Диапазоны оптической области электромагнитных излучений

Классификация оптических методов исследования
Классификация по спектральным характеристикам оптического излучения:
а) Фотометрические
б) Спектрофотометрические
2. Классификация по виду взаимодействия вещества с излучением:
а) Абсорбционная фотометрия
б) Нефелометрия
в) Турбидиметрия
г) Рефлектометрия
д) Эмиссионная фотометрия
е) Люминисцентная фотометрия
3. Классификация методов по объектам исследования:
а) Методы исследования биопробы и жидкости (аналитические)
б) Методы, предназначенные для исследования организма.

Явления, возникающие при прохождении света через объекты
I0 – интенсивность падающего светового потока;
Iот – интенсивность светового потока, отраженной от стенки кюветы;
Iп – интенсивность светового потока, поглощенной окрашенным раствором;
Iр – интенсивность светового потока, рассеянного дисперсной средой;
I – интенсивность светового потока, прошедшего через слой исследуемого вещества.
I0 =Iот + Iп + I – для раствора,
I0 =Iот + Iп + Iр + I – для дисперсной среды
прозрачный дисперсная
раствор среда

Прохождение светового потока через кювету с раствором

Схема одноканального абсорбционного фотоколориметра
1 – источник излучения 2 – оптическая избирательная система, 3а – исследуемое вещество, 3б – вещество сравнения, 4 – фотоприемное устройство, 5 – устройство преобразования информации, 6 – устройство регистрации и отображения информации.

Определение ширины полосы пропускания фильтра

Структура двулучевого одноволнового фотометра

Схема двухволнового одноканального фотометра

Обобщенная структурная схема одноканального спектрофотометра
1 – источник световой энергии, 2 – оптическая система, направляющая поток энергии на входную щель; 3 – входная щель; 4 – оптическая система, формирующая параллельный поток световой энергии; 5 – диспергирующий элемент (призма или дифракционная решетка); 6 – оптическая система, направляющая поток энергии на выходную щель; 7 – выходная щель; 8 – оптическая система, формирующая поток энергии, проходящий через кювету.

Рассеяние света при различных соотношениях размера частиц а и длины волны электромагнитного излучения λ
Рэлеевское рассеяние Рассеяние Ми
Индикатрисы рассеяния света
для частиц разных размеров
а<0.12 λ а=2 λ

Схема нефелометра
Iо – падающий световой поток;
Iр – световой поток рассеянный средой

Схема энергетических переходов в молекуле при возникновении люминесценции

Явление люминесценции – основные закономерности
Определение энергетического
выхода люминесценции
Спектры поглощенного излучения
и возбужденного свечения (з-н Стокса)
Определение концентрации вещества
по люминесценции
E = mλ Cl,
С = E/mλl

Зависимость интенсивности флуоресценции от концентрации флюоресцирующего вещества

Структура флуориметра
ОИС1 – полосовой фильтр, пропускающий световой поток для возбуждения в полосе длин волн Δλ; ОИС1 – полосовой фильтр, пропускающий излученный световой поток в полосе длин волн Δλ2; Iо – падающий поток световой (возбуждающий) в полосе длин волн Δλ для исследуемого раствора; Iл –, излученный световой поток с максимумом излучения λ2; ΔIи – световой поток в полосе длин волн Δλ2

Схема подключения фотоэлектронного умножителя
К – фотокатод, D1…D3 – диноды, РА – микроамперметр, А – анод, R – делитель напряжения

Схема хемилюминометра
ОИС – полосовой фильтр, пропускающий излученный световой поток в полосе длин волн Δλ; Iл – световой поток, излучаемый исследуемой средой; ΔIл – световой поток в полосе длин волн Δλ.

Поляриметрия
Определение концентрации оптически активного вещества
С– концентрации оптически активного вещества (г/см3)
l – длины (дм) кюветы
Примеры оптических характеристик некоторых веществ

Схема полутеневого поляриметра
1 – источник света; 2 – конденсор; 3–4 – полутеневой поляризатор; 5 – трубка с измеряемым оптически-активным веществом; 6 – анализатор с отсчётным устройством; 7 – зрительная труба; 8 – окуляр отсчётного устройства (например, микроскопа-микрометра).

Фотооксигемометрия
Определение сатурации
крови кислородом
ИЛИ
Спектры поглощения различных
форм гемоглобина:
Oxy Hb оксигемоглобин
Deoxy Hb – восстановленного гемоглобин
Практическое определение SpO2
при фотооксигемометрии
D(660), D(810) – величины оптической плотности крови измеренная с использованием света с λ 660 и 810 нм
А и В опытные константы.

Пульсоксигемометрия
Изменение величины поглощения при пропускании света
через биоткань с кровеносными сосудами.
Показатель оксигенации крови
A≈ и A= – пульсовые и постоянные составляющие поглощения по красному и инфракрасному каналу