• Рязанский государственный медицинский университет
  • Астраханский государственный технический университет
  • Кубанский государственный аграрный университет
  • Оренбургский государственный университет
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
  • Волжский университет имени В. Н. Татищева
  • Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
  • Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
  • Дальневосточный государственный университет путей сообщения
  • Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Новости
07.08.2019
Подготовлен к печати сборник по итогам международной научно-практической конференции г. Астрахань.
29.07.2019
Подготовлен к печати сборник по итогам международной научно-практической конференции г. Астрахань.
08.07.2019
Подготовлен к печати сборник по итогам международной научно-практической конференции г. Краснодар.

ПРИМЕНЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МЕДИЦИНЕ И ФАРМАЦИИ

Авторы:
Город:
Ставрополь
ВУЗ:
Дата:
25 мая 2017г.

(от лат. lumen свет и -escent суффикс, означающий слабое действие) это нетепловое свечение вещества, наблюдаемое после поглощения им энергии возбуждения. Впервые явление люминесценции было описано в восемнадцатомвеке.

Люминесценцию принято классифицировать по типу:

фотолюминесценция — излучение под действием света (видимого или ультрафиолетового), она делится на флуоресценцию и фосфоресценцию;

хемилюминесценция — свечение, возникающее при химических реакциях;

катодолюминесценция — возникает при облучением катодными лучами (потоком быстрых электронов);

сонолюминесценция — люминесценция, вызванная звуком высокой частоты; радиолюминесценция — возникает при возбуждении ионизирующим излучением; триболюминесценция — возникает при растирании, разрушении структуры люминофоров.

биолюминесценция — это свечение живых организмов, возникает у самого организма или при помощи симбионтов.

электролюминесценция- это свечение возникающее при пропускании постоянного или переменного электрического тока через определённые типы люминесцентных материалов, в том числе светодиоды.

кандолюминесценция — свечение, возникающее при высоких температурах у всех материалов (при достижении температур красного и белого каления).

термостимулированнаялюминесценция — люминесцентное свечение, возникающее в процессе нагревания вещества, только у веществ люминофоров.

Люминофоры это специально синтезируемые материалы, которые люминесцируют при различных способах возбуждениях , это явлениеиспользуется для практических целей. По составу их классифицируют на органические и неорганические.

Неорганические люминофоры используют в освещении (лампы дневного света и светодиодные осветительные приборы), телевидении (LED экраны), измерительной технике, медицине, ядерной физике, квантовой электронике и т.д.

Органические люминофоры являются сложными высокомолекулярными соединениями: ароматические углеводороды и их замещенные производные, гетероциклические соединения, комплексные соединения атомов металлов с органическими лигандами и т.д. В их состав входят атомы ли группы атомов, проявляющие люминесцентные свойства, чаще всего это π электроны. Эти материалы используют в молекулярной биологии и медицине для обнаружения и определения малых количеств вещества.

Люминесцентный анализ это методы анализа, использующие явление люминесценции. Для возникновения люминесценции чаще всего используют ультрафиолетовое излучение, например, применяют кварцевую лампу. Чувствительность данного метода может достигать 10-10 моль/л, что является высоким показателем для физико-химических методов анализа. При проведении люминесцентного анализа можно использовать как специальные приборы (люминесцентный микроскоп, спектрофотометры различного спектра излучения), так и источники излучения, не снабженные измерительными модулями (ртутные лампу, дейтериевые лампу и пр.)

Люминесцентный анализ подразделяют на качественный и количественный:

Количественный люминесцентный анализ осуществляется при измерении интенсивности спектральных линий и используется для количественного определения исследуемых веществ. Его можно проводить при изучении макроообъектов( макролюминесцентный) и микрообъектов с использованием микроскопа (микролюминесцентный).

Качественный люминесцентный анализ осуществляется по распределению энергии в спектре люминесценции и применяется для обнаружения веществ и их идентификации. Качественный люминесцентный анализ разделения (сортовой) – применяется для диагностики заболеваний, определения пораженности семян и растений болезнями, определения содержания органических веществ в почве и т.п.

