотидов и окисленной формы флавопротеидов. Эти вещества участвуют в таких процессах, как гликолиз, окисление и клеточное дыхание. Поэтому любые изменения клеточного метаболизма отражаются на изменении флюоресценции биообъектов.

Кожа и слизистые покровы люминесцируют голубым светом, а дёсны и спинка языка - тёмно-красным. Печень имеет желтовато- зеленоватое свечение (за счёт молекул порфиринов).

Характер люминесценции органов и тканей заметно меняется при некоторых заболеваниях, поэтому эти заболевания можно диагностировать по люминесценции:

· Если при освещении слизистой полости рта УФ- светом наблюдаются тёмно-бурые с коричневым оттенком пятна, то это говорит о наличие у больного ранней стадии желтухи;

· Ярко-зелёная люминесценция волос и чешуек кожи при освещении УФ-светом указывает на их поражение грибком (микроспория). Светятся не сами грибки, но под действием их ферментативной активности из ткани волос образуются светящиеся зелёным светом вторичные продукты (метаболиты);

· Уменьшение голубой люминесценции кожи говорит о подкожных кровоизлияниях ещё до образования синяков и гематом, т.к. гемоглобин, находящийся в составе крови, резко уменьшает (тушит) люминесценцию кожи;

· По изменению спектра и интенсивности люминесценции кожи можно судить о наличие разного рода экзем.

2. Использование флюоресцентных меток и зондов. Ряд биообъектов не обладает собственной люминесценцией или её интенсивность крайне мала. В этом случае используют специальные вещества - люминофоры ("создающие свечение"), которые при связывании с исследуемым биообъектом образуют интенсивно люминесцирующий комплекс.

Если люминофор и биообъект образуют ковалентную химическую связь (сильную связь), то такой люминофор называется флюоресцентной меткой. Если же между биообъектом и люминофором образуется только слабая (нековалентная) связь, например, водородная связь или устанавливаются ван-дер-вальсовы взаимодействия, то люминофор называется флюоресцентным зондом.

Самая распространенная в медицине люминесцентная метка - флюоресцеин. Яркую зелёную люминесценцию (квантовый выход η=60%) можно наблюдать уже через несколько секунд после введения 1-2 мл 10-15%-го раствора флюоресцеина в глазах, на поверхности губ, на слизистой оболочке рта. Флюоресцеин безвреден и выводится из организма за 50-70 часов (у здорового человека). Выведение у больного происходит за гораздо большее время - порядка 2000 часов.

Люминесцентные метки чаще всего используют:

а) для определения времени кровообращения и выявления областей с нарушением кровообращения (там люминофор будет интенсивно накапливаться);

б) для установления кровообращения между телом больного и пересаженной тканью или кожей. Если имплантированная ткань хорошо люминесцирует, значит пересаженная ткань хорошо прижилась: она хорошо снабжается кровью, что приводит к насыщению её флюоресцеином и, как следствие, к сильной люминесценции;

в) для диагностики рака, которая основана на свойстве злокачественных опухолей накапливать люминофоры. Поэтому за несколько часов до удаления раковой опухоли, пациенту вводят раствор люминофора для чёткого выявления границ опухоли.

Практическое значение для стоматолога имеет изучение люминесценции в области 600-800 нм (красное свечение), которая обусловлена флюоресценцией анаэробной миклофлоры в полости рта. На рисунке представлены спектры флюоресценции кариозной полости зуба (возбуждение светом с λ=633 нм) до (а) и после (б) её механической обработки.

Видно, что интенсивность флюоресценции при кариозном поражении велика из-за большого количества анаэробных бактерий на поверхности кариозной полости, причём эта интенсивность при углублении кариозного процесса увеличивается. Механическое снятие бактериального налёта (обычной щёткой) уменьшает флюоресценцию. Хорошая подготовка к пломбированию кариозной полости проводит к тому, что интенсивность её флюоресценции резко уменьшается (кривая б).

Вывод: по интенсивности флюоресценции кариозной полости можно судить о качестве работы стоматолога.

Дата добавления: 2014-01-07