Спектральный анализ крови что это такое
Луч солнца, проходя через призму, оставляет на экране позади призмы некий спектр. За долгое время (примерно двести лет) это стало вполне привычным. При этом если вы не вглядываетесь пристально, создаётся впечатление, что отдельные части спектра не имеют между собой резких границ: красный переходит непрерывно в оранжевый, который, в свою очередь, в жёлтый и так далее.
Именно на эти знания опирается спектральный анализ, причём не только научный, но и медицинский.
Медицинских спектральных анализов достаточно много: по сути, любая субстанция и материя может быть ему подвержена. Однако наиболее применимыми в медицинской практике являются спектральные анализы волос и крови.
Спектральный анализ волос
Такой анализ даёт возможность провести диагностику волос, а конкретнее – соотношений необходимых и токсичных микроэлементов в организме, то есть, нарушений минерального обмена. Состояние волос позволяет не только определить практически любые индивидуальные внутренние заболевания человека, но и общий уровень дисбаланса микро- и макроэлементов, являющихся незаменимыми и важнейшими компонентами питания. Спектральный анализ является прогрессивным и новейшим диагностическим методом.
Причинами нарушений минерального обмена в организме могут являться: стрессы и напряжённая жизнь, проживание человека в крупном мегаполисе, частые диеты и неправильное питание, неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды и плохая экология, курение, нервозность, злоупотребление алкоголем и другие.
Спектральный анализ направлен в первую очередь на выявление предрасположенностей человека к различным заболеваниям, которые связаны с нарушением баланса, токсическим воздействием и дефицитом различных минералов, а также в дальнейшем позволяет проводить профилактику данных заболеваний и эффективное их лечение.
Подобными заболеваниями и патологическими состояниями могут быть: угревая сыпь, выпадение волос, расстройства сна, нарушения остроты зрения, заболевания кожи, снижение иммунитета, ревматические болезни, мочекаменная болезнь, плохой аппетит, импотенция, избыточный вес, нарушения стула, дисбактериоз кишечника, сахарный диабет, ломкость ногтей, аллергические реакции и многое другое.
Спектральный анализ крови
Данный метод представляет собой инфракрасную Фурье-спектрометрию сыворотки крови. Дело в том, что спектр поглощения данной сыворотки очень специфичен для большинства заболеваний, при этом появляется на самых ранних стадиях. Таким образом, спектральный анализ и его применение позволяет на ранних стадиях выявить наличие в организме заболеваний, включая самые серьёзные.
Такой анализ крови имеет преимущества перед любыми другими, например: удобство и безопасность для пациента (для его проведения хватает десяти миллилитров венозной крови); замена сразу нескольких методик традиционной диагностики, при этом превосходит их по безопасности, дешевизне и точности; является одним из наиболее точных методов первичной и ранней диагностики рака; даёт возможность проводить диагностику злокачественных новообразований на самых ранних стадиях; не облучает пациента.
Диагностические позиции, по которым выполняется спектральный анализ крови: доброкачественные патологии молочной железы, лимфоидной ткани, желудка, простаты, толстого кишечника, мочевого пузыря, почек; злокачественные новообразования лёгких, желудка, толстого кишечника, мочевого пузыря, молочной железы, простаты, лимфоидной ткани, почек.
По результатам анализа выдаётся заключение о наличии или отсутствии заболевания.
Кроме того, проводится оценка риска появления и развития новообразований злокачественного характера перечисленных тканей и органов, то есть наличие в органах и тканях выраженных доброкачественных патологий (предрак).
Источник
Уже не одно десятилетие во всем мире ученые интенсивно ищут методы ранней диагностики онкологических заболеваний и их лечения. Самые передовые мировые технологии, основанные на последних открытиях в генетике, химии, биофизике, реализуются сегодня в онкологии. Однако рак словно «смеется» над всеми усилиями человечества и до сих пор остается все тем же неприступным «айсбергом»: ежегодно, согласно мировой статистике, от него погибает около 7 млн. человек. За последние годы выросла смертность от рака и в России.
Одной из главных проблем борьбы с раком считается позднее выявление заболевания, когда лечение, увы, почти неэффективно. Поэтому, когда нижегородские ученые завершили разработку метода спектрального анализа крови, появилась надежда, что лечение станет более результативным, поскольку диагноз можно поставить на более ранних стадиях развития заболевания. Этот метод на сегодня не имеет аналогов не только в России, но и в мировой практике.
