Область наук:
  • нанотехнології
  • Рік видавництва: 2006
    Журнал: Известия Південного федерального університету. Технічні науки
    Наукова стаття на тему 'акустооптичні метод вимірювання рівня цукру в біорідинах'

    Текст наукової роботи на тему «акустооптичні метод вимірювання рівня цукру в біорідинах»

    ?Розділ I. Довкілля і здоров'я людей

    М.М. Чернов, А.Л. Лобанов

    Акустооптичні МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ РІВНЯ ЦУКРУ В біорідини

    Цукровий діабет - дуже поширене захворювання. Їм страждає від 2 до 4% населення. За даними статистики, 50% хворих на цукровий діабет помирає від інфаркту міокарда.

    Рання діагностика цукрового діабету, неінвазивний моніторинг захворювання дозволяє значно зменшити ризик прогресування хвороби. Для вирішення цього завдання необхідна розробка і створення портативних неінвазивних індивідуальних приладів постійного контролю цукру в крові або інших біологічних рідинах.

    Існують різні методи неінвазивного моніторингу, серед яких можна виділити імпедансний метод, біологічний і акустооптичний методи.

    Імпедансний метод заснований на вимірюванні провідності тканин. Як відомо, провідність тканини визначається рідкими середовищами з розчиненими в них електролітами. Метод полягає у вимірюванні опору (імпедансу) власних тканин організму або рідин до і після впливу низькоамплітудного струму (0,1 - 0,4 мА) різної частоти (40 - 100 кГц).

    Основні причини, що стримують використання імпедансного методу для оцінки параметрів крові, зводяться до наступного: відсутність достовірних знань про вплив психофізіологічного стану людини на провідність різних біологічних матеріалів. Формули, що використовуються для оцінки біологічний потенціалів, носять емпіричний характер і мають низьку точність, що не перевищує 10%.

    Біологічний метод дозволяє судити про присутність якого-небудь речовини або його кількісний вміст за характером і величиною його впливів на певний організм, узятий як індикаторний.

    Хоча біосенсори в даний час і застосовуються на практиці, вони мають недоліки, є труднощі і при їх виготовленні. Наприклад, покриття перетворювача шаром мембрани має бути відтворено. Крім того, біосенсори з порівняно товстими мембранами дають великий час відгуку, є складнощі і при їх градуювання.

    Акустооптіческіе пристрої дозволяють управляти амплітудою, частотою поляризації, спектральним складом світлового сигналу і напрямом поширення світлового променя. Важливою сферою практичного застосування акустооптіче-ських ефектів є системи обробки інформації, в яких акустоопті-етичні пристрої використовуються для обробки СВЧ-сигналів в реальному масштабі часу.

    Під дією механічних деформацій, які переносяться звуковою хвилею, виникає просторова модуляція оптичних властивостей середовища, обумовлена ​​упругооптіческім, або фотопружних, ефектом. Оптичні властивості середовища змінюються в часі з частотою звукової хвилі, т. Е. Значно повільніше і в порівнянні з періодом електромагнітних коливань в світловій хвилі, і в порівнянні з часом проходження світлового променя через звуковий пучок. Залежно від співвідношення між поперечним розміром падаючого оптичного пучка е і довжиною звукової хвилі 1 поширення світла в такому середовищі супроводжується явищами або акустооптичні рефракції, або дифракції світла на ультразвуку. Дифракція світла відбувається не тільки на введеної ззовні звуковій хвилі, але і на колективних возбуждениях середовища - акустичних фононах, в ре-

    Известия ТРТУ

    Тематичний випуск

    док чого виникає розсіювання світла зі зрушенням частоти вгору і вниз на величину частоти фонона (Мандельштама - Бріллюена розсіяння). У спектрі розсіяного випромінювання з'являються пари зсунутих за частотою компонент Мандельштама - Бріллюена, що відповідають розсіюванню світла на поздовжніх і поперечних акустичних фононах.

    На основі оптоакустіческой генерації звуку створений метод фотоакустичної спектроскопії для отримання спектрів оптичного поглинання речовин в різних фізичних станах. У цьому методі коефіцієнт поглинання світла вимірюється за інтенсивністю звукових коливань, порушуваних періодично переривається світлом. Наприклад, при періодичному нагріванні тіла в ньому виникають звукові коливання з амплітудою, пропорційної поглиненої світлової енергії. Змінюючи довжину хвилі падаючого світла, можна отримати фотоакустичний спектр речовини - повний аналог спектра поглинання, вимірюваного звичайними методами. Гідність фотоакустичної спектроскопії - у високій чутливості методу, що дозволяє отримувати спектри оптичного поглинання в широкому діапазоні світлових довжин хвиль, що включає в себе як області сильного поглинання, так і області прозорості, крім того, цим методом вимірюється лише та частина енергії падаючого випромінювання, яка дійсно поглинається речовиною, а розсіяне випромінювання ніякого вкладу не дає. Це дозволяє досліджувати спектри поглинання в біотканинах з різним шкірним покривом.

    БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

    1. Біосенсори: основи та додатки / Под ред. Тернера та ін. -М .: Світ, 1992. -614с.

    2. Будніков Г. К. Біосенсори як новий тип аналітичних пристроїв // Сорос-ський освітній журнал. 1996. №12. С. 26-32.

    3. Сердюков В.Г. Акустооптіческіе пристрою. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. -198 с.

    О.Е. Соломіна

    АНАЛІЗ СТРУКТУРИ І ДИНАМІКИ ЗАХВОРЮВАНОСТІ НАСЕЛЕННЯ М. СОЧІ

    Здоров'я населення є одним з основних показників соціального благополуччя, нормального економічного функціонування суспільства, сприятливої ​​екологічної обстановки. Але в умовах масової техногенного навантаження все важче стримувати вплив комплексу негативних чинників довкілля на людину, які призводять до перенапруження і зриву захисних адаптаційних резервів організму. Найбільш потужними з них були і залишаються викиди шкідливих речовин в атмосферу, скидання стічних вод та накопичення токсичних відходів. У поєднанні з соціальним неблагополуччям ці фактори створюють загрозу виникнення екологічно обумовленої і антропогенно детермінованої патології. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я «внесок» стану навколишнього природного середовища в здоров'я кожної людини становить в середньому 25 - 30%.

    Чорноморське узбережжя Кавказу - одна з найважливіших і найбільш популярних в Росії приморських зон курортного лікування, відпочинку і туризму. Найбільшим бальнеологічним центром цієї рекреаційної системи є місто-


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити