Философский стиль мышления естествоиспытателя. Термооптическая микроскопия в применении к медико-биологическим задачам

Международный государственный экологический

университет им. А.Д. Сахарова

Кафедра философии, социологии и экономики

Реферат по философии

на тему

Философский стиль мышления естествоиспытателя. Термооптическая микроскопия в применении к медико-биологическим задачам

Аспирантки

Вишневской Юлии Андреевны

Минск

2003

4.4.1. Принцип термооптического метода

Лазерный термооптический (ТО) микроскоп создан в АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова» НАН Б и представляет собой экспериментальный образец анализатора клеток. позволяющего определить различные параметры отдельных живых клеток. принцип действия термооптического микроскопа основан на облучении отдельный клетки сфокусированным импульсным лазерным пучком накачки (видимый диапазон, 10 нс), индуцирующего нагрев в клетке вследствие безизлучательной релаксации поглощенной компонентами клетки световой энергии. Наведенные тепловые эффекты и реакция клетки на них регистрируются оптическим методом с помощью дополнительного пробного лазера, обеспечивающим интегральный отклик клетки на лазерный импульс и визуализацию локальных тепловых эффектов внутри клетки с временным разрешением (термооптическое изображение). Указанные ТО-сигналы могут быть получены при неразрушающем воздействии лазера на клетки и обеспечивают возможность мониторинга состояния отдельных клеток при их взаимодействии с факторами окружающей среды.

Рис.4.4.1.1. Принцип термооптического метода

Термооптическая микроскопия позволяет регистрировать структурно-функциональное состояние клетки: активность дыхательной цепи, активность кислородпереносящих белков, а также структурные изменения при повреждении клеток. ТО микроскопия является прямым методом исследования клетки, поскольку источником сигнала являются непосредственно компоненты клетки, а не экзогенные маркеры (субстраты для проявления ферментативной активности, моноклональные антитела, флюорохромы, радиоактивные изотопы и проч.). Соответственно метод лишен недостатков, связанных с необходимостью дополнительной обработкой образцов, а также экологическими проблемами (специальные меры утилизации отработанного материала, остатков реактивов).

Получаемая информация отражает не усредненные показатели популяции, а демонстрирует естественную гетерогенность клеток в популяции, подвергаемой какому-либо воздействию, что дает возможность отслеживания устойчивых к воздействию клеток (29, 30).

4.4.2. Термооптический метод и проблема взаимодействия наук

Лазеры и лазерное излучение, будучи изначально собственностью исключительно оптики, как части физики в целом, со временем приобрело все более и более широкое применение.

В настоящее время в большинстве стран мира наблюдается интенсивное внедрение лазерного излучения в биологических исследованиях и в практической медицине. Уникальные свойства лазерного луча открыли широкие возможности его применения в различных областях: хирургии, терапии и диагностике. В России лазеры применяются в биологии и медицине уже более 30 лет. Исторически сложилось так, что приоритет в раскрытии механизмов и в биологическом применении находится в странах бывшего СССР (5, 30, 31).

Началом истории термооптического метода можно считать открытия фундаментальных основ лазерной фотоакустики, ранее называемой акустической оптикой, и термооптического феномена сделанные в начале 70-ых годов ХХ века под руководством проф. Летохова. Это были эксперименты с использованием фотоакустического метода для определения ультранизкой молекулярной концентрации, которые позднее были использованы в изотопном анализе и изучении возбужденных молекулярных состояний. Методы с использованием нелинейного и мультифотонного поглощения, позволяющие пространственное разрешение и чувствительность фотоакустической спектроскопии, и сильно сфокусированные лазерные лучи были предложены в 1978 году. Изначально открытые феномены использовались только для нужд физики, но затем, начиная с 1981 года в той же лаборатории были реализованы первые эксперименты по высокочувствительному определению витамина А в плазме крови. Явление фотоакустической регистрации отдельных малых частиц, движущихся через сильно сфокусированный лазерный луч, было впервые использовано для очистки жидкостей. В 1987 году было исследовано влияние фотоакустических и термооптических волн на клеточные структуры с помощью коротких сфокусированных лазерных импульсов. Давление порядка 2x105 Пa рядом с местом повреждения при энергии 50 мкДж было зарегистрировано с помощью метода изображений Шлирена, который позволяет детектировать рефракцию пробного луча. Было обнаружено, что внешние звуковые волны не приводят к существенному поражению клетки за исключением нарушений проницаемости мембраны. Однако, если такие же звуковые волны генерировались внутри клетки, то повреждение клетки было намного более серьезным и включало разрывы мембраны, обусловленным возникновением внутренних температурных и соответствующих механических волн. Эта теория была позже применена для лечения почечных камней. В 1985-86 годах было предложено регистрировать вторичное инфракрасное излучение от локального лазер-индуцированного нагрева биологических образцов. Различные модификации фотоакустических и термооптических методов, включая термооптический метод с приме

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать