Subiecte Biofizica Lp

SUBIECTE EXAMEN BIOFIZICA SESIUNEA E IARNA

1 Tehnici speciale de microscopie

Metodeleclasice de microscopie nu pot pune in evidenta detaliile preparatelor atunci cand acesteaau dimensiuni foarte mici (sub 1 microm ) sau nu prezinta un contrast bun (detaliile au aceeasi culoare ca si restul preparatului) In aceasta situatie la dispozitia observatorului stau metodele de colorare apreparatului sau tehnicile speciale de microscopie Tehnicile de colorare (ce se vor studia in cadrul disciplinei de H istologie) prezintain anumite situatii cateva dezavantaje necesita o cantitate mare de timp manopera si substante chimice nu pot fi observate celule sau organisme vii imaginea obtinuta difera mai mult sau mai putin de structura realaPentru inlaturarea acestor deficiente pot fi utilizate tehnicile speciale de microscopieDintreacestea amintim- Microscopia de imersie- Microscopiain ultraviolet (UV)- Microscopia de camp intunecat- Microscopia de polarizare- M icroscopia de fluorescenta- Microscopia de contrast de faza- Microscopia electronica

2 Microscopia de imersieCele doua tehnici de microscopie prezentate (transmisie si reflexie) nu perm it o m arire m ai m arede 1000 de ori deoarece apare fenom enul de difractie a lum inii pe detaliile preparatuluiPentru a permite observarea unor detalii m ai fine una din solutii este introducerea intre obiect siobiectiv a unui lichid omogen transparent si izotrop cu indice de refractie cat mai mare numit lichid de imersie De obicei se utilizeaza ulei de cedru (n= 13 -15) sau compusi sintetici (n=13-16) In acest mod se poate creste m arirea pana la cca 2000 de ori fara sa apara fenomenul de difractieAu fost studiate aproape toate tipurile de bacterii Performantele microscoapelor cu luminavizibila merg pana la marimi de ordinul 2000 -3000 de ori

3 Microscopia de ultravioletO alta modalitate de a creste puterea separatoare este micsorarea lungimii de unda a radiatieifolosite pana in domeniul ultraviolet UV (6middot10-10 3810-7)m In acest mod s-au putut distinge obiecte de dimensiuni de 015microm atingandu-se o marire de 6000-7000 de oriIn cazul folosiri iradiatiei UV este necesar ca toate componentele optice ale microscopuluisa fierealizate din cuartz deoarece sticla comuna este opaca la acest tip de radiatiiImaginea finalava fi obtinuta pe un ecran de proiectie acoperit cu o substanta fluorescenta Incazul folosiri iradiatiei UV este obligatorie folosirea ochelarilor si a ecranelor de protectie deoarece retina este foarte sensibila in acest domeniu de lungimi de unda

4Microscopia de camp intunecatTehnica de camp intunecat este utilizata pentru observarea preparatelor transparente si se bazeaza

1

pe imprastierea luminii pe detaliile preparatului Orice neomogenitate din preparat va determina omodificare a directiei razelor de lumina Din punct de vedere constructiv se utilizeaza un condensorspecial alcatuit dintr-o oglinda concava si una convexa astfel incat doar razele de luminaimprastiate pe neomogenitatile preparatului sa ajunga in obiectivCondensoarele de camp intunecat ofera inclinari diferite razelor de lumina trimise spre preparatCand se doreste observarea detaliilor foarte fine se folosesc condensoare ce produc inclinari marifascicolului incident fiind necesar in acelasi timp marirea intensitatii luminoase deoarece fluxul delumina ce patrunde in obiectiv este foarte mic Atasate la microscop condensoarele de camp intunecattrebuies ccentrate foarte bine pe axul optic al microscopului in cazcontrar obtinandu-se imagini curdquoumbrerdquo

5 Microscopia de polarizareMicroscopia de polarizare se utilizeaza in evidentierea si observarea substantelor optic active cese gasesc in preparat Substantele optic active au proprietatea de a roti planul luminii polarizatePentru utilizarea acestei tehnici este necesarsa se ataseze la microscop un polarizor si unanalizor ambele confectionate din Spat de Islanda ce au proprietatea de a lasa sa treaca doar razele delumina ce au un anumit unghi de polarizare Aceasta tehnica se utilizeaza atat in microscopia de transmisie cat si in microscopia de reflexie In cazul montarii corecte a polarizorului si a analizorului doar razele de lumina ce strabat zonele din preparat ce contin substante optic active vor ajunge la observator

6Microscopia de fluorescentaFluorescenta este proprietatea anumitor substante de a emite lumina (radiatie vizibila) atunci candsunt excitate cu radiatie UV Deoarece multe substante de interes medical prezinta fluorescenta (acizi nucleici proteine) aceasta tehnica este foarte utilizata in practica de laborator si de cercetare medicala Fiecare substanta ce prezinta fluorescenta este caracterizata de o lungime de unda de excitatie (in UV )si de o lungime de unda de emisie (in vizibil) astfel incat tehnica poate nu doar pune in evidenta dar si identifica substantele respective In acest scop se utilizeaza filtre optice si de UV pentru selectarea radiatiei de excitatie si de emisie a substantei ce urmeaza a fi observata Filtrele se dispunca in figura 33In cadrul acestei tehnici pentru observarea substantelor ce nu prezinta fluorescenta in mod directse utilizeaza rdquomarkeri de fluorescentardquo substante ce au urmatoarele proprietati- fluorescenta intrinseca- aditivitate foarte mare- deterioreaza minim structura (substanta) de care se fixeazaCele mai utilizate sunt substantele din clasa flavinelor

7Microscopia de contrast de fazaEste o tehnica ce se utilizeaza in special pentru observarea celulelor si organismelor vii atuncicand tehnicile de colorare nu pot fi folosite Metoda pune in evidenta diferenta de drum optic pe care oface lumina trecand prin diferite zone ale preparatului (reamintim cadrumul optic este produsul dintre

2

drumul geometric si indicele de refractie al mediului pe care il parcurge raza de lumina)Deci aceasta tehnica pune in evidenta atat diferente de grosime intre diferitele zone alepreparatului cat si diferente de indice de refractie intre acestea Sunt utilizate obiective speciale(inscriptionate C f) care au dispuse in planul focal o placa de faza ce defazeaza lumina cu o semilungime de unda (in + se numeste contrast de faza pozitiv sau in contrast de faza negativa) si un inel partial absorbantDe asemenea condensorul prezinta o fanta inelara ce este specifica fiecarui obiectiv folositPentru punerea la punct a microscopului este necesar un ocular special cu ajutorul caruia se pot observa simultan atat inelul partial absorbant cat si fanta inelara in scopul suprapunerii acestor doua imagini

8Cromatografia pe coloanaColoanele cromatografice sunt confectionate din sticla Pentru obuna rezolutie se folosesc coloane lungi dar in conditiile in care se doreste separarea unei cantitati mari de substante se folosesc coloane cu un diametru mai mareIn interiorul coloanei se introduce faza stationara ce trebuie intr-o prima etapa echilibrata cusolventul de lucru Amestecul ce urmeaza a fi separat se pipeteaza in partea superioara a tubuluiSe conecteaza rezervorul cu solvent (faza mobila) la coloana si se asteapta pana ce are locsepararea Datorita deplasarii fazei mobile de-a lungul celei stationare are loc antrenarea componentelor din amestec intr-o miscare descendenta in lungul coloanei astfel incat in timp vor ocupa pozitii diferite Fractiile sunt colectate in tuburi si apoi analizate

9Cromatografia pe hartie

- reprezinta una din cele mai simple metode de analiza In aceasta metoda faza fixa este reprezentata de o suprafata de hartie speciala sau hartie de filtru iar faza mobila (eluentul) de un lichid ce se deplaseaza de-a lungul fazei fixe datorita fortelor de adeziune si fortelor gravitationale Se imparte in cromatografie pe hartie verticala (ascendenta sau descendenta) si orizontala (Pfeiffer)

Identificarea compusilor izolati in timpul cromatografiei se face fie cu ajutorul spoturilor martorfie calculand timpul de retinere al fiecarui component separat (Rj) definit ca raportul dintre distanta fata de linia de start pe care a migrat componentul respectiv (notata cu X j) si distanta pe care a migrat eluentul (notata cu Y )

Timpul de retinere depinde de natura fazei fixe natura fazei mobile natura substanteitemperatura se gaseste tabelat pentru diferite substraturi eluenti si substante de regula pentrutemperaturi de 200C

10Electroforeza la joasa tensiuneEste o metoda ce permite separarea proteinelor plasmatice Ca suport al electrolitului (al solutiei tampon) se foloseste atat hartie speciala pentru electroforeza (de tip Whatman) cat si membrane de celuloza Dintre avantajele utilizarii membranelor de celuloza amintim in primul rand rezolutia mult mai buna si un timp de migrare mai mic Dupa separarea proteinelor urmeaza un procedeu de fixare si colorare In primul rand mediul suport este fixat prin introducere in etanol metanol sau acid ori prin incalzire facand astfel proteinele insolubile Benzile sunt colorate cu ajutorul unor coloranti specifici proteinelor (albastru de bromfenol) se spala in mai multe bai cu acid acetic 2 si sunt trecute prin vapori de amoniac pentru regenerarea colorantului Dupa aceste procedee benzile sunt scanate cu ajutorul unor densitometre prin reflexie transmisie sau combinate ce permit trasarea spectrelor

