Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp phân tích quang phổcác thiết bị phân tích quang họcMô tả: Phương pháp phân tích quang phổ Phổ hấp thụ Phương pháp định tính Định lượng Đo trực tiếp Pha chuẩn so sánh
I CÁC THIẾT BỊ QUANG HỌC DÙNG TRONG Y- SINH HỌC I.1 ỐNG DẪN SÁNG Ống dẫn sáng ống suốt làm thuỷ tinh hay chất dẻo, tuỳ theo chiết suất chất làm nên ống mà người ta uốn cong cho tia sáng sau vào ống đến thành ống góc tới lớn góc giới hạn tượng phản xạ toàn phần để tránh mát cường độ sáng tia khúc xạ đ khỏi thành ống đồng thời ống thiết kế cho ảnh vật bò méo dạng Trong y học người ta dùng ống dẫn sáng để nội soi, tức để quan sát số quan bên thể mà không cần phẫu thuật cần phẫu thuật nhỏ mà Thí dụ: người ta dùng ống dẫn sáng để nội soi đường ruột cách đưa vào thực quản chọc bụng I.2 KHÚC XẠ KẾ Khúc xạ kế dụng cụ dùng để xác đònh nhanh chónh chiết suất chất rắn, lỏng, khí cách tính góc giới hạn tượng phản xạ toàn phần theo biểu thức : sin Ith = n21 Khúc xạ kế chất lỏng thường dùng khúc xạ kế ABBE bao gồm phận sau: Một lăng kính kép gồm hai lăng kính tam giác vuông có chiết suất lớn, mặt cạnh huyền áp vào Chất lỏng cần đo chiết suất nhỏ thành lớp mỏng (chừng 0,1mm) giữ a mặt huyền Khi cho chùm sóng rộng rọi vào mặt bên lăng kính P 2, tia có góc tới nhỏ góc tới hạn qua P1 vào kính ngắm L tia có góc tới lớn góc tới hạn phản xạ toàn phần ngoài, không vào kính ngắm Do nhìn vào kính thấy miền sáng tối, di chuyển kính ngắm cho đường ranh giới hai miền vào điểm dãy chữ thập Từ xác đònh góc hay hai ith kính ngắm đặt thước chia độ sẵn Ngày người ta thiết kế sẵn vạch trò số chiết suất, nồng độ đường phân giới mà không cần di chuyển kính ngắm Trong y học người ta dùng khúc xạ kế để xác đònh nhanh nồng độ, số chất sinh học nhờ tương quan chiết suất nồng độ Trang I.3 KÍNH HIỂN VI Chúng ta biết đối tượng nghiên cứu lý sinh hệ thống sống hoạt động Nhiệm vụ lí sinh nghiên cứu mức tế bào mà có kích thước nhỏ hơn, đại phân tử (AND, ARN, Acid amin, phân tử đường ) Sự xếp phân tử tạo nên thành phần cấu trúc củ a cấu trúc tế bào protid, glucid, lipid, Các cấu trúc có kích thước nhỏ bé Khi nghiên cứu phải quan sát, đo đạc, góc phân li tối thiểu mắt bình thường min= phút Ứng với giá trò góc này, khoảng cách nhìn thuận lợi l=25cm, phân biệt hai điểm AB có khoảng cách d = 7,5.10 -5 m, vớikhoảng cách nhỏ mắt không phân li Lúc A’ B’ ảnh A, B trùng kích thước lên tế bào thần kinh thò giác, mắt không phân li A, B, muốn nhìn vật có kích thước bé ( m ) phải dùng dụng cụ bổ trợ cho mắt Tác dụng dụng cụ bổ trợ làm tăng góc nhìn, mắt quan sát ảnh vật góc nhìn lớn tức làm tăng suất phân li mắt Thí dụ vật AB có kích thước bé đặt cách mắt khoảng l o=25cm mắt không phân li A, B nhìn thấy ảnh A’, B’ A,B không rõ Nếu đặt trước mắt thấu kính hội tụ L cho AB nằm khoảng tiêu cự củaL, lúc mắt quan sát ảnh A1B1 AB góc nhìn > min L đặt vò trí thích hợp A1B1 có vò trí nằm khoảng cách nhìn thuận lợi lo= 25cm (hình 1-8) B A A' l B' Hình 5-3 Các dụng cụ bổ trợ cho mắt nghiên cứu y học, sinh học loại kính hiển vi bao gồm loại kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử A Kính hiển vi quang học Kính hiển vi quang học KHV sử dụng ánh sáng làm nguồn chiếu vào vật để tạo ảnh hệ quang học kính, tuỳ theo cácloại nguồn chiếu nguyên tắc tạo Trang ảnh mà ta có loại kính hiển vi quang học khác :kính hiển vi quang học trường sáng, KHV tử ngoại, KHV huỳnh quang… Kính hiển vi quang học trường sáng a Cấu tạo nguyên tắc hoạt động : Kính hiển vi quang học trường sáng loại KHV có nguồn chiếu nguồn phát ánh sáng trắng thấu kính làm thuỷ tinh suốt Các phận chủ yếu KHV trường sáng bao gồm vật kính thò kính Vật kính O1 hệ thấu kính quang học phức tạp, tác dụng thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (vài mm), thò kính O2 thấu kính hội tụ quang học có tiêu cự lớn đặt cách O1 khoảng lớn so với hai tiêu cự chúng Nguyên tắc hoạt động KHV sau : O2 O1 B A2 A1 A B1 B2 Hình 5.4 Vật nhỏ AB phải quansát đặt trước tiêu điểm F2 vật kính (tức nằm tiêu cự) gần tiêu điểm vật kính O1 cho ảnh thực A1B1 cho ngược chiều lớn vật A1B1 đóng vai trò vật thò kính O2 cho ảnh ảo A2B2, ảnh ảo lớn gấp nhiều lần A1B1 gấp bội lần AB.Đặt mắt sau thò kính ta quan sát ảnh ảo Muốn nhìn rõ ảnh ảo A2B2 ta phải điều chỉnh vật AB với kính (hoặc điều chỉnh kính vật) cho ảnh A2B2 nằm khoảng nhìn rõ mắt (hình 5-4) * Năng suất phân li kính hiển vi B d A f Hình 5-5 Trang Chúng ta biết tia sáng chùm điện tử có vận tốc qua khe hẹp bò thay đổi phương truyền tượng nhiễu xạ Nhờ có tượng nhiễu xạ vận dụng tiêu chuẩn Rayleigh người ta xác đònh khả phân li dụng cụ hiển vi : Hình 5-6 Năng suất phân li dụng cụ hiển vi đại lượng cho biết khả phân li hai điểm có khoảng cách nhỏ (cỡ m) Năng suất phân li lớn khả phân giải cao Thí dụ hai điểm sáng có khoảng cách l qua kính hiển vi cho ảnh nhiễu xạ có cực đại trung tâm với cường độ phân bố hình 5-6.Các đường đậm nét cường độ sáng tổng hợp Từ dễ dàng thấy khả phân li điểm sáng khoảng cách d hai đỉnh hai cực đại trung tâm phải lớn bán kính vân sáng trung tâm tức d>p, p khả phân li Như vậy, phải có dmin KHV có khả phân ly Chúng ta biết : F ,22 nên d ,22 f 2r f 2r