Исследование оптических и диффузионных явлений в биотканях при воздействии осмотически активных иммерсионных жидкостей. Башкатов А.Н - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГУ им. Чернышевского | Саратов

Составители: 

Рубрика: 

жидкостей сопровождается набуханием либо дегидратацией биотканей, что приводит к
изменению геометрии исследуемого образца биоткани. Рассмотрим несколько
примеров, наглядно иллюстрирующих эффективность применения осмотически
активных иммерсионных жидкостей для управления оптическими характеристиками
биотканей.
На Рис. 4 и 5 представлены спектры и динамика изменения коллимированного
пропускания образца склеры глаза, помещенного в водный 40%-раствор глюкозы [83].
Из представленных рисунков хорошо видно, что в начальный момент времени склера
представляет собой мутную, непрозрачную для оптического излучения среду. В
результате проникновения молекул глюкозы в биоткань и выхода воды из биоткани за
счет осмоса наблюдается значительное, до 18% (на длине волны 750 нм), увеличение
коэффициента пропускания склеры.
350 400 450 500 550 600 650 700 750
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
8.5 мин
4 мин
2 мин
0 мин
Коллимированное пропускание
Длина волны, нм
0 5 10 15 20
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
700 нм
630 нм
589 нм
420 нм
Коллимированное пропускание
Время, мин
Рис. 4. Спектры коллимированного
пропускания образца склеры глаза человека,
помещенного в 40%-раствор глюкозы [83]
Рис. 5. Динамика изменения
коллимированного пропускания образца
склеры глаза человека, помещенного в 40%-
раствор глюкозы [83]
Из Рис. 5 видно, что процесс оптического просветления протекает в две стадии.
На первой стадии, которая для разных образцов биотканей и различных концентраций
иммерсионных жидкостей, продолжается от 5 до 15 мин, происходит эффективная
диффузия молекул глюкозы внутрь образца биоткани, а молекул воды из биоткани
наружу, что приводит к выравниванию показателей преломления коллагеновых
волокон склеры и внутритканевой жидкости, уменьшению коэффициента рассеяния и,
как следствие этого, значительному росту коллимированного пропускания. В тоже
время, проникновение в биоткань жидкости с pH, отличным от pH внутритканевой
жидкости, вызывает набухание образца. При этом растет его толщина, что в свою
очередь приводит к уменьшению коллимированного пропускания. Таким образом, на
первой стадии мы имеем дело с двумя конкурирующими процессами. Однако, как
видно из Рис. 5, иммерсионное просветление доминирует и наблюдается рост
коллимированного пропускания. На второй стадии процесс диффузии практически
завершается. В тоже время осмотическое набухание биоткани, как более длительный
процесс, продолжается еще некоторое время, и мы наблюдаем некоторый спад
коллимированного пропускания связанный с увеличением толщины исследуемого
образца.
Примеры оптического просветления кожи растворами глюкозы и глицерина
представлены на Рис. 6 и 7 [85,90]. Из представленных данных видно, что динамика
изменения коллимированного пропускания образцов кожи несколько отличается от
динамики оптического просветления образцов склеры глаза. В первую очередь это
14

Страницы