3

caracteristice probelor oferind totodata cantitatea in g100ml

11 Definiti indicatorii de tendinta centrala modul mediana mijlocul si media

A Indicatori de tendinţă centrală Indicatorii de tendinţă centrală sunt valori ce localizează icircntr -unfel oarecare mijlocul setului de date Dintre indicatorii de tendinţă centrală menţionăm Modul- valoarea care apare cel mai frecventUn set de date poate fi non-modal (dacă toate valorile posibile auaceeaşi frecvenţă) mono-modal (o singură valoare maximală)multi-modal (cu mai multe valori ce apar cu aceeaşi frcvenţă maximală) Mijlocul -media aritmetică a valorilor extreme ale setului de date

Mediana- valoarea ce icircmparte setul de date icircn două grupe egal populate

Media -cele mai folosite sunt media aritmetică (Xma)geometrică (XG) armonică (XH) şi cuadratică (XQ) Se poate arăta uşor căaceste medii se află icircn relaţia Xh lt= Xg lt= Xma lt= Xq

12 Explicati modalitatea de determinare a diametrului eritrocitelor folosind microscopul optic

Determinarea diametrului eritrocitelor Materiale necesare-preparat-microscop- micrometru ocular

Mod de lucru se aşează preparatul pe măsuţa microscopului şi se pune la punct imaginea Se icircnlocuieşte ocularul cu micrometul ocular Se localizează apoi o celulă (eritrocit) şi se determină diametrul icircn diviziuniDiametrul icircn microni se calculează cu ajutorul formuleiOum = Odiv 1Gob 100 Gob = 40

13 Electroforeza Reprezintă metoda de separare bazată pe migrarea sub influenţa cacircmpului electric a substanţelor icircncărcate cu sarcină electrică Eletroforeza poate fi folosită atacirct icircn scop analitic (separarea componenţilor şi dozarea lor) preparativ (obţinerea unor componenţi icircnstare pură) dar şi ca metodă de studiu a proprietăţilor superficiale ale unor celule sau organite celulareO particulă icircncărcata electric cacircnd este dizolvată sau suspendată icircntr-un mediu lichid sub influenţa unui cacircmp electric uniform atinge o viteză constantă de migrare Speciile icircncărcate pozitiv se vor icircndrepta către catod iar speciile icircncărcate negativ către anod Viteza de migrare a ambelor specii va fi determinată de forţele care

4

acţionează asupra lorAceste forte sunt-

forţa de atracţie electroforetică F1 = Q x EForta de frecare Stokes F2 = 6 pi n r vForta de franare electroforetica F3 = ( Q ndash e epsilon r ) E

14Sedimentarea

Sedimentarea - Este o tehnică de separare ce se bazează pe diferenţa de densitate dintre componentele amestecului Icircn practica medicală se utilizează nu numai ca tehnică de separare dar şi ca o metoda de analiză de exemplu(VSH - viteza de sedimentare a hematiilor)Pentru o icircnţelegere mai bună a procesului se poate modela comportarea unei hematii icircn cacircmp gravitaţional Să consideram o suspensie de particule sferice de rază R şi densitatep aflate icircntr-un lichid de densitate p0 (pltp0) Asupra particulelor acţionează următoarele forte

Forta de greutateForta ArhimedicaForta de frecare cu moleculele lichidului

15Centrifugarea

Centrifugarea ndash reprezintă o tehnică de separare a componentelor unui amestec cu densităţi diferite sub influenţa unui cacircmp centrifugal Deoarece viteza de sedimentare pentru particule de mărimea hematiilor sau mai mici este deosebit de scăzută este necesară o metodă care să crească forţa activă (greutatea icircn cazul sedimentarii) Astfel icircncazul centrifugării rolul forţei de greutate icircl joacă forţa centrifugă Unele componente ale sangelui precum proteinele plasmatice necesita procesul de ultracentrifugare la peste 15000 rpm ptr separarea acestora si identificarea lor

16 Vascozitatea

Vacircscozitatea este fenomenul de frecare internă ce apare icircn sistemele lichide Fenomenul de vacircscozitate se manifestă icircn două ipostaze cacircnd o particulă se mişcă icircn raport cu un lichid staţionar ndash vacircscozitate statică şi cacircnd straturile adiacente de lichid se mişca unele icircn raport cu altele vacircscozitate dinamica