người ta chứng minh với điều kiện thì: ,61 n sin khoảng cách hai điểm sáng mà mắt phân biệt Nếu gọi suất phân li KHV S đại lượng nghòch đảo I cách nhỏ giữ a hai diểm sáng) S với ,61 (khoảng n sin n: chiết suất môi trường đặt vật quan sát : góc lệch tia sáng chùm điện tử với trục : bước sóng Trang Từ (1-7) thấy muốn có S lớn phải nhỏ, I I 10 l c nhỏ n, lớn bé tốt Chính chùm điện tử có bước sóng liên kết nhỏ nên KHV điện tử có khả phóng đại lớn (105 lần )KHV quang học b Độ phóng đại kính hiển vi : Đại lượng đặc trưng thường dùng KHV độ phóng đại – tỷ số độ lớn ảnh cuối độ lớn vật k Mà A2 B2 A2 B2 A1 B1 AB A1 B1 AB A2 B2 AB k 1 k1 độ phóng đại thò kính vật kính A1 B1 AB Vậy độ phóng đại KHV : k k1 k (1-8) Gọi khoảng cách tiêu điểm thứ hai vật kính tiêu điểm thứ thò kính , độ dài quang học KHV f1 tiêu cự thứ hai vật kính f2 tiêu cự thứ hai thò kính Người ta chứng minh độ phóng đại KHV xác đònh theo công thức sau: K KV K T 0 ( 25cm ) f '1 f ' Công thức 1-9 cho biết với , l cố đònh hệ quang học có tiêu cự ngắn độ phóng đại lớn Tuy nhiên, việc giảm tiêu cự vật kính thò kính bò giới hạn tượng nhiễu xạ ánh sáng kính hiển vi, với tiêu cự f1 f2 bé không khả phân biệt hai điểm sáng nằm gần Nhưng dựa vào điều kiện ,61 làm tăng n sin suất phân li KHV trường sáng cách tăng n môi trường chứa vật quan sát tăng góc (góc mở vật kính ).Việc tăng có giới hạn nhật đònh góc lớn làm xuất hiện tượng quang sai Biện pháp tốt tăng n môi trường chứa vật, để thực điều người ta thường để vật kính chìm môi trường có chiết suất lớn dầu bá hương (n = 1,4) Sử dụng vật kính chìm khắc phục tượng quang sai tượng phản xạ toàn phần thủy tinh không khí (hình 1.12) Chiết suất dầu chọn chiết suất thủy tinh Khi góc mở 900 với n= 1,5 giá trò sin = 1,4 khả phân giải tăng lên tới 4,5 lần so với không dùng vật kính chìm Từ công thức ,61 thấy chiếu sáng kính hiển n sin vi ánh sáng có bước sóng phân giải điểm cách khoảng Do lúc vật có kích thước < dùng kính hiển vi có tinh xảo đến đâu không phân giải Trang c Độ tương phản Độ tương phản khác cường độ sáng ảnh vật môi trường xung quanh phần khác ảnh Độ tương phản lớn ảnh rõ nét Khi cho ánh sánh có bước sóng xác đònh chiếu vào vật cần quan sát độ tương phản thể hấp thụ khác phần cần nghiên cứu với môi trường xung quanh Muốn quan sát nhân bào tương tế bào cường độ sáng qua nhân qua bào tương phải khác Do đặc điểm riêng cấu trúc, khả hấp thụ lượng chúng khác Tuy nhiên thực tế có đối tượng sống có mức độ hấp thu lượng ánh sáng giống với môi trường xung quanh, độ tương phản ảnh ảnh không rõ Để giải vấn đề người ta nhuộm vật nghiên cứu, vật hấp thụ thuốc nhuộm khác hẳn độ tương phản ảnh tăng lên Nhưng việc nhuộm tiêu làm chết tế bào nên quan sát trực tiếp hoạt động sống tế bào Kính hiển vi tử ngoại Nguyên lí cấu tạo giống kính hiển vi trường sáng khác điểm sau đây: Soi tiêu ánh sáng tử ngoại (đèn thủy ngân) Các thấu kính làm thạch anh thủy tinh thường hấp thụ mạnh tia tử ngoại thạch anh không hấp thụ tia tử ngoại Có lọc tia tử ngoại để tạo chùm tia đơn sắc bao gồm lăng kính phân tích, khe lọc lăng kính phản xạ toàn phần (hình 1-13) Cần ý không quan sát kính hiển vi tử ngoại mắt thường tia tử ngoại có tác hại lớn tới mắt Vì nghiên cứu kính hiển vi tử ngoại phải chụp phim ảnh kính ảnh Trang Ưu điểm tia tử ngoại tia tử ngoại có bước sóng ngắn (theo công thức 1-7) làm tăng suất phân li kính (có thể tăng gấp đôi so với kính hiển vi trường sáng), đồng thời làm tăng độ tương phản ảnh thành phần cấu trúc tế bào protein, acid nucleic hấp thụ mạnh tia tử ngoại Kính hiển vi huỳnh quang Nguyên lí kính hiển vi huỳnh quang dựa vào tượng số chất bò tia tử ngoại kích thích phát ánh sáng có bước sóng đặc trưng cho Thí dụ diệp lục phát quang màu đỏ tươi Sự phát quang vật cần nghiên cứu tác dụng tia tử ngoại tạo nên ánh sáng huỳnh quang tạo ảnh vật qua kính hiển vi Từ nguyên lí thấy cấu tạo kính hiển vi huỳnh quang có phần giống kính hiển vi trường sáng kính hiển vi tử ngoại, thêm phận ngăn tia tử ngoại để troing thành phần tạo ảnh vật Có số thành phần cấu trúc tế bào protein, acid nucleic khả phát quang phải nhuộm đối tượng chất có khả phát quang Kính hiển vi trường tối Một số đối tượng dạng dung dòch không đồng mặt quang học chòu tác dụng ánh sáng xuất hiện tượng giống tán xạ Tyndall môi trường dung dòch có chứa hạt lạ (hình 5-9) Ánh sáng tới Ánh sáng tán xạ Hình 5-9 Hiện tượng tán xạ tượng tia sáng sau qua môi trường dung dòch có chứa hạt lạ bò đối phương so với phương truyền ban đầu Cường Trang độ ánh sáng tán xạ phụ vào kích thước hạt lạ, bước sóng ánh sáng kích thích , góc lệch , số hạt lạ N thể tích hạt V J TX KI NV2 ( cos ) r 24 (1-10) (JTX cường độ tán xạ; Io cường độ sáng ban đầu r khoảng cách điểm xét cường độ sáng đến nguồn) Khi hạt lạ có kích thước bé thì: J TX k I 2 (1-11) Lúc JTX phụ thuộc vào bước sóng tỷ lệ nghòch với bình phương bước sóng ánh sáng tán xạ Dựa vào tượng tán xạ người ta tạo kính hiển vi trường tối Về cấu tạo giống kính hiển vi trường sáng thêm chắn AB đặt kính tụ quang để ngăn tia sáng gần trục cho tia xa trục qua thấu kính Các tia sáng qua mép thấu kính bò khúc xạ với góc lớn, sau qua tiêu không tác dụng vào thò kính