Phân tích mẫu sinh vật bằng máy quang phổ UV - Vis

Phần I CÁC BÀI THỰC TẬP Bài 1: Xác định lượng hoạt hóa q trình sinh học Bài 2: Tính thấm chọn lọc mơ sống Bài 3: Xác định độ bền màng tế bào hồng cầu Bài 4: Mơ phương pháp nghiên cứu đặc tính điện tế bào Bài 5: Xác định ngưỡng nghe Bài 6: Xác định hoạt độ phóng xạ Cs137 Bài 7: Phân tích mẫu sinh vật máy quang phổ UV - Vis BÀI XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HĨA CỦA Q TRÌNH SINH HỌC I MỤC TIÊU: Nắm ảnh hưởng yếu tố vật lý (nhiệt độ) tới tốc độ trình sinh học Đại lượng Q10 Năng lượng hoạt hóa Thành thạo phương pháp cô lập tim ếch, quan sát hoạt tính tự động-tuần hồn co bóp ảnh hưởng nhiệt độ tới tốc độ co bóp tim Tính lượng hoạt hóa q trình co bóp tim ếch tách rời II NỘI DUNG CHI TIẾT: Lý thuyết: Ảnh hưởng nhiệt độ tới tốc độ trình sinh học Đại lượng Q10 Năng lượng hoạt hóa Động học nghiên cứu tốc độ phản ứng ( hay trình) phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ, nồng độ có mặt chất xúc tác ức chế Để phản ứng hóa học xảy nguyên tử, phân tử chất tham gia phải thay đổi, phải xếp lại cấu trúc hình thành nên trật tự cấu trúc sản phẩm phản ứng Muốn vậy, nguyên tử phân tử phải có lượng tối thiểu để vượt qua hàng rào lực đẩy lớp vỏ điện tử để liên kết với nhau, lượng hoạt hóa lượng tối thiểu cần thiết để nguyên tử, phân tử tham gia vào phản ứng 1.1.Phân bố Maxwell – Boltzmann Theo Maxwell – Boltzmann, phân bố phân tử theo lượng có dạng Hình 1.1 Giả sử lượng tối thiểu cần thiết để phân tử chất tham gia vào loạt phản ứng ta thấy phân tử có lượng lớn có khả tham gia vào phản ứng tạo sản phẩm Số phân tử có E  nhiệt độ Số phân tử (n) Số phân tử có E  nhiệt độ Năng lượng (E) Hình 1.1: Sự phân bố phân tử theo lượng 1.2.Mối liên quan tốc độ phản ứng nhiệt Khi nhiệt độ thay đổi, làm thay đổi động chuyển động nhiệt phân tử Do tổng lượng phân tử thay đổi Chẳng hạn nhiệt độ tăng từ T1 lên T2 ( >) lượng phân tử tăng lên, số phân tử có lượng lớn nhiều hơn, thể đường cong phân bố Maxwell – Boltzmann dịch sang bên phải Do chúng có khả tham gia vào phản ứng nhiều làm cho tốc độ phản ứng tăng lên Mối liên quan tốc độ phản ứng nhiệt độ biểu diễn qua phương trình Arenius K= (1) Trong đó: K - tốc độ phản ứng R - số khí - lượng hoạt hóa z - hệ số va chạm p - yếu tố lập thể T - nhiệt độ tuyệt đối LnK  Hình 1.2: Sự phụ thuộc tốc độ 1/T phản ứng vào nhiệt độ Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lnK vào đại lượng thể hình 1.2 Đồ thị có ý nghĩa quan trọng,dựa vào xác định giá trị lượng hoạt hóa q trình: tgα = (2) 1.3 Đại lượng Q10 lượng hoạt hóa (Ehh) Năng lượng hoạt hóa cịn xác định thơng qua đại lượng khác - đại lượng Đại lượng hay gọi hệ số Van-hốp định nghĩa tỉ số hai số tốc độ phản ứng điều kiện chênh lệch 10°C = = (3) – số tốc độ phản ứng nhiệt độ ban đầu – số tốc độ phản ứng nhiệt độ = Đại lượng có ý nghĩa quan trọng Nó cho biết số tốc độ phản ứng tăng hay giảm lần nhiệt độ thay đổi 10°C Biểu thức toán học thể mối liên quan lượng hoạt hóa q trình với đại lượng sau: lg (4) Trong thực nghiệm xác định đại lượng việc tính giá trị lượng hoạt hóa q trình ( trình sinh học) trở nên dễ dàng Mục đích thực tập xác định lượng hoạt hóa q trình co bóp tim ếch tách rời Thực hành: 2.1.Dụng cụ, hóa chất vật liệu:  kéo to  bàn gỗ/xốp để ghim ếch  kéo nhỏ mũi cong  công tơ hút  chọc tủy  bình tam giác có nút cao su  khay mổ dùi hai lỗ  10 đinh ghim  nồi cách thủy  cốc thủy tinh  khay( chậu) nước đá  canuyl  nhiệt kế loại - 50°C  cuộn  1lít dung dịch Ringer dùng cho  ếch/ nhóm động vật biến nhiệt  khăn lau  đồng hồ bấm giây 2.2.Các bước tiến hành: 2.2.1.Cô lập tim ếch Dùng kim chuyên dụng chọc tủy ếch, đặt ếch lên bàn mổ, dùng ghim cố định chi ếch vào bàn mổ Dùng kéo to mở rộng xoang ngực ếch, cẩn thận cắt bỏ màng bao tim ta thấy tim ếch động mạch: rẽ sang trái, rẽ sang phải từ động mạch chủ Nhẹ nhàng lật tim ếch lên thấy tĩnh mạch chủ phía Dùng kéo panh nhỏ, luồn sợi dài chừng 15 – 20cm xuống động mạch tĩnh mạch chủ Cẩn thận luồn qua tĩnh mạch tĩnh mạch mỏng nên dễ bị rách Thắt chặt tĩnh mạch chủ động mạch phía bên phải ếch Nhẹ nhàng kéo sợi để nâng động mạch trái lên, cắt vát đường, tạo lỗ nhỏ để luồn canuyl có chứa dung dịch Ringer ( dung dịch sinh lý máu lạnh) vào sâu tâm thất xuất cột máu canuyl tim co bóp đẩy lên chứng tỏ canuyl đưa vào đến tâm thất Dùng ống hút rút bỏ máu canuyl, tiếp tục cho dung dịch Ringer vào canuyl để rửa tim toàn máu tim thay hết dung dịch Ringer Thắt chặt chỉ, buộc động mạch trái vào canuyl dùng kéo nhỏ cắt rời tim khỏi lồng ngực ếch Quả tim sau tách rời khỏi thể mà đập, đẩy cột dung dịch sinh lý canuyl lên xuống nhịp nhàng việc tách rời (hay lập) tim ếch đạt yêu cầu Gắn canuyl có tim ếch nhiệt kế vào lỗ nhỏ nút bình tạo ẩm cho bầu thủy ngân nhiệt kế mỏm tim độ cao (Hình1.3) Bình ẩm bình tam giác thủy tinh có chứa dung dịch sinh lý để tạo ẩm cho tim cô lập hoạt động tốt Nếu kỹ thuật tách tốt ta có tim ếch lập đập nhịp nhàng tới liên tục Hình 1.3 Hình ảnh tim ếch lập bình ẩm 2.2.2 Quan sát hoạt động xác định tốc độ co bóp tim nhiệt độ khác Chuẩn bị bình ẩm chứa khoảng 50ml dung dịch Ringer nhiệt độ khác đậy nút bình để cố định tim  Bình 1: Đặt nhiệt độ phịng thí nghiệm  Bình 2: Đặt máy điều nhiệt có nhiệt độ cao nhiệt độ phòng 10°C Khi nhiệt độ ổn định, tim đập cách đặn nhịp nhàng Đếm số nhịp đập tim thời gian phút – số tốc độ q trình co bóp tim ếch tách rời ( ) Đếm lần để lấy giá trị trung bình Lưu ý: xác định số tốc độ trình cách xác định thời gian mà tim đập 20 nhịp suy 60 giây đập nhịp Làm tiết kiệm thời gian Tiến hành tương tự nhiệt độ cao 10°C so với nhiệt độ phòng để xác định Cần ý lần thay đổi nhiệt độ phải chờ phút cho tim thích ứng với điều kiện nhiệt độ bình ẩm 2.2.3 Tính đại lượng Q10 lượng hoạt hóa Áp dụng cơng thức để tính đại lượng điều kiện tăng nhiệt độ: = Từ tính lượng hoạt hóa q trình co bóp tim ếch tách rời điều kiện là: lg [kcal] cần chuyển thành nhiệt độ tuyệt đối – nhiệt độ Kenvin (0K) Báo cáo kết thực hành: Kết thu lập thành bảng số liệu theo mẫu sau: Bảng tổng hợp số liệu trung bình Số Số Thời gian ( giây) Hằng số Nhiệt Lần Lầ thứ nhịp tốc độ Đại lượng độ Lần T.bình n3 tự đập K 20 20 … 20 Câu hỏi kiểm tra kiến thức: 1- Đối tượng nghiên cứu động học gì? 2- Thế lượng hoạt hóa phản ứng (một q trình)? 3- Mối liên quan số tốc độ phản ứng với nhiệt độ, phương trình Arenius? 4- Đại lượng ý nghĩa nó? I BÀI TÍNH THẤM CHỌN LỌC CỦA MƠ SỐNG MỤC TIÊU: Hiểu rõ sở tượng thấm chọn lọc màng tế bào mô? Hiểu chế vận chuyển vật chất qua màng tế bào? Năng lượng Nắm vững phương pháp dùng chất màu để nghiên cứu tính thấm ? II NỘI DUNG CHI TIẾT: Lý thuyết: Cơ sở tượng thấm chọn lọc chế vận chuyển vật chất qua màng tế bào Là hệ thống mở, tế bào sống thực q trình trao đổi chất với mơi trường bên ngồi Q trình xảy nhờ khả màng tế bào mô cho thâm nhập thải hồi chất khí, nước chất hồ tan qua Khả gọi tính thấm tế bào mơ Cấu trúc trạng thái sinh lý mô sống qui đinh tính thấm chọn lọc Tính thấm khơng phụ thuộc vào cấu trúc đặc trưng loại tê bào mơ mà cịn phụ thuộc nhiều vào trạng thái chức chúng Chính cấu trúc đặc trưng trạng thái chức loại tế bào mơ quy định tính thấm chọn lọc chất khác từ môi trường vào tế bào Một tế bào mơ khơng cịn khả hoạt động thực chức (khi tế bào bị chết) tính thấm chọn lọc khơng cịn Tính thấm màng tế bào thay đổi, luồng vật chất vào khỏi tế bào thay đổi theo Da ếch đối tượng thuận lợi để quan sát nghiên cứu tính thấm chọn lọc môt số chất Da ếch bao gồm biểu mơ phía ngồi mơ liên kết bên Biểu mô cấu tạo từ – lớp tế bào ( hình 2.1) Hình 2.1: Cấu tạo mơ da ếch Ngồi cùng, phủ lên biểu mơ màng cutin mỏng (1) có nguồn gốc từ dịch tuyến nhày lớp tế bào sừng (2) Tiếp theo lớp tế bào biểu mơ có dạng hình tròn, xếp thưa, tạo thành khe gian bào (3) Trong lớp tế bào có hình lăng trụ, nhân chúng có hình ơ-van, xếp xít gọi tế bào màng (4) Tất lớp tế bào gọi lớp tế bào sinh trưởng, chúng có khả phân chia mạnh để thay tế bào biểu mô già Dưới màng lớp mô liên kết – nơi định vị sắc tố màu xanh đen (5) Biểu mơ da ếch có khả hấp thụ cao, phản ứng axit yếu ( có tính axit yếu), cịn lớp mơ liên kết có khả hấp thụ yếu phản ứng kiềm yếu Với cấu trúc mô đặc trưng vậy, da ếch thấm chiều từ mô liên kết biểu mô số thuốc nhuộm có tính kiềm yếu xanh methylen Bởi lớp mơ liên kết có tính kiềm yếu, chất không bị phân li thành ion Chúng không bị hấp thụ mạnh nên dễ dàng