Thành viên :Phạm Huỳnh Long

                        Mai Anh Hoà

 

 

ỨNG DỤNG QUANG PHỔ TRONG VẬT LÝ Y SINH

ĐỀ TÀI  :        PHÉP PHÂN TíCH PHỔ NGUYÊN TỬ VÀ

                         PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ LÂM SÀN

 

     @@@  PHÉP PHÂN TÌCH PHỔ NGUYÊN TỬ
                VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ LÂM SÀN

         I    GIỚI THIỆU VÊ PHỔ NGUYÊN TỬ

         II    PHỔ NGUYÊN TỬ :PHƯƠNG PHÁP ĐO

         III   CÁC ỨNG DỤNG TRONG PHÉP ĐO PHỔ NGUYÊN TỬ

         IV    VẬT LẤY MẪU TRONG PHÉP ĐO

         V    Ứng DỤNG VÀ NHỮNG PHÁT TRIỂN GẦN ĐÂY TRONG VIỆC PHÂN TÍCH PHỔ

                        NGUYÊN TỬ

        VI    HIỆU QUẢ CỦA VIỆC PHÂN TÍCH PHỔ NGUYÊN TỬ      

 I GIỚI THIỆU VỀ PHỔ NGUYÊN TỬ

         Trong hệ thống sinh học việc phân tích nhgững nguyên tử phụ thuộc vào cấu trúc của phân tử và tính chất  đựa trên sư tập trung và phần tử trong chất cần xác định chiếm tỉ lệ 0,01% tỉ lệ khôi lượng của mẫu . Những nguyên tố chính và những nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng trong viêc phân tích . Viêc xác định định lượng và định tính của các nguyên tử có vai trò quan trọng trong sinh hoc

         chức năng và cấu trúc của protein

         Sự vân chuyển của oxi trong máu

         Cấu trúc của các phân tư vi mô

 

         Cấu trúc  của mô thu đươc từ  phép phân tich phổ

         Bệnh độc tố tích luỹ trong các mô là đủ lớn ,khi phân tích độc tố của mô ta có thể đạt kết quả chính xác từ phép đo khi lấy mẫu

         Kỹ thuật đo Sư tập trung dòng chất lỏng trong cơ thể cần những máy đo co độ nhạy cao trong  khoảng 1/10^6(s) với mẫu vài  mlit hoặc sự giao thoa của mạng tinh thể

         Phổ quan học quan tâm đến sự tương tác giữa bức xạ điện từ và sự giao thoa của các hạt vật chất, trong khi đó  phổ nguyên tử là sự phân tích định lượng và định tính , kết quả của quá trình phân tích được ghi lại nhờ kềt nối với máy tính     

Năng lượng dùng cho việc phân tích nguyên tử là những nằm sóng trong vung tia cực tím đến ánh sáng khả kiến hoặc chùm phôtôn có năng lượng cao hoặc điện từ trường

PHỔ NGUYÊN TƯ ĐO SỰ HẤP THỤ HOẶC PHÁT XẠ HUỲNH QUANG

AES:automic emission spectrometry

AAS:automic absorption spectrometry

AFS:automic fluorescence spectrometry

XRF: X-ray fluorescence spectrymetry

Những phương pháp này đươc sử dụng rộng trong việc chuẩn đoán và điều tri lâm sàn theo phương pháp   định  lượng ( nhờ thông số kỹ thuật được kết nối với máy tính       

II    PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ NGUYÊN TỬ

phương pháp : dùng máy phân tích+ thiết bị hiển thị trong y học

         Thiết bị hiển thị dùng để phân tích

 

 

 

 

 

 III  PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ NGUYÊN TỬ

Phân tích AES , AFS là kỹ thuật phân tích định lượng của sư tương tác của các tia năm trong khoảng UV đến vúng ánh sáng khả kiến ta có thể nhìn thấy cấu trúc ngoai của e tự do và vạch phổ thu được

 

 

trong kỹ thuât XRFhat mang nâng lượng cao tương tác với các e lân cận , làm bức e ra khỏi nguyên tử  khi nguyên tử ở trạng thái cơbản , ở trạng thái  bền vững này nguyên tử trung hoà về điện mỗi e chiếm một mức năng lượng , khi bị kích thích e bức ra khỏi trạng thái cơ bản chuyển lên mức năng lượng cao hơn năng lượng  được cung cấp do sư va chạm với các nguyên tử khác , nhiệt ,hạt  photon có năng lượng cao  , thời gian tồn tại ở trạng thai này là rất ngắn (cỡ 10^-8 giây) . e chuyển về trạng thái cơ bản  phát ra năng lượng

 

 

 

 

 

 

 

            Em -  En= hv
phương pháp nàyđươc sử dụng trong máy AES, AAS, AFS

         Em –En phụ thuộc vào bước sóng ,,trong điều kiện này các e bị bức ra khỏi bề mặt về trạng thái cơ bản ,năng lượng phát ra bức xạ năng lương , một phần năng lương đó ở dạng quang có thể kiêm tra bằng bộ tach sóng AES. Khi  sóng ánh sáng đươc truyền vào thiết bị hiển thị các e mang năng lượng vào sẽ trao đổi với các photon ánh sáng à ánh sáng vào hệ thống sẽ  bị suy yếu , nó được hiểu là AAS  , cuối cùng là bức xạ phát ra làm cho nò trở về trạng thaí cơ bản

         Khi photon mang năng lượng cao kích thích thì các e lên mức cao hơn ( K ,L .M) à kết quả tạo ra các obitan trống nhưng được lấp đầy  bởi các e khác lúc đó đồng thời phát ra tia  X –photon -à đólà sự phát huỳnh quang tia X( X RF)

         Tùy vào nguyên tắc tách sóng của quang phổ kế, X RF phân ra làm hai loại –WDRF:waelength dispersive XRF(dựa  vào bước sóng ) – EDXRF energy dispersive : (dựa vào độ phân  giải) tất cả đều có sự phản xạ XRF   luôn dươc phân tích mặt dù có thể phản xạ yếu đi

         Ion Hidro và heli ,mang năg lượng cao dùng phát xạ bức xạ làm cho các e chuyển tư mứcM N O Q… về phát ra tia X , nó được hiểu như là sự phát xạ tia X(PIXE) đây là kỹ thuật phân tích mới  PIXE tương tự như một kính hiển vi electron ,

         Tương tự như XFR khi  bán các nguyên tử  mang theo cac hạt phóng xạ  vào vật thể, tia gama được  phát  ra mô tả tính chất của bức xạ tương ứng  àsử dụng cho kích thích và phân tích phóng xạ

         ở nhiệt độ cao plasma là kỹ thuật sử dụng rộng

         Cho việc trong đo nguyên tố vi lượng trong y tế và trong sinh học , ngoài ra còn dùng trong việc xác định đóng vị phóng xạ

 

         III   Phổ nguyên tử : phương pháp đo

             1. Máy phung : dùng  ngọn lửa

         Dùng ngọn ngọn lửa đốt nóng trong việc  phân tích mẫu vật ,  cho ta kết qủa nhanh giao thoa và cấu trúc của vật : ví dụ  dùng ngọn lửa của H, Na  K dùng trong viêc phân tích mẫu vạt trong sinh học   bằng phương phap AES , AAS có thể phân tích được cấu trúc của mẫu vật khoảng 11Mg / ml , trong thời gian gần đây thiết bị đã được cải    của đầu đốt nóng va xung phát ra nhanh hơn va được kết nối máy tính           

 

3.2 Máy phóng điện, nhiệt

         Đa số các hệ thống sử dụng dòng điện để đốt nóng , kỹ thuật này ion hóa nguyên tử  , sự gia tăng nhiệt độ của chất hòa tan được làm khôàcấu trúc mẫu vật bị phá hủy làm cho nguyên tử ở trạng thái cơ bản cũng giảm

         Trong qúa trình này thì nhiệt độ lên đến  3000 K  ,  mẫu hình thành hơi ởnhiệt độ nàyàkỹ thuật này cho phép phân tích cấu trúc mẫu cho kết quả tốt

 

 

 

3.3 Điện cực cảm ứng

         Ở thơi điểm ban đầu máy phóng điện  đạt nhiệt độ cao ngyuên tư bị kich thích cho AES

         Argon & các khí trơ khácdùng trong dụng cụ đo lường , khi nguyên tử Argon  bị oxi hóa Ag, Ar +1eà Ar-e quá trình này xảy ra ở điện thế cao duy trì năng lượng từ cuộn từ cảm ứng nối với may phát sóng , căp điẹn cưc hoat đông hoạt động trên 10.000 K trong dụng cụ như mot ngọn đuốc

         Đặc trương của AES phân tích mẫu nhiều nguyen tử , được quan sát trược tiếp phát ra ánh sáng ra anh sáng đa sắc tới máy phân tich đơn sắc hoặc tách ra thành những mảng nhỏ

3.4  Huỳnh quang tia X

         Phụ thuôc vào  năng lượng bức  xạ rọi hay chùm photon chiếu tới  , thiét bi đo là nguồn tia đa sắc rọi từ ống phóng tia X . Đây là ứng dụng quan trọng trong  sinh học , sử dụng đồng vị phóng xạ như Cm224  Fe55…bưc xạ ở nang lượng cao(trên 3kw)  gây ra sự phát xạ huỳnh quang và sư phân tán trong tinh thể

         Những chùm tia nhiễuc xạ là do sự cham của các photon lên máy phân tích, tia X phát từ mẫu vào trong bô tách dừng tinh thể, xung phát ra từ máy tỉ lệ năng lượng của photon tia X , máy sẽ xo sánh kết quả của mẫu phân tích với mẫu  làm chuẩn được cài sẵn trong máy .Máy đo phải được duy trì ở nhiệt độ thấp và trong chân không sạch

IV     Mẫu lấy trong phép phân    tích phổ nguyên tử

         Mục đích của việc lầy mẫu trong phép phân tich phổ nguyên tử là để xác định thành cấu trúc bên trong mẫu ,phương pháp phá hủy cấu trúc dùng nhiệt từ sóng viba