Các hạt nhỏ có tiêu bò chiếu sáng trở thành nguồn thứ cấp phát ánh sáng truyền theo hướng vào thò kính, nhờ mà ta quan sát tiêu L1 D1 A B Thò kính D2 Vật quan sát Kính hiển vi trường tối làm tăng độ tương phản lại làm giảm khả phân li so với kính hiển vi khác Vì ứng dụng để quan sát di chuyển (hoạt động )của đối tượng sống không sử dụng nghiên cứu Phương pháp chiếu chụp kính hiển vi Nguyên lí chung phương pháp qua quang hệ kính hiển vi phải tạo ảnh vật vật quan sát Muốn có ảnh thật phải bố trí thò kính vật kính cho ảnh vật tạo vật kính phải nằm tiêu điểm thứ thò kính Trang Muốn chiếu ảnh ta cần đặt ảnh vò trí ảnh thật, vò trí ảnh phải đặt thích hợp ảnh rõ nét Muốn chụp quay phim việc đặt máy ảnh hay máy quay phim vào vò trí mắt quan sát điều chỉnh ảnh thật quang hệ lên phim ảnh giống ảnh lên võng mạc mắt quan sát (hình 5-11) Cách đo kích thước vật nhỏ kính hiển vi a Thước trắc vi Trong y học sinh học nhiều lúc phải quan sát đo lường kích thước tế bào, vi sinh vật mà với mắt thường khả nhìn thấy Để quan sát đo lường đối tượng phải sử dụng kính hiển vi quang học trường sáng có thêm phận đo độ dài, thước trắc vi vật kính (TVVK) trắc vi thò kính (TVTK) - Thước trắc vi vật kính : thước đo độ dài có độ chia nhỏ 10 m.Thước vạch kính nhỏ (26 76mm).Toàn chiều dài thước 1mm chia thành 100 phần Thước TVVK có giá trò độ chia phù hợp với kích thước đối tượng cần đo, không thấy rõ mắt thường nên phải đo qua kính hiển vi Hình 5-12a - Trắc vi thò kính: phận gồm có thò kính thước chia độ Thước có độ dài xác đònh, chia thành vạch từ Thước vạch kính suốt có mặt phẳng K1 giá trò độ chia chưa biết cụ thể TVVK, mà độ chia đánh giá qua di chuyển vạch chuẩn nằm kính phẳng K2 suốt, song song gần tiếp xúc với K1 (hình 5-12b) Sự di chuyển vò trí vạch chuẩn thực với ốc làm chuyển động mặt phẳng K2 (chứa vạch chuẩn) Núm xoáy ốc hình tròn, vành núm ốc chia thành 100 phần từ 100 Điều chỉnh số “0” núm ốc vò trí cho vạch chuẩn trùng với số “0” thước chia độ Khi núm ốc quay tròn vòng ốc dòch chuyển “bướu ốc” tương ứng với độ dài 1mm Khi vạch chuẩn K2 dòch chuyển khoảng độ chia thước chia độ Vậy độ chia thước ứng với mm độ dài Giá trò độ chia thước TVTK đánh giá gián tiếp, giá trò phù hợp với kích thước ảnh vật qua kính hiển vi b Phương pháp đo Làm tiêu bản: cố đònh đối tượng nghiên cứu lam kính cho độ tương phản đối tượng đo môi trường chứa lớn Trang Xác đònh giá trò: độ chia thước TVTK theo giá trò độ chia biết thước TVVK Cách tiến hành sau: Đặt TVVK lên mâm kính vò trí củ ối tượng cần đo, điều chỉnh kính cho ảnh của hai thước rõ thò trường, điều chỉnh hai thước song song gần trùng lên nhau, tìm vạch trùng hai thước sau đếm số vạch khoảng giới hạn hai vò trí có vạch trùng Ta có: S 10 n m N N: số vạch thước TVTK n: số vạch thước TVVK S: giá trò độ chia thước TVTK Đo kích thước vật: Đặt đối tượng đo vào vò trí TVVK, dùng vạch chuẩn để xác đònh giới hạn kích thước đối tượng L, ta có: d L S N m 100 L: độ dài kích thước đối tượng đo N: số vạch chẵn TVTK d: phần lẻ vạch, phần đọc số độ chia núm ốc bên Ta biết độ phóng đại kính hiển vi K = Kv KT nên kích thước thật đối tượng đo theo cách sau: L L' L' ( m ) K KV K T Xác đònh kích thước ảnh, ta biết kích thước thật vật Phương pháp cho phép ta đo kích thước vật nhỏ mà mắt thường xác đònh B Kính hiển vi điện tử a Cấu tạo: Khi xét suất phân li kính hiển vi quang học trường sáng, ta biết công thức sau: d (1-12) 2n sin Trong d khoảng cách phân ly tối thiểu kính, bước sóng ánh sang chiếu vào vật, n chiết suất môi trường vật thấu kính, góc mở vật kính Kính hiển vi có suất phân li lớn d nhỏ Như vậy, suất phân li tỉ lệ nghòch với tỉ lệ thuận với a sin Ở kính hiển vi tốt, đạt tới 70o ( sin 0,94 ) Nếu chùm sáng chiếu vào vật có bước sóng trung bình 0,5 m dùng vật kính chìm (nhỏ giọt dầu bá hương có chiết suất 1,3 lên vật kính, làm tăng chiết suất môi trường vật kính vật từ lên 1,3), d đạt tới giá trò: Trang 10 d ,4 ,16 m ,3 ,94 Xem vậy, kính hiển vi trường sáng giúp quan sát vật chi tiết vật có kích thước nhỏ 0,16 m phân tử, đại phân tử cấu tạo nên mô, tế bào, virus, chi tiết mức tế bào , đối tượng sinh vật học, virus học, tế bào học Sự phát sinh kính hiển vi điện tử có suất phân li lớn kính hiển vi trường sáng nhiều lần đánh dấu giai đoạn người tiến sâu vào giới vi mô, mở đường cho ngành sinh học mà nhiều ngành khoa học kó thuật phát triển Năm 1923 LuiĐơbờrơi (Loui de Broglie) cho chùm điện tử có vận tốc v gắn với sóng có bước sóng xác đònh hệ thức: h v (1-14) : khối lượng điện tử h: số Plăng (Plank) Khái niệm bước sóng liên kết giúp hiểu nhiều tượng mà giải thích quan điểm học cổ điển Vài năm sau, người ta thực thí nghiệm nhiễu xạ điện tử cách chiếu chùm hẹp điện tử có vận tốc vào vàng mỏng cấu tạo vi tính thể phân bố theo nhiều hướng Sau qua vàng chùm điện tử có vận tốc khác ảnh thu chiếu chùm tia X đồng sắc vào vàng bán kính vòng tròn nhiễu xạ ghi phim tính quan niệm chùm điện tử có bước sóng xác đònh hệ thức (1-14) Sự phù hợp trò số tính theo hệ thức trò số thực nghiệm chứng minh tính chất đắn quan điểm Broglie Chùm điện tử vận tốc Lá vàng Hình nhiễu xạ chùm điện tử vận tốc Hình 5-14 Hình 5-13 Quan điểm lí luận dẫn đến việc chế tạo kính hiển vi điện tử: thay chùm tia sáng vào vật chùm điện tử mà bước sóng kiên kết ngắn ánh sáng nhìn thấy nhiều lần ; nhờ việc thay tăng gấp bội suất phân li Chúng ta tính khoảng cách phân li tối thiểu kính hiển vi điện tử công thức: Trang 11 eU mv 2 (1-15) Trong e m diện tích khối lượng điện tử Thay giá trò cụ thể U vào công thức tính v sau tính Bảng sau quan hệ U U(kV) (pm) 10 40 13 60 pm 10 12 80 100 6 m 10 m Trường hợp U = 60 kV, 5pm.Với giá trò , phương diện lí thuyết khoảng cách phân li tối thiểu đạt tới 2pm nghóa nhỏ khoảng cách phân li tối thiểu kính hiển vi trường sáng loại tốt 100.000 lần Thấu kính điện tử: Trong kính hiển vi điện tử cần phải có thấu kính điện tử để làm lệch chùm điện tử (tương ứng với thấu kính thủy tinh khúc xạ ánh sáng kính hiển vi trường sáng) có loại thấu kính điện tử :thấu kính tónh điện thấu kính từ: Thấu kính tónh điện: Tiêu điểm O Vùng có tác dụng từ Hình 5-15 Hình 5-15 mô tả cách đơn giản thấu kính tónh điện Thấu kính cấu tạo tụ điện mà hai lưới kim loại xếp theo hai mặt cong có tâm O Qua lỗ lưới điện tử lọt vào vùng có điện trường Nếu vận tốc ban đầu điện tử nhỏ điện trường hai má tụ điện có cường độ lớn quỹ đạo điện tử thường trùng với đường sức điện trường Các điện tử có quỹ đạo song song với trục thấu kính tónh điện hội tụ O, điểm tương ứng với tiêu điểm ảnh Thấu kính từ: Thấu kính tạo Rôbin hình sô-lê-nô-it (1 bình lò xo xoắn tròn) Rôbin bọc vỏ thép từ trường xuất vùng E (hình 1) Các điện tử mà quỹ đạo qua điểm vật A, khỏi thấu kính hội tụ A (điểm ảnh) Trang 12 Công suất P thấu kính xác đònh công thức : P k H2 i2 k' U U (1-16) H:là cường độ từ trường thấu kính tạo nên i:là cường độ dòng điện qua bôbin U: hiệu điện tăng tốc cho điện tử trước vào thấu kính c Nguyên lí tạo ảnh Về nguyên lí chung giống kính hiển vi quang học, song khác chỗ nguồn xạ chiếu vào mẫu vật nguồn sáng e- thấu kính làm lệch hướng truyền chùm tia e- thấu kính từ đồng thời có thêm số phận đặc biệt phù hợp với tính chất cấu tạo ảnh chùm tia điện tử huỳnh quang để ghi hình, mẫu vật đặt chân không để tránh tượng tán xạ electron không khí làm tăng độ tương phản hình (5-17) sơ đồ cấu tạo nguyên tắc tạo ảnh kính hiển vi điện từ Chùm tia electron phát từ sợi đốt (1) kim loại trước vào thấu kính từ hội tụ (2) (giống vai trò tụ quang kính hiển vi quang học) electron gia tốc vùng A có điện trường mạnh tạo U – 60KV Sau qua thấu kính (2) chùm điện tử chiếu vào mẫu vật đặt chân không (B), sau vào mẫu vật chùm electron vào thấu kính từ (3) có vai trò vật kính kính hiển vi quang học tạo nên ảnh thứ A1B1, vai trò thấu kính giống thò kính kính hiển vi quang học Màn huỳnh quang E ghi ảnh A2B2 Để đảm bảo tán xạ điện tử không khí người ta dùng hệ thống bơm “bơm khuếch tán” hay “bơm phân tử” để tạo khoảng không bên kính có sổ đặc biệt để đưa mẫu vật vào mà không làm ảnh hưởng đến độ chân không kính Trang 13 Khi đưa tiếp vật khác vào để quan sát người ta phải cho hệ thống bơm hoạt động chừng vài phút để đảm bảo độ chân không cần thiết Khi quan sát mô tế bào kính hiển vi điện tử phải làm tiêu với kỹ thuật tổ chức học cổ điển: mô quan sát phải cố đònh, khử nước vàcuộn vào chất dẻo, cắt thành khoanh mỏng dao siêu mỏng để kà tan độ tương phản ảnh Các khoanh mỏng thường cắt với bề dày chừng 5nm (=5.10-9m) Chiều dầy chừng 20mm tương đương với kích thước 100 nguyên tử khoảng cách phân ly kính hiển vi điện tử tương đương với 10 nguyên tử Thực tế khả phân ly độ tương phản số tế bào, mô so với môi trường xung quanh không đủ lớn Để khắc phục nhược điểm người ta tiến hành nhuộm electron, nghóa đưa số chất phản ứng crôm, chì, bạc …vào kết hợp với chất cấu tạo nên vật quan sát để làm tăng khả tán xạ điện tử C Vai trò kính hiển vi điện tử sinh học y học : Do có khả phân ly lớn nhiều lần so với loại kính hiển vi quang học nên kính hiển vi điện tử dùng để nghiên cứu đối tượng vi mô mức tế bào mà mức phân tử acid nucleic, acid amin, protein… Nhờ kính hiển vi điện tử quan sát số đại phân tử cấu tạo nên tế bào collagen tổ chức liên kết, phân tử actin, myosin tế bào cơ, số vi rút mà kính hiển vi quang học không thấy Phương pháp nghiên cứu kính hiển vi điện tử kết hợp với tự chụp hình phóng xạ khảo sát mối liên quan cấu trúc chức số tế bào sống I.4 MÁY PHÁT LƯNG TỬ ÁNH SÁNG – LASER LASER từ viết tắt cụm từ tiếng Anh – Light Amplitication by Stimulated Emission of Radiation – có nghóa khuếch đại ánh sáng xạ cưỡng nguyên lý hoạt động Laser nhà vật lý Townes (Mỹ) Baso (Liên xô) đề xuất năm 1953, chế tạo lần so với nhà vật lý Mỹ Meiman vào năm 1960 Để hiểu dễ dàng nguyên tắc hoạt độâng Laser cần biết số khái niệm sau: Sự hấp thụ, xạ tự phát xạ cưỡng bức: Theo quan niệm lượng tử ion,hay phân tử tương tác với ánh sáng hay tương tác với xảy trình sau: Nguyên tử trạng E1 hấp thu lượng chuyển lên trạng thái kích thích có lượng E2, trình gọi hấp thụ Nguyên tử trạng thái kích thích E2 sau khoảng thời gian ngắn (10-8S) tự động chuyển trạng thái có lượng E1 thấp phát photon có lượng hv=(E2-E’1), trình gọi xạ tự phát Khi dòch chuyển tự phát, hạt xạ không đồng thời độc lập nhau, pha photon xạ không liên quan với Hơn hướng chuyển photon xạ phân cực (hướng