khuyếch tán lớp biểu mô Ở lớp biểu mô có tính axit nên chất bị phân li bị hấp thụ mạnh chúng khơng có khả khuyếch tán theo chiều ngược lại 1.1.Bản chất hóa học vật chất ảnh hưởng đến chiều hướng vận chuyển qua màng tế bào mô Tốc độ chiều hướng thâm nhập chất vào tế bào mô phụ thuộc vào cấu trúc tính thấm chọn lọc màng mà cịn phụ thuộc vào chất chất vào mức độ thay đổi tính chất hóa lí chất Chẳng hạn, có chất thâm nhập vào nội bào tham gia vào phản ứng hóa học thành chất khác, chuyển từ trạng thái tự sang trạng thái liên kết, khả khuyếch tán trở lại mơi trường ngồi khó xảy Ví dụ, axit yếu kiềm yếu ngồi mơi trường chúng không phân li nên dễ dàng khuyếch tán vào tế bào Khi vào bên nội bào, điều kiện môi trường thay đổi nên chúng bị phân li thành ion, dễ tham gia vào liên kết hóa học nên khả khuyếch tán ngồi, nên axit yếu kiềm yếu có khả thấm chiều định 1.2.Cơ chế vận chuyển vật chất: 1.2.1 Vận chuyển thụ động định luật Fick Là chế vận chuyển vật chất qua màng theo tổng loại Gradien , không tiêu tốn lượng Quá trình vận chuyển diễn trình khuyếch tán, tuân theo định luật Fick = - DS – Tốc độ khuyếch tán vật chất qua màng – gradien nồng độ − tiết diện mà vật chất khuyếch tán qua khuyếch tán Dấu (-) công thức nêu lên ý nghĩa vật lý qúa trình sau thời gian khuyếch tán (t) lượng vật chất bị giảm so với giá trị ban đầu Tốc độ khuyếch tán lớn nồng độ chất ban đầu giảm nhanh 1.2.2.Vận chuyển tích cực lượng ATP Vận chuyển tích cực chế vận chuyển vật chất qua màng ngược tổng Gradien có tiêu phí lượng q trình trao đổi chất (ATP) Cơ chế gắn liền với hoạt động chất mang phân tử lypoprotein thành phần cấu trúc màng Hoạt động protein chất mang vận chuyển tích cực ion ngược gradien nồng độ chúng nghiên cứu chi tiết mô tả hoạt động bơm ion Thực chất bơm ion Na+ - K+ enzyme vừa có chức phân giải ATP vừa có khả gắn kết với hai loại ion Khi thực chức enzyme, protein thay đổi cấu hình, nhờ thay đổi cấu hình đưa ion từ vị trí đến vị trí khác… Thực hành: Phương pháp dùng chất màu nghiên cứu tính thấm 2.1.Dụng cụ, hóa chất, vật liệu - kim chọc tủy - kéo to - cuộn - khay mổ bàn mổ - ống thủy tinh hình trụ dài – 8cm , thủng đầu - nắp đậy nhôm nhựa, đục lỗ có đường kính đường kính ống thủy tinh - cốc thủy tinh loại 100ml - máy so màu để xác định mật độ quang học dung dịch - 100ml cồn 96° - 100ml dung dịch xanh methylen 0,05% dung dịch sinh lý - 1000ml dung dịch sinh lý dùng cho động vật biến nhiệt - pipet loại – 10ml giá để pipet - khăn lau dùng để mổ - ếch cho nhóm 2.2.Chuẩn bị túi da ếch quan sát tượng thấm chiều xanh methylen qua mơ da ếch Mỗi nhóm bắt ếch, dùng kim chọc tủy chọc vào ống sống làm cho ếch bất động Cẩn thận lột lấy da bắp chân ếch cho không bị thủng để làm túi da ếch Dùng túi da ếch, để nguyên, lộn ngược lại cho biểu mô vào ngâm