Vacircscozitatea statică ndash face obiectul unei alte lucrări practice de tehnici de separare (sedimentarea)

Vacircscozitatea dinamică ndash Icircn cazul lichidelor reale care curg se constată că acest proces are loc icircn straturi subţiri vecine moleculele din acelaşi strat avacircnd aceeaşi viteză icircn timp ce moleculele din straturile vecine au viteze diferite Icircntre moleculele straturilor vecine (ca şi icircntre moleculele aceluiaşi strat) se exercită forţe de atracţie forte ce se opun deplasării relative a acestor straturi determinacircnd apariţia unei frecări interne icircn lichide numită vacircscozitate

17 Vascozitatea sangelui

Vacircscozitatea sacircngelui la temperatura de 37 C este de aproximativ 4 ori mai mare decacirct cea a apei sacircngele fiind un lichid nenewtonian Mai mult sacircngele nu constituie o fază omogenă ci un sistem

5

dispers heterogen mai precis o suspensie de elemente figurate icircn plasma

Tot lichide nenewtoniene sunt şi soluţiile coloidale şi macromoleculare pentru care coeficientul de vacircscozitate depinde de concentraţia particulelor dispersate conform legii lui Einstein n= nd (1 + KV)

nd = Coef de vascozitate dinamica a mediului respectiveV = Vol fazei dispersate mai multe de vol suspensieiK = Constanta ce depinde de marimea si natura particulelor

18 Determinarea vascozitatii cu ajutorul vascozimetrului Oswald

Determinarea vacircscozităţii cu vacircscozimetrul Ostwald se bazează pe măsurarea timpului de scurgere a unui volum determinat de lichid printr-un tub capilar etalonat sub acţiunea unei diferenţe de presiune cunoscută Pornind de la relaţia (1) şi ţinacircnd cont că diferenţa de presiune este de tip hydrostatic p1-p2= ro g h se poate arăta căexpresia coeficientuluide vacircscozitate se poate scrie sub forma n = K ro t K = constanta ce depinde numai de vascozimetrul utilizat

Pentru determinarea vacircscozităţii unor lichide se foloseşte dispozitivul Ostwald Acesta este confecţionat dintr -un tub de sticlă icircnforma literei U avacircnd o ramură(A) cu un diametru de aproximativ 2cm prevăzută cu un rezervor de 3ml capacitate şi respectiv o ramură (B) avacircnd un diametru de aproximativ 08cm cu un rezervor de 2 ml capacitate situat icircn partea superioară Acest rezervor este delimitat de două tuburi capilare şi este prevăzut cu două repere R1si R2Se introduce apa distilată icircn ramura A Cu ajutorul sistemului de aspiraţie se ridică apa icircn ramura B undeva deasupra reperului R1 Se eliberează pompa iar icircn momentul cacircnd suprafaţa lichidului se află icircndreptul reperului R1 se porneşte cronometrul şi se măsoară intervalul de timp necesar apei să curgă icircntre R 1si R2 Se icircnlocuieşte lichidul de referinţa (apă distilată) cu lichidul de studiu şi se repetă procedeul prezentat mai sus

19 Tensiunea superficiala definitii notiuni teoretice

O substanţă lichidă este separată de atmosfera icircnconjurătoare(icircn care se găsesc şi vaporii săi) printr -o pătură superficială Moleculele din pătura superficială se găsesc icircn condiţii care se deosebesc de cele din interiorul lichidului astfel

-fiecare moleculă din interiorul lichidului este icircnconjurată complet de moleculele lui Corespunzător forţele de interacţiune care se manifestă icircntre această moleculă şi moleculele vecine sunt repartizateaproximativ simetric Rezultanta acestor forţe este apropiată de zero şi influenţează puţin mişcarea moleculelor icircn interiorul lichidului

- moleculele de la suprafaţă se găsesc la limita de separare icircntre starea lichidă şi atmosfera icircnconjurătoare Ele interacţionează concomitent cu moleculele din cele două stări astfel icircncacirct rezultanta forţelor de interacţiune este icircndreptată spre interiorul lichidului

6

Forţe de tensiune superficială apar ca rezultat macroscopic al forţelor de interacţiune icircntre moleculele lichidului Forţele de tensiune superficială sunt tangente la suprafaţa lichidului şi acţionează icircn sensul micşorării ei Mărimea fizică care caracterizează lichidul din acest punct devedere se numeştecoeficient de tensiune superficială