vectơ điện trường sóng điện từ) mang đặc trưng ngẫu nhiên, tần số dao động Trang 14 khoảng xác đònh hệ thức bất đònh Như xạ tự phát không đònh hướng không phân cực, không đơn sắc Nguyên tử trạng thái kích thích có lượng E2 bò tác dụng xạ có lượng hv=(E2-E’1) bò cưỡng trở vò trí có lượng E1 đồng thời phát photon có lượng hv=E2-E1, trình gọi phát xạ cưỡng hay phát xạ cảm ứng Như phát xạ cưỡng xảy có tác dụng trường điện từ Tần số, độ phân cực, pha xạ cưỡng nguyên tử phát trùng với đặc trưng xạ tác dụng lên nguyên tử Vì xạ cưỡng xạ kết hợp đặc điểm xạ cưỡng làm sở cho nguyên tắc hoạt động Laser Sự hấp thụ âm Bây ta khảo sát đầy đủ tương tác xạ với chất Để đơn giản ta giả thuyết nguyên tử trạng thái lượng E1 E2 gọi N1 N2 số nguyên tử đơn vò thể tích ứng với trạng thái N1 N2 gọi mật độ đònh sứ nguyên tử mức lượng E E2 N1 = N0.e-E1/ kT N2 =N0 e-E2/ kT Phép tính cho thấy hệ số hấp thụ k công thức tỷ lệ với hiệu (N1 – N2) N1 > N2 k > I < I0, tức môi trường hấp thụ ánh sáng qua Nếu N2 >N1 k < 0, I > I0 tức môi trường khuếch đại ánh sáng qua nó, trường hợp ta có môi trường có hệ số hấp thụ âm N1 – N2 = N1 1 N N 1 e E1 E N1 Kt Vì E2>E1 ta thấy trạng thái cân nhiệt độ có N1 > N2 có nhiệt độ I N2 N1 Do trạng thái cân nhiệt độ hệ có K>0 nghóa môi trường khuếch đại ánh sáng qua phải cách làm cho số nguyên tử trạng thái kích thích N2 > số nguyên tử trạng thái N1 Môi trường có phân bố nguyên tử gọi môi trường có mật độ đònh xử đảo lộn Trong kỹ thuật Laser người ta gọi môi trường có tính chất môi trường hoạt tính Vậy môi trường hoạt động môi trường lạ mà môi trường thông thường trạng thái đặc biệt Qúa trình chuyển hệ lên trạng thái có mật độ đònh xứ û đảo lộn gọi “bơm” Có bơm hệ phương pháp quang học điện trường Hay phương pháp khác bơm phương pháp phát quang học nguyên tử thụ xạ chuyển lên trạng thái kích thích va chạm đàn hồi nguyên tử với electron chất khí phóng điện 2.Nguyên tắc hoạt động Laser: Muốn chế tạo Laser cần phải thực yếu tố sau : Trang 15 - Tạo môi trường hoạt tính (là môi trường có mật độ đònh xứ đảo) : để tạo môi trường hoạt tính cần phải chọn chất kích hoạt phương pháp kích thích bao gồm : a Kích thích va chạm điện tử b Kích thích va chạm không đàn hồi nguyên tử c Kích thích phân ly phân tử d Kích thích dòng ánh sáng (bơm quang học) e Sự phun hạt tải điện qua lớp tiếp xúc p – n phương pháp khác Bơm quang học ứng dụng cho chất kích hoạt trạng thái rắn Các phương pháp kích thích lại (trừ phương pháp cuối e) thường áp dụng cho chất khí Tạo hệ cộng hưởng: Để đảm bảo trường điện từ Để đảm bảo từ điện trường có tương tác hiệu dụng với chất kích hoạt Thực mối liên hệ phản hồi dương đònh hướng, phải chọn lọc tia sáng nghóa phải cho ánh sáng phát truyền truyền lại môi trường hoạt tính gần song song Bộ cộng hưởng thường bao gồm hệ gương đặt song song có gương có độ phản xạ 100% gương lại có độ phản xạ 70 - 99% Như photon bay theo quang trục gương sản sinh vô số photon cưỡng Các photon bay theo trục gương Như nhờ hệ cộng hưởng mà môi trường hoạt động tạo thái photon, thái photon bay đến gương nửa suốt phần phản xạ lại môi trường hoạt động phần lại truyền qua gương tạo thành chùm tia laser, phần photon bò phản xạ lại môi trường hoạt động tăng lên chúng tới đập vào gương phản xạ toàn phần, phần gương bò hấp thụ, phần lại bò phản xạ trở lại bay theo phương chùm ban đầu làm nảy sinh photon trình tiếp tục lặp lại trứơc Như hệ cộng hưởng có khả làm laser hoạt động mà làm cho ánh sáng laser phát có hướng xác đònh Hệ số phản xạ gương bên suốt chọn cách thích hợp để trì hoạt động laser Hệ số chọn cho khuếch đại xạ cưỡng luôn lớn giá trò gọi ngưỡng phát 100% Tia Laser Nguồn bơm Hình 5-18 Tính chất Laser: Laser có tính chất đặc biệt sau: Độ đònh hướng cao Trang 16 Nhờ hệ cộng hưởng có tính cách lọc lựa chùm sáng song song với quang trục chùm sáng sau thoát hệ cộng hưởng chùm song song có góc mở bé Mật độ phổ (độ chói phổ) cao Do xạ laser phát pha tần số với nên chúng xạ kết hợp Nên độ kết hợp Laser cao Các loại Laser Người ta thường phân loại Laser theo tính chất môi trường vật tính, theo Laser phân loại sau: Laser rắn, Laser lỏng, Laser khí a Laser rắn Có môi trường hoạt tính thể rắn, ví dụ: YAC, Laser Rubi, Laser thuỷ tinh : Nd, Laser bán dẫn GaA… Laser rắn có đặc tính sau: Nồng độ ion hoạt hoá môi trừơng rắn lớn (10 17 – 1020 cm3) giá trò tuyệt đối mật độ đảo lộn lớn môi trường khí, hệ số khuếch đại cao Chất rắn có tính chất đồng tính quang học lớn so với khí gây tán xạ hạ thấp độ phẩm chất hệ cộng hưởng, góc mở (góc phân kỳ) thường lớn loại laser khác Có chồng chất vạch xạ tự phát vạch dãy phổ rộng tương tác hệ chất rắn làm mức hạt có độ rộng lớn Phương pháp kích thích để tạo độ đảo lộn laser chủ yếu bơm quang học phần đông laser rắn (trừ laser bán dẫn) chất cách điện nên dùng dòng điện b Laser lỏng Laser lỏng có môi trường đặc tính chất lỏng có đặc điểm sau: Bức xạ có phổ tần số hẹp Môi trường hoạt tính làm lạnh đối lưu, điều cho phép tăng cách đáng kể lượng xạ xung Để rao màu cho laser cách sử dụng dung môi có màu làm môi trường vật chất c Laser khí Laser khí loại laser có môi trường đặc tính chất khí có đặc điểm sau : Mật độ đảo lộn