— Правда ли, что новый метод позволяет определить с очень большой точностью лишь по одному анализу крови наличие или отсутствие заболеваний?
— Да, высокая точность — одно из главных преимуществ метода спектрального анализа крови. Мы выявляем биохимические изменения в крови, специфичные не только для рака , но также и для других заболеваний. Все органы выделяют в кровь продукты своей жизнедеятельности, поэтому при заболевании какого-либо органа в крови происходят изменения. В ходе анализа инфракрасные спектры поглощения сыворотки крови, в котором отражается ее молекулярный состав, регистрируются специальными приборами. Наша задача — найти критерии отличия спектров крови здоровых людей от спектров больных.
Действительно, всего лишь по одному лабораторному анализу крови можно определить наличие или отсутствие заболеваний с точностью до 93 % в 10 основных органах и системах: желудке, толстом кишечнике, легких, мочевом пузыре, лимфоидной ткани, почках, молочной железе, женской половой сфере, простате и на коже. Количество заболеваний, которые мы определяем методом спектрального анализа крови, постоянно увеличивается.
— Считается, что метод спектрального анализа крови намного безопасней методов традиционной диагностики. Так ли это?
— Да, спектральный анализ заменяет сразу несколько традиционных методов, и он, кроме того, безопасный и сравнительно недорогой. Самый распространенный метод первичной диагностики рака — рентгенография, к примеру, точна лишь на 75% и неспособна выявлять опухоли малых размеров (на ранней стадии). В отличие от рентгена у нас нет облучения.
— Кровь на спектральный анализ нужно сдавать так же, как обычно люди сдают в поликлиниках?
— Кровь берется как обычно, все не сильно отличается от обычного похода в поликлинику. У пациента утром забирается из вены на анализ 10 мл крови. Обследование проводится строго натощак. За два дня до сдачи крови на спектральный анализ нельзя употреблять алкоголь (даже лекарственные капли на спирту!), а за сутки до обследования нужно прекратить прием лекарственных средств. Если человек проходит в это время курс лекарственной терапии или принимает биологически активные добавки, то анализ можно будет сдать не ранее 2 месяцев после окончания курса. Исключения составляют препараты, которые принимаются по жизненным показаниям. Не ранее чем через 3 месяца после окончания курса лучевой или химиотерапии можно будет обследоваться тем, кто лечится от онкологического заболевания. Нельзя проводить обследование беременным, женщинам во время менструации (оптимальные сроки обследования 3-5-й день после ее окончания). Через 10 дней человек получает результаты анализа. Если есть подозрение на заболевание, дается заключение и направление на предметное обследование к специалистам.
— Рак передается по наследству?
— Есть отдельные формы наследственных раков, но я, к сожалению, не встречал еще ни одной семьи, где не было бы заболевших от рака. Сейчас рак молодеет и становится более злым. Он развивается стремительно. Если 20 лет назад онкологическое заболевание могло тлеть в организме годами, то сейчас все больше случаев, когда в течение одного только года проходит развитие рака от 1-й до 4-й стадии. Он стал невосприимчив к лечению, труднее поддается специальной терапии. Вот почему так важно узнать о диагнозе как можно раньше, и, возможно, метод спектрального анализа крови сохранит человеку не только здоровье, но и жизнь.
Источник
Источник
Пример линейного спектра поглощения
Спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др.
В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа. Атомный и молекулярный спектральные анализы позволяют определять элементарный и молекулярный состав вещества, соответственно. В эмиссионном и абсорбционном методах состав определяется по спектрам испускания и поглощения.
Масс-спектрометрический анализ осуществляется по спектрам масс атомарных или молекулярных ионов и позволяет определять изотопный состав объекта.
История[править | править код]
Тёмные линии на спектральных полосках были замечены давно (например, их отметил Волластон), но первое серьёзное исследование этих линий было предпринято только в 1814 году Йозефом Фраунгофером. В его честь эффект получил название «Фраунгоферовы линии». Фраунгофер установил стабильность положения линий, составил их таблицу (всего он насчитал 574 линии), присвоил каждой буквенно-цифровой код. Не менее важным стало его заключение, что линии не связаны ни с оптическим материалом, ни с земной атмосферой, но являются природной характеристикой солнечного света. Аналогичные линии он обнаружил у искусственных источников света, а также в спектрах Венеры и Сириуса.