          Đối với mẫu lấy ở thể lỏng: do tính không tập trung của chất lỏng nên việc phân tích mẫu phức tạp hơn ,khi phân tích ở dạng loãng hơi nước phải được tách ra , thành phần được xác định dựa trên máy phân tích-àthành phần của nguyên tố

V  ĐO PHỔ  NGUYÊN TỬ :

        PHÁT TRIỂN GẦN & ỨNG DỤNG

         1. Đo phổ phát xạ của nguyên tử

                                  Na ,Ka ,Li dùng để đo sự phát xạ của nguyên tử hoăc với căp điên cực để xác định sự bức xạ , ở nhiệt độ thường đa  không xảy ra sử phát xạ . Nhưng khi bị kích thích thì thì có sư phát  bức của nguyên tử  , đây là yếu tố quan trọng trong sinh học để phân tích các tế bào  có kích thứơc 1mg/l nhờ thiết bị máy phân tích có độ chính xác cao dẫn đến việc xác định đươc thành phần của các nguyên tố trong cơ thể  , ví dụ B.P,S ,Fe

 

         Gần đây sư phát triển của hệ thống hiển thị quan học và máy phân tích với bộ xử lý tín hiệu có độ nhạy cao ,các ngyên tố như Cu,Zn ,Al, Fe trong máu kết quả thu được từ mẫu xét trong nghiệm , có vai trò quan trọng việc theo dõi đặc tính hemoclialialyis để điều trị

         2>Đo phổ hấp thụ của nguyên tử

 

 

 

 

 

 

 

         Trong kỹ  thuật phân tích lâm sàn  chữa bệnh thận,  và sư gia tăng độc tố của nhôm  , phương pháp này dùng để phân tích thực phẩm & các mô sinh vật cho kết quả tốtDùng để đo lượng canxi , AAS đựoc ứng dụng

         Dùng để đo  hàm lượng khoáng chất trong cơ thểà  để phòng ngừa bệnh loãng xương,& viên khớp do thiếu Mg ,Fe, Cu ,Zn..

         AAS được sử dụng phần lớn trong phòng thí nghiệm theo dõi dinh dưỡng & triệu chứng rối loạn gen

         Xác định những phần tử trong chất lỏng khi có nồng độ thấp

         3> .Phép đo phổ phát xạ  huỳnh quang tia X

         Gần đây phép đo AFS đã được phát triển trong việc phân tích nước tiểu ,sư tâp trung của máu để xác định sự tăng huyết áp , sự dẫn của chì trong xương ,bằng phương pháp này đã tìm thấy lượng chì trong xương nhưng không thấy trong máu , và lượng xương của người mẹ giảm khi mang thai : bằng phương pháp đo lượng chi dẫn trong xương của XRF

 

      4> Sư thăng hoa của chất rắn

         Trong phân tích và điều tri lâm sàn :

         Đa số các muối kim loại nó có trong nước tiểu  ,máu , các mô,, ví dụ thủy ngân không có bằng chứng tồn tại trong cơ thể   trong hóc môn  răng nhưng nó là tac nhân gây bệnh sâu răng , sau khi tiến hành phân tích ở nước tiểu và ở máu đã cò su chuyên sư tập trung trong kim loại à thủy ngân có trong cơ thể phần lớn trong cơ thể phần lớn là do thức ăn hải sản  mang vào

         Các quá trình tìm được các chất có trong mẫu bằng cách cho vào trong lò nhiệt bằng cách nung bởi ngọn lửa axetylen hay với lò nhiệt điện  được tán nhỏ sau đó nung với nhiệt độ cao à chung được thăng hoa  vài hat được vào than nguội nơi chúng bị  kẹt lại trên bề măt nguyên tử hóa hơi có nhiệt độ cao, chúng ta thu đươc mẫu vật và tiên hành phân tích

         Phát hiện đặc biệt quan trong trong thời gian gần đây là của asen,,của selenium trong cơ thể, sự hoạt động manh của chất này gây rối loạn bệnh tim  mạch, 

 

 

VI  PHỔ NGUYÊN TỬ ĐẶC TÍNH ĐịNH LƯỢNG

         Ngoài việc phân tích thành phần của tạp chất mà còn cò thể đo độ phóng xạ của nguyên tử , phép đo phổ ngtử mang lại kết quả tốt

         kết quả việc phân tích phụ thuôc vào vật lấy mẫu , tỉ lệ thành phần của nguyên tố  trong mẫu  so với số liệu chuẩn  này là có sẵn

         Vidu để đo độ phóng xạ của C14 ta dùng mẫu lấy chuẩn là đồng vị cacbon12

         Phương này là cơ sỡ trong việc xác định thành phần của phân tử , xác định tuổi thọ của vật

         Có vai trò quan trọng trong việc kiểm tra thành phần & hàm lượng các chất  trong cơ thể & trong phương pháp điều và chuẩn đoán trong y sinh

Xin chân thành cảm ơn  !!??!!