thành lập mức kích thích nguyên tử ion hay phân tử cô lập Trong điều kiện tương tác hạt môi trường cực tiểu, mức lượng có độ rộng hẹp (10 -7 – 10-6 m) tính chất cho phép nói trước rằng, có vô số sơ đồ dòch chuyền mức lượng khí khác để thành lập mật độ đảo lộn Trang 17 Môi trường có tính chất quang học đồng tính lớn Mật độ khí nhỏ, nên mát tán xạ nhiễu xạ cực tiểu Điều cho phép dùng khoảng cách hai gương phản xạ lớn Vì laser khí có chùm xạ đònh hướng cao độ đơn sắc lớn Laser khí có nhược điểm : mật độ hạt nhỏ so với mật độ hạt thể rắn Vì khó nhận đủ lượng nguyên tử kích thích để xạ ánh sáng thể rắn Do laser khí có kích thước lớn Lasre khí hêli nêon (He – Ne): co ùnhiều ứng dụng y học, ta khảo sát hoạt động laser để hiểu rõ thêm chế phát laser Bộ phận chủ yếu laser khí hêli neon phóng điện chất khí thủy tinh thạch anh bên có gắn điện cực nối với nguồn điện đầu đóng kín phẳng, song song lệch với trục ống góc góc Browster, môi trường mật độ đảo lộn thực với nguyên tử Ne thành phần vật chất, khí He đóng vai trò tích luỹ lượng truyền cho Ne Hình 5-19 Va chạm khơng W He W W He Đàn hồi W W He W W W W Ne Ne Ne Ne Ne Ne 3.9m 0.63m Đàn hồi 1.15m Đàn hồi Bức xạ tự phát Khuếch tán Khi cho dòng điện chạy qua chất khí, He, Ne xảy trình sau: Va chạm điện tử loại i điện tử nguyên tử He, Ne nguyên tử chuyển trạng thái lên trạng thái kích thích tích tụ mức WHe, WHe, WNeWNe He + e -> He* + e + E2, Ne + e -> Ne* + e + E2 Va chạm không đàn hồi loại nguyên tử với nguyên tử khí phụ Khi nguyên tử kích thích khí phụ He truyền lượng kích thích cho nguyên tử khí Ne Tất nhiên có trình ngược lại, làm giảm mật độ WNe Hiệu dụng trình va chạm không đàn hồi loại phụ thuộc vào E :WNe – WKe He* + Ne -> He + Ne* + E Sự khuếch tán điện tử nguyên tử đến thành bình chứa khí Trong trường WNe mức siêu bền khả chuyển hạt từ mức WNe mức WNe khuếch tán đến thành bình Như nhờ qui đònh va chạm nói trên, ta có Trang 18 thể đạt đảo lộn mật độ mức Ne mức Do có tăng cường phát sinh số vạch Neon Hiện laser He, Ne hoạt động cho xạ với bước sóng 0,6328 m; 1,523 m; 3,3913 m số vạch khác Hiệu ứng sinh học tia laser lên thể – ứng dụng a Hiệu ứng kích thích sinh học (quang sinh hóa) Qúa trình kích thích sinh học bao gồm loại phản ứng quang hóa trình quang nhiệt động lực học Hiệu ứng làm tăng nhanh làm chậm lại trình sinh học xảy tổ chức sống tuỳ theo loại trình, loại laser, liều chiếu v.v… khác Như laser He-Ne có tác dụng làm tăng tốc độ phân chia tế bào, kích thích chuyển hoá, tăng tiêu thụ oxy… Tác dụng laser lên thể sống chia làm hai loại: loại phản ứng nhanh hay trực tiếp tính giây phút chiếu laser, thí dụ kích thích trình hô hấp tế bào loại phản ứng chậm hay gián tiếp với thời gian theo giới tính giờ, ngày thí dụ gia tăng trình phân chia tế bào Hầu hết hiệu ứng kích thích sinh học laser tuân theo quy luật ArndtSchalz: “Kích thích nhỏ sinh phản ứng, kích thích lớn kiềm hãm phản ứng, kích thích lớn làm tê liệt phản ứng” Laser sử dụng hiệu ứng kích thích sinh học chủ yếu loại laser có lượng thấp, laser He-Ne với bước sóng 632,8m công suất từ 0,5mW – 100mW b Hiệu ứng quang động tổ chức Dưới tác dụng xạ nhiệt laser đạt tới nhiệt độ làm biến chất động vốn protein mô Hiệu ứng phụ thuộc vào yếu tố : Bước sóng ánh sáng sử dụng Đường kính chùm tia hội tụ Thời gian chiếu Đặc điểm cấu trúc tổ chức Hiệu ứng quang dùng việc phá huỷ tổ chức bệnh lý, điều trò số bệnh mắt, tai, mũi, họng, dùng kết hợp với nội soi điều trò chảy máu dày… Laser dùng hiệu ứng thường có công suất từ 0,5W/cm2 – 100W/cm2 thời gian chiếu từ 1/1000 giây Như laser Argon, Caser, Nd-Yag… c Hiệu ứng bay tổ chức Khi laser có công suất lớn hội tụ lên tổ chức sinh học, nhiệt độ vùng chiếu lên đến 200oC, 300oC Các tổ chức sinh học bò đốt cháy bay Thông thường trường hợp vùng chiếu để lại vùng biên bò hoại từ to nhỏ khác Hiệu ứng bay tổ chức xảy mật độ công suất laser đạt giá trò khoảng từ 500W/cm2 – 105W/cm2, thời gian chiếu từ 1/1000s đến 1s Trang 19 Hiệu ứng bay tổ chức ứng dụng nhiều phẫu thuật, sử dụng lưỡi dao laser có ưu điểm giảm không cần thuốc tê-mê, vô khuẩn đường rạch, cầm máu tốt, chấn thương đường rạch thấp v.v Laser sử dụng hiệu ứng tiêu biểu laser CO2 có bước sóng 10,6m Hiện có nhiều hiệu ứng laser kỹ thuật, đời sống hàng ngày Các ứng dụng khai thác chủ yếu tính suất cao mật độ dòng lượng lớn chùm tia: thông tin bưu điện, in ấn, đóa nhạc, băng đóa dùng cho máy tính, kính hiển vi dùng nguồn sáng laser để quan sát phần nhỏ tế bào chùm sáng nhỏ… Laser có nhiều ứng dụng nhiều lónh vức khác Trong công nghiệp dùng để hàn cắt kim loại kiểm tra chất lượng thành phẩm đo đạt khoảng cách Trong lãnh vực khoa học, kỹ thuật – laser cho phép liên lạc từ xa, chụp ảnh toàn ký… quân dùng làm vũ khí dùng làm thiết bò mục tiêu Trong y học laser có nhiều ứng dụng: dùng giải phẫu điều trò chữa bệnh, châm cứu, kích thích sinh học… y học laser thường sử dụng dạng sau: Laser liệu pháp: phương pháp điều trò laser pháo nhân vật lý thể, người ta thường sử dụng laser Ha, Ne Dao mổ laser dùng để thay dao mổ vi phẫu thuật, đạt độ xác cao, gây viêm nhiễm chảy máu Loại laser dao mổ thường dùng CO2 công suất nhỏ 100W Máy hàn (quang đông) laser: thường sử dụng laser YAG: Nd laserAr Laser thường ghép nối với kính hiển vi ống nội soi để hàn bong võng mạc mắt, cầm máu chảy máu quan nội tạng Trong vi phẫu thuật, phẫu thuật tim, não, mắt, người ta dùng dao mổ laser: chùm laser tập trung cao độ có tiết diện nhỏ mật độ dòng lượng lớn đốt cháy tế bào, cắt đứt mô đồng thời hàn kín mạch máu nhỏ (tương tự dao động nhiệt hiệu cao hơn); phẫu thuật mắt chùm laser qua thể suốt tới võng mạc hàn gắn võng mạc bò cong khỏi lớp màng mạch (bệnh bong võng mạc) Người ta quan tâm đến tác dụng kích thích dinh dưỡng vận mạch chùm laser công suất yếu, có nhiều nghiên cứu ứng dụng loại vào điều trò vết loét, ổ dò, chống đau vàtrong châm cứu Gần có ứng dụng laser nghiệm pháp điều trò quang động lực (photodynamic therapy) PDT tức chiếu chùm tia laser có bước sóng thích hợp vào mô quan để kích thích (hoạt hoá) hoá chất đưa vào trước Khi hoá chất trở nên có tác dụng diệt bào kiềm hãm phát triển tế bào Người ta tập trung nghiên cứu phương pháp điều trò quang động lực để chữa bệnh ung thư Trong nghiên cứu người ta ý tới phương pháp chụp ảnh toàn cảnh (hologram), nguyên lý phương pháp hình 5.77 Trong trình chụp phim chùm laser tới gương phản xạ phần chia làm chùm: chùm xuyên qua gặp đối tượng chiều phản xạ gặp chùm phản xạ từ Trang 20 gương phim, tạo ảnh mẫu giao thoa ánh sáng Lúc quan sát ta chiếu chùm laser lên phim khai thác (hiện hình), người ta quan sát thấy ảnh ảo chiều kết ảnh tạo tương giao thoa Chùm phản xạ đối tượng Chùm phản xạ từ gương Hình 1-21 I.5 MÁY QUANG PHỔ Khái niệm Máy quang phổ (Spectrophotometer), máy quang sắc (colorimeter) thiết bò dùng để đònh tính đònh lượng chất dựa nguyên lý hấp thụ phát xạ ánh sáng Trong phạm vi ta xét máy quang phổ hấp thụ mà Máy quang phổ có thang chia bước sóng liên tục gắn với hệ thống tự vẽ phổ (trên hình giấy) điều giúp việc đònh hướng lẫn đònh lượng xác Còn máy quang đơn sắc đơn giản thang chia bước sóng rời rạc, độ đơn sắc không cao Đối với phép đo đòi hỏi độ xác vừa phải, bước sóng nằm vùng khả kiến người ta dùng máy quang sắc máy gọn, nhẹ, dễ sử dụng giá thành thấp Cấu tạo nguyên tắc hoạt động Các máy quang phổ có thành phần là: Nguồn sáng Bộ phận tán sắc (tạo tia đơn sắc) Bộ phận đo quang điện Nguồn sáng đèn chiếu sáng có dải sóng tương đối rộng tuỳ theo bước sóng phép đo mà người ta sử dụng loại nguồn khác Thí dụ người ta thường dùng đèn halogen cho vùng khả kiến, đèn thuỷ ngân,v.v… cho vùng tử ngoại Bộ phận tán lăng kính cách sử dụng để tạo tia có bước sóng khác Đối với máy quang sắc phận thường kính lọc Bộ phận ghi đo quang điện có khả biến ánh sáng thành điện khuếch tán lên (nếu cần) dẫn qua đồng hồ kim số từ xác đònh Trang 21 nồng độ thông qua biến đổi cường độ (được phản ảnh biến đổi điện) dựa sở xác đònh hấp thụ ánh sáng I.6 QUANG KẾ NGỌN LỬA Khái niệm Phương pháp phân tích dựa kích thích chất lửa Dưới tác dụng lửa chất từ trạng thái chuyển lên trạng thái kích thích Sau thời gian ngắn chúng trở trạng thái kèm theo việc phát xạ đặc trưng cho nồng độ chất Như việc xác đònh cường độ ánh sáng xạ ứng với bước sóng cho phép ta xác đònh nồng độ tương ứng với chất Nguyên tắc hoạt động Nguyên tắc làm việc quang kế lửa sau: Pha dung dòch chuẩn với nồng độ C0, C1, C2,…,Cn Đầu tiên ta phun dung dòch chuẩn vào lửa S đốt hỗn hợp gaz, ánh sáng xạ dung dòch dẫn qua hệ trực chuẩn T đến kính lọc L, kính lọc có tác dụng cho ánh sáng có bước sóng đònh tương ứng với xạ ánh sáng chất cần đo qua mà thôi, sau qua kính lọc ánh sáng dẫn đến máy đo cường độ sáng (bao gồm tế bào quang điện để biến quang thành điện khuếch khuếch đại dòng điện điện kế để đo cường độ dòng điện) Từ xác đònh cường độ sáng I o tương ứng dung dòch chuẩn Sau người ta đưa dung dòch nghiên cứu vào thực quy trình tương tự để đo cường độ sáng Ix dung dòch Nồng độ chất cần đo (Cx) tính theo phương pháp so sánh lập đường chuẩn Thí dụ sử dụng dung dòch chuẩn C1, C2 với (C1 < Cx < C2) ta tính Cx theo công thức sau: Trang 22 C x C2 C1 C ( a a2 ) a1 a Đại lượng dòng quang điện tương ứng với xạ nguyên tố dung dòch cần nghiên cứu a1 a2 đại lượng dòng quang điện tương ứng với nồng độ C1 C2 S : lửa T : hệ trực chuẩn L : kính lọc P : tế bào quang điện D : độ khuếch đại M : điện kế Phương pháp quang kế lửa (còn gọi ion đồ) sử dụng rộng rãi ngành – đặc biệt luyện kim màu phân tích quặng khác Trong y học, đứng đầu phương pháp xác đònh hàm lượng kim loại kiềm Kali, Natri máu, nước tiểu, huyết tương, v.v chất quan tâm xét nghiệm y khoa I.7 PHÂN CỰC KẾ Khái niệm Thiết bò thiết kế để xét đònh nồng độ chất quang hoạt dựa đònh luật Biod Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động thiết bò dựa đònh luật Biod, khảo sát phụ thuộc góc quay mặt phẳng phân cực vào nồng độ, từ xác đònh nồng độ Một phân cực kế bao gồm phận chính: a Bộ phận phân cực Là thiết bò dùng để tạo chùm sáng phân cực toàn phần Chúng thường lăng kính Nicol polaroit v.v… gọi chung kính phân cực b Bộ phận quay cực Là ống đựng chất quang hoạt có tác dụng làm quay mặt phẳng phân cực ánh sáng phân cực toàn phần c Bộ phận phân tích Có cấu tạo giống phận phân cực, phận thực quy trình ngược lại với phận phân cực, dùng để xác đònh góc quay