Презентация на тему: ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В

ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В
1/19
Средняя оценка: 4.0/5 (всего оценок: 79)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (157 Кб)
1

Первый слайд презентации

ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ» 1.Виды люминесценции 2. Механизм и свойства люминесценции 3. Применение люминесценции. Использование люминофоров и люминесцентного анализа в медицине

Изображение слайда
2

Слайд 2

ЛИТЕРАТУРА 1.Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика. М., «Дрофа», 2008, §§ 24.6, 24.7. 2. Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики. М., «Дрофа», 2004, §§ 28.4, 28.5. 3.Физика и биофизика (под ред. Антонова В.Ф.). М.,»ГЭОТАР-Медиа», 2008, § 9.1.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Л Л 1. Виды люминесценции Все тела излучают электромагнитные волны в соответствии с законом Кирхгофа : отношение излучательной способности тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел и является универсальной функцией длины волны  излучения и абсолютной температуры Т. Закон Кирхгофа справедлив для теплового излучения любой частоты, как испускаемого элементом поверхности тела в некотором направлении, так и испускаемого во всех направлениях. Такое излучение называется температурным (тепловым) или равновесным. Помимо теплового излучения, многие тела в результате различных внешних возбуждений дают избыточное излучение, которое не определяется температурой тела.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Л Л Таково, например, свечение экрана в телевизоре, свечение газа в газоразрядной трубке при прохождении через него электрического тока, свечение некоторых живых организмов (светлячков), свечение сахара при раскалывании, свечение гниющего дерева и т.д. Люминесценция – излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела, если его длительность после прекращения внешнего воздействия (послесвечение) значительно превышает период световых колебаний (10 -15 с). Первая часть определения люминесценции была введена Е.Видеманом и отделяет люминесценцию от теплового равновесного излучения, указывая на то, что понятие люминесценции применимо только к совокупности атомов (молекул) находящихся в состоянии, близком к равновесному.

Изображение слайда
5

Слайд 5

При сильном отклонении от равновесного состояния говорить о тепловом излучении или люминесценции не имеет смысла. В видимой части спектра тепловое излучение становится заметным только при температурах ~ 10 3 -10 4 К, люминесцировать же в этой области тело может при любой температуре. Поэтому люминесценцию часто называют холодным свечением. Вторая часть определения – критерий длительности – была введена С.И. Вавиловым, и отделяет люминесценцию от более кратковременных явлений вторичного излучения: отражения и рассеяния света, тормозного излучения заряженных частиц, излучения Вавилова – Черенкова.

Изображение слайда
6

Слайд 6

По виду возбуждения различают: фотолюминесценцию (возбуждение светом), радиолюминесценцию (возбуждение проникающей радиацией, например, ионо-, катодо-, рентгено-,  -люминесценции), кандолюминесценцию (возбуждение при механических воздействиях), электролюминесценцию (возбуждение электрическим полем), хемилюминесценцию (возбуждение при химических реакциях), в частности биолюминесценцию, радикалорекомбинационную люминесценцию, лиолюминесценцию (возбуждение при растворении кристаллов).

Изображение слайда
7

Слайд 7

По длительности свечения различают: флуоресценцию ( быстрозатухающую люминесценцию), фосфоресценцию (длительную люминесценцию). По механизму элементарных процессов различают: резонансную, метастабильную (вынужденную), спонтанную, рекомбинационную люминесценции. Люминесцировать могут вещества во всех агрегатных состояниях – газы и пары, растворы органических веществ, кристаллические вещества, стекла. Основное условие для люминесцирования - наличие дискретного спектра. Вещества с непрерывным энергетическим спектром не люминесцируют, поскольку в них энергия возбуждения непрерывным образом переходит в теплоту.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Для возникновения люминесценции необходимо, чтобы вероятность излучательных переходов была больше вероятности безызлучательных переходов. При фотолюминесценции отношение числа испущенных квантов света N к числу поглощенных квантов света N п называют квантовым выходом люминесценции: . Повышение вероятности безызлучательных переходов вызывает тушение люминесценции. Эта вероятность возрастает при повышении: температуры (температурное тушение), концентрации люминесцирующих молекул (концентрационное тушение), примесей (примесное тушение). Тушение люминесценции зависит как от природы люминесцирующего вещества и его агрегатного состояния, так и от внешних условий.

Изображение слайда
9

Слайд 9

2. Механизм и свойства люминесценции При возбуждении люминесценции атом (молекула), поглощая энергию, совершает переход 1  3 (рис.1). Рис.1. Квантовые переходы при элементарном процессе люминесценции: 1 – основной уровень энергии, 2 – уровень испускания, 3 – уровень возбуждения. пунктирная линия – переход при резонансной люминесценции, волнистая линия – безызлучательный переход В атомных парах ( N а, С d, Н g,...), некоторых простых молекулах и в примесных атомах люминесценция может происходить непосредственно при переходе 3  1.