20 Determinarea coeficientului de tensiune superficiala prin metoda stalagmometrica

Metoda stalagmometrică este o metodă dinamică de determinare a tensiunii superficiale a unui lichid biologic constacircnd icircn numărarea picaturilor ce se formează la curgerea unui volum bine determinat de lichid printr-un orificiu capilar Pornind de la condiţia de desprindere a unei picături se poate determina expresia coeficientului de tensiune superficiala

Stalagmometrul este alcătuit dintr - un tub de sticlă prevăzut cu două porţiuni capilare una verticală (A) şi una orizontală (B) un tub vertical(C) ce prezintă un rezervor de volum V şi un sistem de aspiraţie (D)alcătuit dintr -un tub de cauciuc un tub de sticlă prevăzut cu un orificiulateral şi o pară de cauciuc Se aspiră lichidul de referinţa icircn stalagmometru pacircnă deasupra diviziunii R2 Se lasă apoi să curgă liber lichidul şi se numără picăturile ce se formează la curgerea acestuia icircntre cele două repere R2si R1 Se icircnlocuieşte lichidul de referinţă (apă distilată) cu lichidul de studiu şi se repetă procedeul prezentat mai sus

21 Metoda ascensiunii capilare

Metoda ascensiunii capilare este o metoda foarte simplă de determinate a coeficientului de tensiune superficială ce se bazează pe faptul că ascensiunea capilară (icircnălţimea la care urcă un lichid) pentru un tub capilar este dată de relaţia h = 2o p g r

Metoda presupune folosirea a două tuburi capilare de diametre diferite D1 şi D2 pe care le imersăm icircntr -un lichid al cărui coeficient de tensiune superficiala dorim să-l determinăm

Notacircnd cu h1si h2 icircnălţimile la care urcă lichidul icircn cele două capilare şi consideracircnd căD1gt D2 putem scrie următoarele relaţii h1= 4o p g D1

h2= 4 o pg D2

de unde prin diferenţă se obţine expresia coeficientului de tensiune superficială

22 Difuzia (Legile lui Fick pentru difuzie)

Difuzia pasivă icircntr-un mediu omogen se supune la două legi cunoscute sub numele de legile lui Fick

1Cantitatea de substanţă difuzată printr-o suprafaţă icircn unitatea de timp este proporţională cu aria suprafetei cu gradientul de concentraţie si depinde de condiţiile de mediu Factorul de proporţiona-litate se notează cu D şi reprezintă coeficientul de difuzie

7

dmdt = -DS dcdx unde m = masa de substantaS= suprafata de difuzie D = coeficientul de difuziedcdx = gradientul de concentratie t= timpul

2 Viteza de variaţie a concentraţiei este proporţională cu variaţia spatial a gradientului de concentratie

dcdt = -D a2cax2 = D aax (acax)

23 Osmoza

Icircn unele situaţii solvitul este icircmpiedicat să difuzeze icircntre compatimente datorită existenţei unei membrane semipermeabile Icircn aceasta situaţie sistemul tinde spre o stare stationară (steady state)şi nu spre o stare de echilibru prin difuzia solventului prin membrană Osmoza duce la apariţia unei asimetrii a presiunii hidrostatice icircnsistemul considerat Diferenţa de presiune hidrostatică ce blochează difuzia solvitului se numeşte presiune osmotic

Pentru soluţii diluate presiunea este dată de legea lui Vant Hoff

II V = n R T

24 Potentialul de actiune aspecte teoretice (legea Intensitatea-durata reobaza cronaxia)

Potenţialul de acţiune se propagă fară decrement (atenuare) icircn lungul axonului sub forma aşa numitului impuls nervos Impulsul nervos satisface legea totul-sau-nimic ceea ce icircnseamnă cănici un fel de excitaţie nu se transmite dacă stimulul are o valoare inferioară pragului de excitabilitate şi nici o modificare ca formă amplitudine şi durată nu apare dacă stimulul este superior pragului Pragul depinde de amplitudinea durata frecvenţa şi forma stimulului Influenta frecvenţei devine important peste 1000 Hz cacircnd excitabilitatea descreşte rapid dacă frecvenţa de stimulare creşte La frecvenţe joase (sub 100Hz) nu se observă nici o modificare a potenţialului de acţiunePentru astfel de stimuli caracteristicile de prag adică intensitatea liminară I (indiferent de natura pulsului tensiune sau curent electric şoc mecanic chimic etc)şi durata liminală t satisfac legea intensitate-durată I (t) = A + Bt

