Полистирольные микросферы. Эффекты от термического нагрева и давления

Полимерные микросферы представляют собой основу для различных применений в области диагностики и биосепарации. Простые полистирольные микросфер идеальны для адсорбции белка и используются в различных диагностических тестах и анализах. Монодисперсные полимерные микросферы также находят широкое применение в качестве стандартов для калибровки и настройки приборов. Микросферы доступны разного размера и с разной функцианальностью поверхности.Обычно полимерные микросферы состоят из полистирола (ПСт, Полистиро́л — продукт полимеризации стирола (винилбензола), термопластичный полимер), полиметилметакрилата (ПММА), кремнезема. Эти материалы обладают различными физическими и оптическими свойствами, которые могут показывать преимущества или же накладывать некоторые ограничения ни их использования.В общей массе полимерные микросферы гидрофобны, и как правило обладают высокой способностью связываться с белками. Тем не менее они часто требуют использования некоторых поверхностно-активных веществ ПАВ (например 0,01-0,1%масс Твин 20 или ДСН) в буферном растворе для хранения. Для создания реакционноспособных полимерных микросфер применяют различные функциональные сомономеры на стадии синтеза. Эффекты от термического нагрева и давления. Микросферы полимерные— это термопластичные частицы сферической формы. Микросферы состоят из полимерной оболочки с заключенным в нее газом. При нагревании давление газа внутри увеличивается и термопластичная оболочка размягчается, что влечет за собой значительное увеличение объема микросфер.   Под давлением микросферы стремяться упаковаться более плотно, что приводит к появлению в микрообъемов, в которых сферы имеют непосредственный контакт друг с другом, а не через прослойку полимерного связующего.

19. Рентгеновская микротомография в регенеративной медицине и тканевой инженерии.

С помощью рентгеновской микротомографии существует возможность двумерной и трёхмерной визуализации объёмных композитов выполнения количественного анализа объёмных композитовПреимуществом данного метода является сохранение целостности образца в результате исследования.

20. Состав и принцип действия установки для исследования флуоресценции биосовместимых материалов.

Флуоресцентная микроскопия — метод получения увеличенного изображения с использованием люминесценции возбуждённых атомов и молекул образца. Широко применяется в материаловедении и медико-биологических областях для исследования биосовместимых материалов.Для исследования материалов в флуоресцентной микроскопии применяется флуоресцентный микроскоп.

Флуоресцентный микроскоп - оптический прибор, показывающий в увеличенном виде клетки, поверхности и частицы с флуоресцирующими красителями. Схематично механизм флуоресценции выглядит так: При облучении флуоресцирующего вещества (ФВ) светом с определенной длиной волны электроны ФВ поглощают квант света, приобретают дополнительную энергию и переходят на более высокую орбиту. Электроны не могут долго оставаться в возбужденном состоянии на более высокой орбите и возвращаются на ранее занимаемую. При этом излишек энергии выпускается также в виде кванта света, но с меньшей энергией или, соответственно, большей длиной волны. Часть энергии тратится на так называемую релаксацию. Разность длин волн возбуждающего и испускаемого света является основополагающим принципом наблюдений в флуоресцентной микроскопии. Основной принцип работы флуоресцентного микроскопа заключается в облучении образца заданной определенной полосой длин волн вызывающих флуоресценцию образца. Из спектра, испускаемого флуоресцентным источником света, вырезается полоса возбуждения необходимой ширины. (Например синее возбуждение, около 450 нм). Возбуждающий луч отражается от дихроичного зеркала и попадает на образец через объектив. Дихроичное зеркало отражает лучи до определенной длины волны (в данном случае до 460 нм), и пропускает лучи с большей длинной волны. В образце флуорофоры поглощают возбуждающий синий свет, и испускают более длинноволновое излучение. Флуоресцентное свечение беспрепятственно проходит через дихроичное зеркало, а барьерный фильтр вырезает нам необходимый для изучения спектр. Его необходимость заключается в том, что иногда флуоресцентное свечение находится в очень широком диапазоне длин волн, что мешает исследователю установить природу и свойства интересующего образца.Принципиальная схема флуоресцентного микроскопа состоит из источника ультрафиолетового излучения, возбуждающего и барьерного светофильтров, дихроичного зеркала и специального люминесцентного объектива.

21. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Пропускание и оптическая плотность.

При прохождении через вещество свет поглощается. Согласно закону Бугера-Ламберта-Бера, интенсивность света I, прошедшего через слой и интенсивность I0 света, падающего на него, связаны между собой соотношениемI=I0exp(-ecd)=I0exp(-ad),  где exp 2.72 - основание натурального логарифма, k- коэффициент пропорциональности, характерный для данного вещества и для данной длины волны, d - толщина поглощающего слоя, с - концентрация вещества, поглощающего свет. В другом случае присутствует a - линейное поглощение.   Закон Бугера-Ламберта-Бера Бугер в 1729 г. и Ламберт в 1760 г. установили, что ослабление света, проходящего через прозрачную среду, пропорционально интенсивности света I и толщине образца dx (Закон Бургера-Ламберта) dI=Idx Обозначим коэффициент поглощения (экстинкции) a (λ) получим dI=a( λ )Idx В 1852 году Бер обнаружил, что для большинства растворов поглощающих молекулы коэффициент поглощения a(λ), пропорционален концентрации определяемой молекулы с dI= -a( λ )сIdx После интегрирования уравнения по всей толщине d образца:  Условия для применения закона Бугера-Ламберта-Бера Падающий свет должен быть монохроматическим и коллимированным (параллельным) Исследуемые молекулы должны быть диспергированы до молекулярного т.е. гомогенного уровня, они не должны рассеивать свет и взаимодействовать друг с другом  Расстояние и отражение от поверхности образца подобно поглощению также уменьшают интенсивность света, поэтому они также должны быть исключены  В соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бера, интенсивность параллельного пучка света, падающего на образец, экспоненциально уменьшается с увеличением толщины образца Оптическая плотность На практике удобно использовать закон Бугера-Ламберта-Бера в другом виде , где показатель степени в формуле называют оптической плотностью. Используя спектрофотометр получают зависимость коэффициента пропуская T или оптической плотности D от длины волны λ. Для связи оптической плотности с коэффициентом пропускания используется формула  уменьшение коэффициента пропускания T до 1 соответствует росту оптической плотности D от 0 до бесконечности, T и D - безмерные величины Коэффициент пропускания Доля света, которую зарегистрировал детектор, называют интенсивностью прошедшего света I. Интенсивность прошедшего света ослабляется раствором образца за счет. например, поглощения света на конкретных длинах волн. Поэтому ее значение ниже, чем исходная интенсивность I0 источника света.Коэффициент пропускания T определяется как отношение интенсивностей прошедшего через образец и падающего на образец света значения T могут меняться от 0 (поглощается весь свет) до 1 (весь свет проходит). Если T измеряется в процентах, то используют формулу