Наиболее универсальным методом возбуждения люминесценции это фотовозбуждение вещества. Он используется как в атомных, так и в молекулярных методах. При этом способе легко регулировать длины волн излучения, их интенсивность и поляризацию. При анализе многокомпонентной смистемы возможно возбудить электронный переход, сопровождающийся люминесценцией только у одного из компонентов смеси. Таким образом, становится возможным проводить избирательный (селективный) анализ смеси веществ.

В санитарно-гигиенической практике люминесцентный анализ используют при проверке качества пищевых продуктов (проверка на наличие посторонних примесей или порчи продуктов). В зависимости от свежести мяса, рыбы и других пищевых продуктов возникают разные оттенки и интенсивность люминесценции при возбуждении ультрафиолетом.

По характеру люминесцентного излучения можно судить о состоянии многих тканей организма таких как: ногти, зубы, волосы, хрусталик глаза, роговая оболочка. Это связано с различным цветом излучения

при норме и патологии ткани под действием УФ- излучения.

В медицинских и биологических исследованиях явление люминесценции и люминесцентный анализ играет существенную роль.

Явление люминесценция широко применяется для диагностики кожных заболеваний в частности

грибка и лишаев, так как они обладают характерным свечением.

Применение люминесцентного анализа в медицинских и фармацевтических исследованиях:

В дерматологии – для диагностики некоторых грибковых заболеваний кожи и волос, используется УФ спектр излучения и соответствующая лампа, чаще всего ртутная.

В онкологии – для обнаружения границ роста злокачественной опухоли во время оперативных

вмешательств и диагностики, так как клетки опухоли накапливают вещества дающие излучение при возбуждении в УФ области спектра.

В микробиологии – для обнаружения бактерий туберкулеза, также применяется в вирусологии. Люминесцентные материалы применяют для окраски препаратов для микроскопии, с последующим применением люминесцентных ламп..

В биохимических исследованиях – для определения содержания витаминов в биологических объектах.

В клинике глазных болезней – для обнаружения язв и прочих заболеваний роговицы.

В клинике внутренних болезней – для определения скорости кровотока.

В судебной медицине и токсикологии – для обнаружения следов токсичных веществ, наркотических веществ (атропин люминесцирует синим светом, стрихнин – зеленым и т.д.), биологических жидкостей, анализа крови и т.д.

В фармацевтическом анализе:

Для анализа лекарственных веществ и их изменений при порче и длительности хранения (Например, при гидролизе аспирина образуется салициловая кислота, проявляющая яркую флуоресценцией синего цвета, в то время как сам аспирин не проявляет люминесцентных свойств. Поэтому по флуоресценции твердых кристаллических препаратов аспирина можно судить о степени их разложения);

Для установления подлинности лекарственных веществ;

Для обнаружения и исследования алкалоидов: морфина, кокаина и др., обладающих люминесцентными свойствами.

Возможно также сочетание люминесцентного анализа с другими видами физико-химических методов, например с хроматографией или электрохимическими методами анализа. Применение люминесцентных индикаторов возможно использовать в титриметрических методах анализа. Из всего вышесказанного можно сделать вывод,  что явление люминесценции является перспективным для применения в медицинских и фармацевтических исследованиях.

Список литературы

 

 

1.                        А.А. Ищенко, М.А. Гольдштрах ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ. Учебное пособие. М.: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2009 — 36 с. ил.

2.                        Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн. 2. Методы химического анализа: Учеб. для вузов/Ю. А. Золотов, Е. Н. Дорохова, В. И. Фадеева и др. / Под ред. Ю. А. Золотова. — 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2004.  — 503 с: ил. — (Серия «Классический университетский учебник»).

3.                        Столяров К. П., Григорьев Н. Н. Введение в люминесцентный анализ неорганических веществ. — Л., 1967. — 364 с.

4.                        Фотобиофизика. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : электрон. учеб. посо-бие / И. Е.Суковатая, В. А. Кратасюк, В. В. Межевикин и др. – Электрон. дан. (9 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ,2008.