Изображение слайда
10

Слайд 10

Тогда частоты люминесценции и возбуждающего света совпадают и люминесценция является резонансной. При взаимодействии с окружающими атомами возбужденный атом может передать им часть энергии и перейти на уровень 2. При излучательном переходе с уровня 2 имеет место спонтанная люминесценция. Обычно уровень 2 лежит ниже уровня 3, и часть энергии при возбуждении теряется на тепло, а длина волны испущенного света больше, чем поглощенного – это стоксова люминесценция, и имеет место правило Стокса : спектр излучения в целом и его максимум сдвинуты по отношению к спектру поглощенного излучения (вызывающему люминесценцию) и его максимуму в сторону более длинных волн ( рис.2 ):

Изображение слайда
11

Слайд 11

Рис.2 Но возможны также процессы, когда излучающий атом получает дополнительную энергию от других атомов. В этом случае испущенный квант может иметь меньшую длину волны – и мы имеем антистоксову люминесценцию. Может реализовываться также ситуация, когда атом перед переходом на уровень испускания 2 оказывается на промежуточном метастабильном уровне 4 (рис.3). Для перехода на уровень 2 атому нужно сообщить дополнительную энергию (например, энергию света или теплового движения). Возникающая в таких процессах люминесценция называется метастабильной.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Рис.3 Схема квантовых переходов при метастабильной люминесценции: 1 – основной уровень энергии, 2 – уровень испускания, 3 – уровень возбуждения, 4 – метастабильный уровень.

Изображение слайда
13

Слайд 13

3. Применение люминесценции. Использование люминофоров и люминесцентного анализа в медицине Исследование спектров люминесценции является составной частью спектроскопии и дает информацию об энергетическом спектре вещества. Люминесцирующие вещества являются активной средой лазеров. Яркость люминесценции, ее высокий энергетический выход позволили создать нетепловые источники света (газоразрядные и люминесцентные лампы) с высоким КПД. Катодолюминесценция лежит в основе свечения экранов осциллографов, телевизоров, локаторов и т.д. Многие полупроводниковые светодиоды основаны на явлении электролюминесценции; в рентгеноскопии используется рентгенолюминесценция.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Широкое распространение получил люминесцентный анализ – методы исследования объектов, при которых регистрируется либо собственное свечение объекта, либо свечение специальных люминофоров, которыми обрабатывается исследуемый объект. Люминесцентный анализ включает в себя качественный и количественный химический анализ, при котором обнаруживают присутствие или определяют содержание определенных веществ в смеси, и сортовой люминесцентный анализ, позволяющий разделять объекты по наличию или отсутствию люминесценции. В люминесцентном анализе используются все виды возбуждения люминесценции, но чаще всего фотовозбуждение, осуществляемое обычно с помощью газоразрядных ламп (ртутных, ксеноновых и т.д.), электрической искры, лазерного излучения.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Регистрируют люминесценцию визуально или с помощью фотоэлектрических приемников. В химическом люминесцентном анализе наличие и концентрация тех или иных примесей в смеси определяются по интенсивности и спектру излучения. Чувствительность химического люминесцентного анализа очень высока и позволяет обнаруживать примеси в концентрации ~10 -10 – 10 -11 г/см 3. В газовой фазе удается регистрировать отдельные атомы. Сортовой люминесцентный анализ применяют в медицине и ветеринарии для обнаружения грибковых заболеваний, в сельском хозяйстве – для обнаружения заболеваний растений и семян, в геологии при поиске полезных ископаемых.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Под действием ультрафиолетового излучения флуоресцируют многие ткани организма, ногти, зубы, непигментированные волосы, роговая оболочка, хрусталик глаза и др. В определенных случаях по характеру свечения можно отличить патологически измененные ткани от нормальных, злокачественные опухоли от доброкачественных. Так, например, во время операций обнаруженная опухоль облучается ртутно-кварцевой лампой и по цвету люминесцентного свечения определяется ее характер. Характерное свечение дают бактериальные и грибковые колонии, это явление часто используется при диагностике кожных болезней. При люминесцентном микроанализе исследуются гистологические препараты, имеющие собственную флуоресценцию или окрашенные флуоресцирующими красками.

Изображение слайда
17

Слайд 17

Люминофоры – специально синтезируемые вещества, способность к люминесценции которых при различных способах возбуждения используется для практических целей. Различают органические и неорганические люминофоры. Из неорганических люминофоров наиболее широко применяют кристаллофосфоры, которые используют в светотехнике, телевидении, измерительной технике, медицине, ядерной физике, квантовой электронике и т.д. Органические люминофоры – это сложные высокомолекулярные соединения: ароматические углеводороды и их производные, гетероциклические соединения, комплексные соединения атомов металлов с органическими лигандами и т.д. Их используют в молекулярной биологии и медицине для обнаружения и определения малых количеств вещества.

Изображение слайда
18

Слайд 18

При этом особое значение приобретает применение небольших количеств некоторых органических люминофоров (например, флуоресцины, акридин желтый) в качестве меток и микрозондов для изучения жизнедеятельности клеток, проницаемости мембран, межклеточных взаимодействий, установления границ поражения тканей, транспорта лекарственных препаратов или отравляющих веществ в живых организмах.

Изображение слайда
19

Последний слайд презентации: ЛЕКЦИЯ №8 : «ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Перечислите основные виды люминесценции (по виду возбуждения, длительности свечения, механизму элементарных процессов). Как зависит интенсивность люминесценции от концентрации люминесцирующего вещества? Что называется квантовым выходом фотолюминесценции? Что такое тушение люминесценции? Сформулируйте правило Стокса. Какие вещества называются люминофорами? Каковы применения люминофоров и люминесцентного анализа в медицине?

Изображение слайда