mặt phẳng phân cực nguyên tắc hoạt động phương pháp phân cực nghiệm sau: Cho chùm sáng đơn sắc, song song qua phận phân cực ta chùm phân cực thẳng, chưa đưa vào dung dòch quang hoạt vào, chùm sáng đến kính phân tích đặt vuông góc với kính phân cực ta thấy tối hoàn toàn ánh sáng không qua quang trục vuông góc (theo đònh luật Malus) Sau ta đưa dung dòch quang hoạt vào, dung dòch làm quay mặt phẳng phân cực Trang 23 góc khiến cho trục không vuông góc nên qua kính phân tích ta thấy có ánh sáng, quay kính phân tích góc lúc thấy tối hoàn toàn góc quay góc quay cực Nếu phân cực có sử dụng thạch anh nửa sóng (tham khảo thêm giáo trình thực tập) vò trí lúc đưa dung dòch quang hoạt vào chỉnh cho vùng sáng có miền sáng cường độ Khi đưa dung dòch cường độ miền sáng (miền miền bên) không ta quay quang kính phân tích đến góc quay kính phân tích góc quay mặt phẳng phân cực Trang 24 Nguồn sáng Thấu kính Kính lọc Gương Kính phân cực Chất quang hoạt Kính phân tích Thước chia độ Nút quay 10 Thò kính Trang 25 [...]... vậy, kính hiển vi trường sáng không thể giúp chúng ta quan sát được vật hoặc các chi tiết của vật có kích thước nhỏ hơn 0,16 m như các phân tử, các đại phân tử cấu tạo nên các mô, tế bào, các virus, các chi tiết dưới mức tế bào , đối tượng của sinh vật học, virus học, tế bào học Sự phát sinh ra kính hiển vi điện tử có năng suất phân li lớn hơn kính hiển vi trường sáng nhiều lần đã đánh dấu một giai đoạn... mặt phẳng phân cực vào nồng độ, từ đó có thể xác đònh được nồng độ Một phân cực kế bao gồm 3 bộ phận chính: a Bộ phận phân cực Là thiết bò dùng để tạo chùm sáng phân cực toàn phần Chúng thường là các lăng kính Nicol bản polaroit v.v… gọi chung là kính phân cực b Bộ phận quay cực Là ống đựng chất quang hoạt có tác dụng làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng phân cực toàn phần c Bộ phận phân tích Có... trong sinh học và y học : Do có khả năng phân ly lớn hơn rất nhiều lần so với các loại kính hiển vi quang học nên kính hiển vi điện tử được dùng để nghiên cứu các đối tượng vi mô không những ở mức tế bào mà còn ở mức phân tử như các acid nucleic, acid amin, protein… Nhờ kính hiển vi điện tử chúng ta cũng quan sát được một số đại phân tử cấu tạo nên tế bào như collagen trong tổ chức liên kết, phân tử actin,... dung dòch quang hoạt vào được chỉnh sao cho là 1 vùng sáng có 2 miền sáng cường độ bằng nhau Khi đưa dung dòch thì cường độ 2 miền sáng (miền ở giữa và miền 2 bên) không bằng nhau ta quay quang kính phân tích đến khi nào bằng nhau thì góc quay kính phân tích chính là góc quay mặt phẳng phân cực Trang 24 1 Nguồn sáng 2 Thấu kính 3 Kính lọc 4 Gương 5 Kính phân cực 6 Chất quang hoạt 7 Kính phân tích 8 Thước... giống như bộ phận phân cực, bộ phận này thực hiện quy trình ngược lại với bộ phận phân cực, dùng để xác đònh góc quay của mặt phẳng phân cực nguyên tắc hoạt động của phương pháp phân cực nghiệm như sau: Cho 1 chùm sáng đơn sắc, song song đi qua bộ phận phân cực ta được chùm phân cực thẳng, khi chưa đưa vào dung dòch quang hoạt vào, chùm sáng này sẽ đến kính phân tích đặt vuông góc với kính phân cực do đó... giao thoa Chùm phản xạ đối tượng Chùm phản xạ từ gương Hình 1-21 I.5 MÁY QUANG PHỔ 1 Khái niệm Máy quang phổ (Spectrophotometer), máy quang sắc (colorimeter) là các thiết bò dùng để đònh tính và đònh lượng các chất dựa trên nguyên lý hấp thụ hoặc phát xạ ánh sáng Trong phạm vi bài này ta chỉ xét các máy quang phổ hấp thụ mà thôi Máy quang phổ có thang chia bước sóng liên tục và do đó có thể gắn với hệ... thích sinh học (quang sinh hóa) Qúa trình kích thích sinh học bao gồm các loại phản ứng quang hóa và các quá trình quang nhiệt động lực học Hiệu ứng sẽ làm tăng nhanh hoặc làm chậm lại các quá trình sinh học xảy ra trong tổ chức sống tuỳ theo từng loại quá trình, loại laser, liều chiếu v.v… khác nhau Như laser He-Ne có tác dụng làm tăng tốc độ phân chia tế bào, kích thích chuyển hoá, tăng tiêu thụ oxy…... lượng dòng quang điện tương ứng với bức xạ của nguyên tố trong dung dòch cần nghiên cứu a1 và a2 là đại lượng dòng quang điện tương ứng với nồng độ C1 và C2 S : ngọn lửa T : hệ trực chuẩn L : kính lọc P : tế bào quang điện D : độ khuếch đại M : điện kế Phương pháp quang kế ngọn lửa (còn gọi là ion đồ) được sử dụng rộng rãi trong các ngành – đặc biệt là luyện kim màu khi phân tích các quặng... quặng khác nhau Trong y học, nó đứng đầu trong các phương pháp xác đònh hàm lượng kim loại kiềm như Kali, Natri trong máu, nước tiểu, huyết tương, v.v là những chất rất được quan tâm trong xét nghiệm y khoa I.7 PHÂN CỰC KẾ 1 Khái niệm Thiết bò này được thiết kế để xét đònh được nồng độ của các chất quang hoạt dựa trên đònh luật Biod 2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động của thiết bò này dựa trên... chất đồng tính quang học lớn so với khí gây mất do tán xạ và hạ thấp độ phẩm chất của hệ cộng hưởng, góc mở (góc phân kỳ) thường rất lớn hơn các loại laser khác Có sự chồng chất vạch bức xạ tự phát vạch trên một dãy phổ rộng do sự tương tác giữa các hệ chất rắn làm các mức năng của hạt có độ rộng lớn Phương pháp kích thích để tạo một độ đảo lộn trong laser chủ yếu bằng bơm quang học vì phần đông