Вскоре выяснялось, что одна из самых отчётливых линий всегда появляется в присутствии натрия. В 1859 году Г. Кирхгоф и Р. Бунзен после серии экспериментов заключили: каждый химический элемент имеет свой неповторимый линейчатый спектр, и по спектру небесных светил можно сделать выводы о составе их вещества. С этого момента в науке появился спектральный анализ, мощный метод дистанционного определения химического состава.
Для проверки метода в 1868 году Парижская академия наук организовала экспедицию в Индию, где предстояло полное солнечное затмение. Там учёные обнаружили: все тёмные линии в момент затмения, когда спектр излучения сменил спектр поглощения солнечной короны, стали, как и было предсказано, яркими на тёмном фоне.
Природа каждой из линий, их связь с химическими элементами выяснялись постепенно. В 1860 году Кирхгоф и Бунзен при помощи спектрального анализа открыли цезий, а в 1861 году — рубидий. Также в 1861 Уильям Крукс при помощи спектрального анализа открыл таллий. А гелий был открыт на Солнце на 27 лет ранее, чем на Земле (1868 и 1895 годы соответственно).
В 1933 году в Ленинградском институте исторической технологии впервые применили спектральный анализ древних металлических изделий[1].
Принцип работы[править | править код]
Атомы каждого химического элемента имеют строго определённые резонансные частоты, в результате чего именно на этих частотах они излучают или поглощают свет.
Темные линии появляются, когда электроны, находящиеся на нижних энергетических уровнях атома, под воздействием радиации от источника света одномоментно поднимаются на более высокий уровень, поглощая при этом световые волны определенной длины, и сразу после этого падают обратно на прежний уровень, излучая волны этой же длины обратно — но так как это излучение рассеивается равномерно во всех направлениях, в отличие от направленного излучения от начального источника, на спектрограмме на спектрах видны тёмные линии в месте/местах, соответствующих данной длине/длинам волн. Эти длины волн отличаются для каждого вещества и определяются разницей в энергии между электронными энергетическими уровнями в атомах этого вещества.
Количество таких линий для конкретного вещества равно количеству возможных сингулярных вариантов переходов электронов между энергетическими уровнями; например, если в атомах конкретного вещества электроны расположены на двух уровнях, возможен лишь один вариант перехода — с внутреннего уровня на внешний (и обратно), и на спектрограмме для данного вещества будет одна тёмная линия. Если электронных энергетических уровней три, то возможных вариантов перехода уже три (1-2, 2-3, 1-3), и тёмных линий на спектрограмме будет тоже три.
Интенсивность линий зависит от количества вещества и его состояния. В количественном спектральном анализе определяют содержание исследуемого вещества по относительной или абсолютной интенсивностям линий или полос в спектрах.
Оптический спектральный анализ характеризуется относительной простотой выполнения, отсутствием сложной подготовки проб к анализу, незначительным количеством вещества, необходимого для анализа (в пределах 10—30 мг).
Атомарные спектры (поглощения или испускания) получают переведением вещества в парообразное состояние путём нагревания пробы до 1000—10000 °C. В качестве источников возбуждения атомов при эмиссионном анализе токопроводящих материалов применяют искру, дугу переменного тока; при этом пробу помещают в кратер одного из угольных электродов. Для анализа растворов широко используют пламя или плазму различных газов.
Применение[править | править код]
В последнее время наибольшее распространение получили эмиссионные и масс-спектрометрические методы спектрального анализа, основанные на возбуждении атомов и их ионизации в аргоновой плазме индукционных разрядов, а также в лазерной искре.
Спектральный анализ — чувствительный метод и широко применяется в аналитической химии, астрофизике, металлургии, машиностроении, геологической разведке, археологии и других отраслях науки.
В теории обработки сигналов, спектральный анализ означает анализ распределения энергии сигнала (например, звукового) по частотам, волновым числам и т. п.
См. также[править | править код]
- Спектроскопия
- Преобразование Фурье
- Корреляция
Примечания[править | править код]
- ↑ Н. М. Лапотышкин. В мире сплавов. М.: Просвещение, 1973. стр. 51
Ссылки[править | править код]
- Spectroscopy links в каталоге ссылок Open Directory Project (dmoz)
- Amateur spectroscopy links в каталоге ссылок Open Directory Project (dmoz)
- База данных спектров всех химических элементов (таблицы)
- MIT Spectroscopy Lab’s History of Spectroscopy
- Timeline of Spectroscopy
- NIST government spectroscopy data
Литература[править | править код]
- Собельман, И. И. Введение в теорию атомных спектров. — М., Наука, 1977. — 320 c.
Источник
