ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ — методы, основанные на использовании законов оптики, т. е. законов, описывающих природу и механизмы оптического излучения (света), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействии света и вещества.

Совокупность оптических методов, используемых для изучения процесса восприятия света глазом человека, традиционно выделяется в самостоятельный раздел оптики — физиологическую оптику. На основе этих методов разработана большая группа оптических приборов: офтальмоскопы (см. Офтальмоскопия), офтальмометры (см. Офтальмометрия), глазные рефрактометры (см. Рефрактометрия глаза), адаптометры (см. Адаптация зрительная) и т. д.

Методы и приборы физиол, оптики используются для исследования зрительных функций, таких, как острота зрения (см.), абсолютная чувствительность, критическая частота слияния световых мельканий и т. д.

Оптические явления могут быть описаны на языке квантовой механики. Однако исторически, а также из практических соображений их упрощенные описания производят с помощью представлений геометрической оптики (см.), к-рая оперирует понятием отдельных световых лучей, подчиняющихся законам преломления и отражения. Законы геометрической оптики лежат в основе расчета и конструирования самых разнообразных оптических приборов, в частности приборов, предназначенных для визуального наблюдения и контроля, определения геометрических параметров или получения фиксированных изображений медико-биологических объектов, т. е. таких инструментов, как линзы, микроскопы (см. Микроскоп), рефрактометры (см. Рефрактометрия), гониоскопы (см. Гониоскопия), фото- и киноаппаратура, осветители, облучатели различных типов и различные устройства для эндоскопических исследований: бронхоскопы, урол, эндоскопы, лапароскопы, гастроскопы и др. (см. Эндоскопия). Законы геометрической оптики широко используются при конструировании оптических систем, являющихся составными частями разнообразных оптических приборов (спектрофотометров, спектрофлюориметров, интерферометров и т. д.).

Оптические законы, описывающие явление теплового излучения, служат основой для построения приборов, позволяющих проводить качественное и количественное определение хим. элементов, входящих в состав исследуемого образца,— спектрально-эмиссионный анализ (см. Спектральный анализ). Его разновидностью является метод пламенной фотометрии (см.). Этот метод, отличающийся большой простотой и точностью, нашел широкое применение в клинике и в исследовательской работе.

Действие большого класса оптических приборов, используемых в биологии и медицине, основано на оптических законах, описывающих взаимодействие света с веществом (явления рефракции, люминесценции, абсорбции, рассеяния, поляризации, оптической активности), позволяющих получить разнообразную информацию о строении, составе и структуре вещества, с к-рым свет взаимодействует.

Для измерения рефракции, или показателя преломления света, исследуемых образцов используются рефрактометры. Рефрактометрия находит применение при определении чистоты дистиллированной воды, сахарозы в водных р-рах, концентрации общего белка в сыворотке крови, для идентификации различных веществ и т. д.

Для измерения поглощения света веществом с целью анализа состава и структуры образца широко используются фотометрические (абсорбциометрические) и спектрофотометрические методы. Они отличаются простотой, высокой чувствительностью и высокой скоростью анализа и находят применение как в повседневной практике, так и в исследовательской работе. Приборы, служащие для этой цели, получили названия колориметров (см. Колориметрия), фотометров, спектрофотометров (см. Спектрофотометрия).

Величины рассеяния света исследуемыми объектами, напр, коллоидными р-рами, определяются нефелометрами и турбидиметрами. С их помощью получают информацию о характере межмолекулярных взаимодействий в р-рах, размерах и молекулярных весах (массах) макромолекул, а также частиц в коллоидных системах, взвесях и аэрозолях.

Для измерения концентрации и свойств оптически активных молекул служат поляриметры и спектрополя-риметры (см. Поляриметрия). Наибольшее практическое применение в медицине они находят при определении концентрации сахара в моче. Поляризационные методы эффективно используются при проведении микроскопических исследований — при изучении оптически анизотропных объектов (см. Микроскопические методы исследования).

Поглощение света веществом нередко сопровождается возникновением нетеплового излучения — люминесценции (см.), несущего важную информацию о составе и строении исследуемого объекта. Приборы, служащие для изучения люминесценции, весьма разнообразны и получили названия флюориметров (см. Флюориметрия) и спектрофлюориметров (см. Спектральный анализ). Они используются для структурного анализа биологически активных молекул, определения количественного содержания в образце биологически важных соединений, таких, как витамины, ферменты, коферменты, промежуточные продукты обмена, стероиды, т. е. по существу всех классов биологически важных соединений. Люминесцентные методы нашли применение в иммунологии, гистохимии, микробиологии, паразитологии, биохимии и т. д.

Изобретение оптических квантовых генераторов — лазеров (см.) — стимулировало разработку нового раздела оптики (нелинейная оптика) и послужило основой для создания ряда новых приборов, получающих все большее распространение в медицине для целей диагностики и микрохирургии. Лазеры используют также в приборах для биол, исследований (так наз. поточная флюориметрия). Необычайно перспективно их применение в голографии (см.) — принципиально новом методе получения объемного изображения предметов, основанном на явлении интерференции света. Области возможного применения голографии необычайно широки: получение объемного изображения предметов, голографическая микроскопия, распознавание образов, интерференционный контроль формы тел и поверхностей и пр.



Библиография: Батерс Дж. Голография и ее применение, пер. с англ., М., 1977; Зайдель А. H., Островская Г. В. и Островский Ю. И. Техника и практика спектроскопии, М., 1972; Кар а л ис В. Н. Флуоресцентные приборы, М., 1978; Ландеберг Г. С. Оптика, М., 1976; Ю ден-френд С. Флуоресцентный анализ в биологии и медицине, пер. с англ., М., 1965.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: