Biofizyka (8)

Zasada obserwacji w mikroskopii fluorescencyjnej z całkowitym wewnętrznym odbiciem

Wiązka wzbudzająca jest wprowadzana do pryzmatu i pada na granicę pryzmat-próbka pod kątem większym niż kąt graniczny. Ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu. Częściowo jednak wnika do wnętrza próbki. Fala wnikająca pobudza fluorofory znajdujące się obszarze wnikania, które widać. Światło fluorescencji obserwowane jest za pomocą obiektywu. Mikroskop ten znajduje zastosowanie w badaniu dynamiki molekularnej w obrębie błony lipidowej, np. w wyznaczaniu dyfuzji białek w błonie, wiązaniu ligandów do receptorów błonowych.

• Mikroskop transmisyjny (TEM )

Rejestruje elektrony wiązki pierwotnej, które przechodzą przez preparat. W badaniach molekularnych np. koloid umieszczony na siateczce miedzianej pokrytej węglem. Lekkie pierwiastki, z których zbudowany jest preparat biologiczny słabo oddziałują z wiązką elektronów i dlatego wprowadza się pierwiastki ciężkie - związki osmu, ołowiu (które wiążą się z białkami, lipidami) lub uranu (który wiąże się z kwasami nukleinowymi). Elektrony z wiązki są uginane na atomach preparatu i emitowane z wiązki docierającej do detektora. Na obrazie powstają ciemne miejsca tam, gdzie stężenie pierwiastków barwiących było duże, i miejsca jasne - odtwarzające postać badanych obiektów.

• Mikroskop skaningowy

Niezwykle silnie zorganizowana wiązka elektronów uderza w badany preparat. Powoduje to pojawienie się elektronów wtórnych, emitowanych przez atomy warstwy powierzchniowej preparatu. Elektrony te są rejestrowane w postaci prądu, który jest przesuwany po całym preparacie. Podstawą do tworzenia obrazu jest rozkład przestrzenny natężenia emitowanych przez preparat elektronów wtórnych. Można w ten sposób uzyskać obrazy trójwymiarowe.

Fizyka medyczna

•    Radiodiagnostyka

•    Pod tym pojęciem rozumiemy wszelkie nieinwazyjne metody obrazowania mające na celu wykrycie ognisk chorobowych (m.in. nowotwory, złamania, itp.). Główne metody obrazowania to:

•    Rentgenodiagnostyka wykorzystująca promieniowanie X (m.in. Tomografia komputerowa mammografia

•    USG, EEG, MEG

■    Diagnostyka radioizotopowa (m.in. PET)

•    Termografia

•    Rezonans magnetyczny (MRI)

•    Radioterapia

■    Jest to jedna z trzech podstawovyych metod leczenia nowotworów wykorzystująca promieniowanie jonizujące (pozostałe to chemioterapia i hormonoterapia). Może być stosowana jako samodzielna metoda leczenia, bądź jako jedna z części tzw. leczenia skojarzonego.

Mikroskop elektronowy

• Preparat nie jest „oświetlany falą elektromagnetyczną lecz strumieniem elektronów. Zgodnie z hipotezą de Broglie'a strumień elektronów może być opisany jako fala, której długość zależy od napięcia przyspieszającego elektrony.

• Schemat mikroskopu elektronowego transmisyjnego

Mikroskop sił atomowych

Powierzchnia badana jest penetrowana przez ostrze zamocowane na beleczce, które przesuwa się po badanej powierzchni. W wyniku oddziaływania z atomami preparatu dochodzi do wygięcia beleczki, której zmiany położenia są rejestrowane dzięki zjawisku odbicia promieniowania laserowego od powierzchni beleczki.

Preparat jest mocowany na stoliku poruszanym za pomocą sygnału piezoelektrycznego. Sygnał generowany przez detektor, świadczący o odpowiednim odkształceniu beleczki, jest wykorzystywany do tego, by odpowiednio przesunąć preparat. Mikroskop dokonuje pomiaru siły odpowiadającej siłom oddziaływania pomiędzy pojedynczymi atomami.