Intensitatea minimă a unui stimul rectangular ce excită membrana (avacircnd o durată infinită) se numeşte reobază (notată cu R) Cea mai mică durată a unui puls rectangular cu amplitudinea egală cu dublul reobazei care icircncă excită membrana a fost denumit cronaxie Cronaxia este cea mai utilizată mărime in caracterizarea excitabilităţii unui ţesut Cu cacirct este mai mică cronaxia cu atacirct mai mareste excitabilitatea membranei O membrană mai excitabilă are nevoie de mai puţină energie de stimulare

8

25 Modelul electric al membranei Efectul TTX si Efectul Cesiului

Efectul TTXAdăugarea de tetrodotoxină TTX (o neurotoxină puternica extrasă din ficatul şi ovarele unui peste din Marea Japoniei Sphoeroides rubripes şi unii tritoni) icircn soluţia de imersie a axonului blochează transportul de sodiu şi nu are efecte directe notabile asupra transportului de potasiu

Efectul cesiuluiDatorită competiţiei la legarea de componentele proteice ale membranei cu ceilalţi cationi monovalenţi ( icircn special cu ionii de K+)prezenta cesiului icircn soluţia de imersie afectează dinamica probabilitatilor n m si h şi duce la o scădere semnificativă a conductanţei superficiale a potasiului şi la o foarte mică creştere a conductanţei de sodiu Aceste schimbări modifică potenţialul de acţiune crescacircndu-i puţin durata 26 Definiti intervalul de confidenta si deviatia standard

27 Microscopia de transmisie (drumul optic al razelor de lumina in microscop si caracteristicile acestuia)

Microscopul reprezintă un instrument optic alcătuit dintr-un ansamblu de dioptrii (sferici) şicentraţi ce are rolul de a forma imagini mult mărite ale unor obiecte de dimensiuni mici

9

Microscopul este alcătuit din - sistemul mecanic- sistemul electric - sistemul optic

28

Spectrofotometria de absorbtie in UV si vizibil (Legea Beer-Lambert absorbanta transmitanta)

Lege Beer ndash este valabilă numai pentru soluţii diluate şi stabileşte o legăturămatematică icircntre extincţia E concentraţia C a substanţei şi coeficientul molar deextincţie care depinde de natura substanţei şi de lungimea de undă

10

Factorii care pot influenţa spectrul de absorbţie al unei substanţea) natura solventului ndash nivelele energetice electronice ale molecu-lelor icircn stare condensată pot fi modificate prin prezenţa moleculelor solventului datorită interacţiilor ce apar

b) concentraţia soluţiei şi temperatura ndash cu creşterea concentraţiei apar asocieri moleculare care dau un spectru distinct de cel al monomerului substanţei de studiat temperatura favorizează deplasarea echilibrului dintre concentraţiile de monomer şi dimer iar temperaturile ridicate pot produce chiar transformări ireversibile ale spectrelor de absorbţie

c) valoarea pH-ului soluţiei ndash la valori diferite de pH punctul izosbestic apărut icircn spectru indică prezenţa icircn amestec a unor specii moleculaare ce se transformă una icircntr-alta icircntr-o proporţie depinzacircnd de pH

d) iradierea substanţelor ndash iradierea optică a probei poate conduce la polimerizarea unei specii moleculare şi de aici modificări icircn spectrul de absorbţie

e) formarea de complecşi ndash cationii prezenţi icircn solvent pot duce la formareacomplecşilor şi deci influenţarea spectrului probei

f) fluorescenţa ndash datorită fenomenului de fluorescenţă intensitatea radiaţiei reemise va duce la o valoare aparent mai mică a absorbţiei probei decacirct cea reală

g) fenomene de oxidare

h) probele nu sunt dizolvate total sau precipită ulterior

i) fenomene de hidroliză

11

29 Telecobaltoterapia ndash schema de dezintegrare a Co-60 (radiatia Gamma Efectul fotoelectric Efectul Compton Generarea de perechi)

Radiaţia Cobalt-60 este considerată ca o radiaţie de energie mult mai scăzută decacirct cea obţinută cu acceleratoare liniare Fascicolul de radiaţii al Cobalt-60 prezintă o serie de particularităţi de ordin calitativ geometric şi cantitativ

Radiaţia gamma emisă de cobalt-60 este de natură electro-magnetică fiind constituită din fotoni transportori de energie şi poate fi considerată monocromatică cu o energie medie de 125MeVIcircn aer fascicolul de fotoni nu prezintă practic interacţiuni şi energia pe care o transportă rămacircne constantă indiferent de distanţa de sursă repartizacircndu-se uniform pe secţiunile sferice ale suprafeţelor de unde crescacircnde Intensitatea fluxului de fotoni respectiv energia repartizată pe unitatea desuprafaţă este uniformă pe suprafaţa unei secţiuni sferice şi scade proporţional cu pătratul distanţei faţă de sursa de emisie

12

Efectul fotoelectric este important pacircnă la 05MeV şi constă icircn expulzarea unui electron periferic de către un foton incident care icircn această interacţiune icircşi cedează icircntreaga energie

Efectul Compton sau fenomenul de difuziune inelastică este o interacţiune prin care fotonul icircşi cedează doar o parte din energie unui electron care este expulzat de pe orbită iar fotonul incident icircşi continuă parcursul dar cu modificarea traiectoriei

30 Determinarea concentratiei unor substante pe baza indicelui de refractie Refractometrul Abbe

Prin refracţie se icircnţelege schimbarea direcţiei unei raze de lumină la trecerea prinsuprafaţa de separaţie a două medii transparente cu indici de refracţie diferiţiFie o rază de lumină care cade pe suprafaţa de separaţie a două medii sub ununghi de incidenţă (i) Raza suferă fenomenul de refracţie (figura 121) şi intră icircn aldoilea mediu sub unghiul de refracţie (r) Icircntre cele două unghiuri există relaţia

sin i sinr= n2n1=v1v2=n21

unde v 1 = viteza de propagare a luminii icircn mediul cu indice de refracţie n 1v 2 = viteza de propagare a luminii icircn mediul cu indice de refracţie n 2n 21 = indice de refractie relativ (al mediului 2 faţă de mediul 1)

ndicele de refracţie al unei substanţe depinde de o serie de factori cum ar finatura substanţei lungimea de undă a luminii utilizate temperatură etc

Refractometrul AbbeDescrierea dispozitivului experimentalPărţile componente ale refractometrului Abbe sunt prezentate icircn figura 123

1 Corpul prismei de măsurare care cuprinde- prisma de măsurare- prisma de iluminare

Bazele celor două prisme icircnchid icircntre ele un volum mic icircn care se introduceproba de cercetat Corpul prismei are racorduri pentru termostat un termometru şi ooglindă de iluminat

13

2 Luneta de punere la punct - privind prin ea se observă două cacircmpuri inegal iluminate

3 Compensatorul - serveşte la icircnlăturarea haloului colorat care apare la linia de separaţie a celor două cacircmpuri iar cu ajutorul scalei

4 se poate aprecia cifra de dispersie

5 Tambur pentru rotirea corpului prismei

6 Luneta de citire - este cuplată rigid cu luneta de punere la punct şi indicăvaloarea indicelui de refracţie a probei Domeniul de măsurare al refractometrului Abbe cuprinde indici icircntre 13 si 17 Scala permite citirea indicelui de refractie păna la zecimala a treia şi aprecierea celeide-a patra zecimale

31 Densitatea ndash metode de determinare in laborator

Densitatea unei substanthorne este o matilderime fizicatilde caracteristicatildesubstanthornei respective Densitatea absolutatilde se defineste ca fiind masaunitatildethornii de volumdens=mvavacircnd ca unitate de matildesuratilde gcm3 si kgm3Matilderimile prin care se defineste densitatea respectiv masa si volumul sunt dependente de presiune si temperaturatilde acesti factori influenthornacircnd valoarea densitatildethornii De aceea determinarea densitatildethorniicorpurilor solide si lichide se va face la temperaturatilde constantatilde icircn tot timpul determinatilderii iar pentru gaze trebuie respectatatilde si condithornia menthorninerii constante a presiunii Deoarece determinarea densitatildethornii presupune matildesurarea masei ordmi a volumului icircn practicatilde se determinatilde densitatea prin comparatie cudensitatea unui corp de referinthornatilde (densitatea relativatilde) de obicei apa distilatatilde pentru solide ordmi lichide ordmi aerul atmosferic uscat pentru gaze Astfel densitatea relativatilde se defineordmte ca fiind raportul dintredensitatea p a unui corp si p0 densitatea corpului de referintatilded=pp0

Cele mai utilizate metode pentru determinarea densitatildethorniilichidelor sunt- cu densimetre- cu picnometre- cu balanta Mohr-Westphal

Determinarea densitatildethornii cu densimetrulDensimetrul numit ordmi plutitor liber sau areometru fiind uninstrument bazat pe principiul plutirii corpurilor este format dintr-un tubde sticlatilde avacircnd prevatildezutatilde la partea inferioaratilde o umflatildeturatilde unde seintroduce mercur sau alice de plumb pentru menthorninerea sa icircn pozithornieverticalatilde la introducerea icircn lichide Citirea valorii densitatildethornii relative seface cu ajutorul unei scatilderi gradate aflatatilde pe tija densimetrului

Determinarea densitatildethornii cu picnometrulPicnometrele sunt vase de sticlatilde de diferite forme icircn functhornie de tipul de determinare Au capacitate

14

cunoscutatilde icircnscrisatilde pe vas ca de altfel ordmi temperatura de lucruIcircn cadrul lucratilderii se va urmatilderi determinarea- punctului zero al balanthornei- masei picnometrului gol- masei picnometrului pentru soluthornii date ordmi pentru apa distilatatilde- densitatildethornii relative

15

pe imprastierea luminii pe detaliile preparatului Orice neomogenitate din preparat va determina omodificare a directiei razelor de lumina Din punct de vedere constructiv se utilizeaza un condensorspecial alcatuit dintr-o oglinda concava si una convexa astfel incat doar razele de luminaimprastiate pe neomogenitatile preparatului sa ajunga in obiectivCondensoarele de camp intunecat ofera inclinari diferite razelor de lumina trimise spre preparatCand se doreste observarea detaliilor foarte fine se folosesc condensoare ce produc inclinari marifascicolului incident fiind necesar in acelasi timp marirea intensitatii luminoase deoarece fluxul delumina ce patrunde in obiectiv este foarte mic Atasate la microscop condensoarele de camp intunecattrebuies ccentrate foarte bine pe axul optic al microscopului in cazcontrar obtinandu-se imagini curdquoumbrerdquo

5 Microscopia de polarizareMicroscopia de polarizare se utilizeaza in evidentierea si observarea substantelor optic active cese gasesc in preparat Substantele optic active au proprietatea de a roti planul luminii polarizatePentru utilizarea acestei tehnici este necesarsa se ataseze la microscop un polarizor si unanalizor ambele confectionate din Spat de Islanda ce au proprietatea de a lasa sa treaca doar razele delumina ce au un anumit unghi de polarizare Aceasta tehnica se utilizeaza atat in microscopia de transmisie cat si in microscopia de reflexie In cazul montarii corecte a polarizorului si a analizorului doar razele de lumina ce strabat zonele din preparat ce contin substante optic active vor ajunge la observator

6Microscopia de fluorescentaFluorescenta este proprietatea anumitor substante de a emite lumina (radiatie vizibila) atunci candsunt excitate cu radiatie UV Deoarece multe substante de interes medical prezinta fluorescenta (acizi nucleici proteine) aceasta tehnica este foarte utilizata in practica de laborator si de cercetare medicala Fiecare substanta ce prezinta fluorescenta este caracterizata de o lungime de unda de excitatie (in UV )si de o lungime de unda de emisie (in vizibil) astfel incat tehnica poate nu doar pune in evidenta dar si identifica substantele respective In acest scop se utilizeaza filtre optice si de UV pentru selectarea radiatiei de excitatie si de emisie a substantei ce urmeaza a fi observata Filtrele se dispunca in figura 33In cadrul acestei tehnici pentru observarea substantelor ce nu prezinta fluorescenta in mod directse utilizeaza rdquomarkeri de fluorescentardquo substante ce au urmatoarele proprietati- fluorescenta intrinseca- aditivitate foarte mare- deterioreaza minim structura (substanta) de care se fixeazaCele mai utilizate sunt substantele din clasa flavinelor

7Microscopia de contrast de fazaEste o tehnica ce se utilizeaza in special pentru observarea celulelor si organismelor vii atuncicand tehnicile de colorare nu pot fi folosite Metoda pune in evidenta diferenta de drum optic pe care oface lumina trecand prin diferite zone ale preparatului (reamintim cadrumul optic este produsul dintre

2








3










4



14Sedimentarea



15Centrifugarea


16 Vascozitatea






5











6









h2= 4 o pg D2





7




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15








3










4



14Sedimentarea



15Centrifugarea


16 Vascozitatea






5











6









h2= 4 o pg D2





7




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15










4



14Sedimentarea



15Centrifugarea


16 Vascozitatea






5











6









h2= 4 o pg D2





7




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15



14Sedimentarea



15Centrifugarea


16 Vascozitatea






5











6









h2= 4 o pg D2





7




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15











6









h2= 4 o pg D2





7




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15









h2= 4 o pg D2





7




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15




23 Osmoza



II V = n R T




8






9


28



10










11




12











13











14


15






9


28



10










11




12











13











14


15


28



10










11




12











13











14


15










11




12











13











14


15




12











13











14


15











13











14


15











14


15


15

Subiecte Biofizica Lp

Documents

Transcript of Subiecte Biofizica Lp