Лекция: Применение люминесценции в медицине.

Люминесценция -избыточное над тепловым излучение тела при данной температуре, имеющие длительность, значительно превышающую период (10^-13 с) излучаемых световых волн.

В зависимости от вида возбуждения различают виды люминесценции:

1) ионолюминесценция (вызванная ионами);

2) катодолюминесценция (электродами);

3) радиолюминесценция (ядерным излучением);

4) рентгенолюминесценция (под действием гамма и рентгеновских лучей);

5) фотолюминесценция (под действием внешних фотонов);

6) электролюминесценция (электрическим полем);

7) хемилюминесценция (химическими реакциями).

Фотолюминесценция подразделяетсяна:

1) флуоресценция (кратковременное послесвечение)

2) фосфоресценция (сравнительно длительное послесвечение)

Для фотолюминесценции справедлив закон Стокса: спектр люминесценции сдвинут в сторону длинных волн относительно спектра, вызывающего эту фотолюминесценцию.

Ряд биологических функциональных молекул (например белка) обладают флуоресценцией. Параметры флуоресценции чувствительны к структуре окружения флуоресцирующеймолекулы, поэтому по люминесценции можно изучать химические превращения и межмолекулярное взаимодействие. Люминесцентный метод используют для обнаружения начальной стадии порчи продуктов, сортировки фармакологических препаратов, диагностики некоторых заболеваний, проницаемость капилляров кожи. Этот анализ проводят с помощью специальных люминесцентных микроскопов.

58 Индуцированноеизлучение. Оптические квантовые генераторы. Применение лазеров в медицине.

У некоторых веществ (неон, рубин и др.) имеются энергетические уровни, спонтанный переход с которых на основной уровень путем излучения фотонов имеет малую вероятность, т.е. происходит относительно редко, поэтому возбужденные атомы задерживаются на них относительно долго (10 ^-3с). Такие уровни называются метастабильными и в процессе возбуждения на них может накапливаться значительное количество атомов в возбужденном состоянии. Это явление называется «инверсной заселенностью уровней». Излучение атома находящегося на нестабильном ровне можетбыть вызвано путем воздействия на него посторонним фотоном с энергией равной разности энергетических уровней возбужденного и невозбужденного состояния. Такое излучение называется индуцированным. Это явление лежит в основе устройства лазера — оптического квантового генератора. Основой лазера является рабочее тело, имеющее метастабильные

энергетические уровни, на которых в процессе возбуждения создается инверсная заселенность.

Вызванное тем или иным способом индуцированное излучение с этих уровней обладает характерными свойствами: имеет строгую монохроматичность, когерентность, полностью поляризовано и представляют собой мощный параллельный путь сочень малым углом расхождения. Благодаря своим свойствам лазерный пучок излучения нашел широкое применение: он может избирательно разрушать микроскопические элементы структуры ткани (лазерная игла) с исследовательской или лечебной целью.

Лазерный луч применяется в хирургии для бесшовного разрезасильно кровоточащих тканей (печени, легкого). В онкологической хирургии «лазерныйнож» предупреждает возможность распространения в окружающую ткань клеток удаленной опухоли. В офтальмологии приваривают отслоившуюся сетчатку, а при глаукоме для образования микроскопического отверстия и др.