vào dung dịch sinh lí cho da ếch giữ nguyên trạng thái sinh lí bình thường Hai cịn lại làm ngâm cồn 96° với thời gian 20 phút nhằm làm chết da ếch Dùng buộc đầu túi da ếch chuẩn bị vào ống thủy tinh hình trụ, cịn đầu buộc túm lại Cho dung dịch sinh lí vào túi để kiểm tra xem túi có bị rị rỉ khơng Nếu khơng, đổ dung dịch sinh lí đi, cho dung dịch xanhmethylen 0,05% vào nhúng túi vào cốc đựng lượng dung dịch sinh lý (Hình 2.2) Đặt cốc có túi da ếch vào bình ổn nhiệt có nhiệt độ 22°C 40 phút Sau nhận xét mắt thường xem xanh methylen khuyếch tán từ ngồi theo chiều nào: từ mơ liên kết biểu mô hay ngược lại từ biểu mô mô liên kết? Đồng thời so sánh với túi ngâm cồn xem có nhận xét gì, ghi nhận xét vào báo cáo kết với cán hướng dẫn thực hành Hình 2.2: Mẫu túi da ếch 2.3.Định lượng xanh methylene thấm qua mô da ếch máy quang phổ UV-Vis Sau đặt túi da ếch vào bình ổn nhiệt, chờ đợi kết quả, nhanh chóng chuẩn bị dung dịch xanh methylen có nống độ : 0,002; 0,004; 0,006; 0,008; 0.01; 0,02; 0,04% dung dịch sinh lí Dùng máy quang phổ UV- Vis xác định mật độ quang học (D) dung dịch vừa pha Dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang học vào nồng độ, ta có đồ thị chuẩn Sau 40 phút ( lâu đủ thời gian) nhấc bỏ túi da ếch khỏi cốc, dùng đũa thủy tinh khuấy dung dịch cốc đem xác định mật độ quang học máy quang phổ UV-Vis Dựa vào đồ thị chuẩn xác định nồng độ xanh methylen thấm qua da Báo cáo kết thực hành Kết thu lập thành bảng theo mẫu sau: Bảng tổng hợp số liệu Đối Da ngâm dung dịch sinh Da ngâm cồn 10 Tại phổ hấp thụ hồng ngoại lại liên quan đến lượng dao động phân tử? Cơ sở phép phân tích định lượng quang phổ hồng ngoại gì? Tại phổ phát quang lại liên quan đến lượng điện tử phân tử? Hãy nêu khác biệt chủ yếu phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại quang phổ hấp thụ hồng ngoại Nêu nội dung ý nghĩa đinh luật Stock Hãy nêu nội dung ý nghĩa định luật Vavilop BÀI 13 PHƯƠNG PHÁP LASER I MỤC TIÊU: Phân biệt đựơc trình xạ cảm ứng trình xạ tự phát Trình bày nguyên lý hoạt động máy phát laser nắm tính chất vật lý laser Trình bày hiệu ứng sinh tương tác laser với thể sống Nêu ứng dụng laser y sinh học II.NỘI DUNG CHI TIẾT LÝ THUYẾT 1.1 BỨC XẠ CẢM ỨNG LASER Ta gọi tập hợp hạt vi mô (các electron, nguyên tử, phân tử) hệ lượng tử Các trạng thái hệ có lượng gián đoạn Bức xạ tự phát dịch chuyển hệ từ mức lượng cao xuống mức lượng thấp khơng có tương tác mơi trường ngồi Q trình xạ tự 178 phát tiếp tục có trường bên ngồi tác dụng pha xạ khơng phụ thuộc trường bên ngồi Sóng điện từ tới làm tăng xác suất dịch chuyển điện tử hạt bị kích thích xuống trạng thái lượng thấp gây xạ Ta nói trường điện từ bên ngồi cưỡng hay gây cảm ứng xạ lượng tử Sự xạ lượng điện từ hệ lượng tử trạng thái kích thích tác động trường bên gọi xạ cảm ứng Dưới tác động lượng tử trường bên ngồi, hạt bị kích thích xạ lượng tử tương đương với tần số pha Xét hai mức lượng E E2, E1 mức bản, E mức kích thích, số hạt mức E1 N1 mức E2 N2 Nếu hệ trạng thái cân bằng, phân bố hạt theo mức lượng tuân theo định luật Boltzmann (1) E2 > E1; N2 < N1 Mặt khác theo định luật hấp thụ ánh sáng Bouger - Lambert I = I0e-ℓ (2)  =  (N1 - N2) (3) Trong ℓ bề dày lớp hấp thụ,  hệ số hấp thụ,  tiết diện hấp thụ Vì N2 < N1 nên  > I < I0, dòng lượng ánh sáng qua môi trường vật chất bị suy giảm Bằng cách đó, ta đưa hệ sang trạng thái khơng cân bằng, trạng thái mà N2 > N1 (với E2 > E1 trên) nghĩa tạo nên đảo lộn mật độ Khi  < I > I0, dòng lượng ánh qua môi trường vật chất khuếch đại Từ công thức (1) ta có: T E  E1 N K ln N2 (4) T lấy giá trị âm Ta gọi trạng thái khơng cân bằng, mật độ hạt hai mức lượng E1 E2 bị đảo lộn trạng thái nhiệt độ âm Khái niệm nhiệt độ âm khơng có ý nghĩa thực, dùng để mơ tả trạng thái khơng cân hệ mà đa số hạt mức lượng cao Sự cần thiết phải dùng khái niệm để áp dụng phân bố Boltzmann cho trạng thái đảo lộn mật độ Khái niệm nhiệt độ âm dùng với hai mức lượng xác định hệ, mà hai mức có đảo lộn mật độ (đối với hai mức nhiệt độ âm hai mức khác nhiệt độ dương) Lý thuyết xạ cảm ứng Einstein nêu lên từ năm 1917 Khả dùng xạ cảm ứng để khuếch đại ánh sáng Fabrican nêu vào 179 năm 1940 Nguyên lý dùng hệ lượng tử trạng thái nhiệt độ âm để khuếch đại ánh sáng biểu diễn hình 13.1 Nguồn lượng tạo nhiệt độ âm Bức xạ vào Hệ lượng tử Nguồn lượng tạo nhiệt độ âm Bức xạ (tia LASER) Hệ lượng tử (kích thích) a Bức xạ (tia LASER) b Hình13 1: Nguyên lý máy khuếch đại (a) máy phát (b) lượng tử Nhờ nguồn lượng bổ xung, chế vật lý đó, ta chuyển hệ lượng tử sang trạng thái nhiệt độ âm Chiếu vào hệ dịng photon có tần số phù hợp với biểu thức h = E2 - E1, hệ phát xạ cảm ứng, dòng lượng lớn dòng lượng vào Có thể khơng dùng xạ vào (như hình 13.1(b) Bức xạ vào xạ tự phát xảy cách ngẫu nhiên, sau xạ vừa phát lại đóng vai trị xạ vào Q trình nhân lên cách nhanh chóng Ta gọi xạ vào xạ kích thích hay xạ gây cảm ứng, xạ tương tác với hạt có lượng E2 làm cho hạt chuyển động xuống mức lượng thấp phát xạ cảm ứng Thuật ngữ LASER tiếng Anh có nghĩa khuếch đại ánh sáng phát xạ kích thích (light amplification by stimulated emisson of radiatition) Thuật ngữ LASER dùng cho ba khái niệm: 1- để thân tượng xạ cảm ứng (bức xạ laser), 2chỉ tượng khuếch đại phát sáng nhờ xạ cảm ứng (tia laser) 3để gọi tên thiết bị mà nguyên tắc hoạt động tuân theo nguyên lý (máy phát tia laser) Từ năm 1940 đến đầu năm 1960, kỹ thuật laser bắt đầu phát triển mạnh Người ta tìm nhiều phương pháp khác để tạo hệ lượng tử trạng thái nhiệt độ âm Nhờ thành công lĩnh vực mà nhà khoa học N G Basov, A.M Prokhorov (Nga) C.H Townes (Mỹ) giải thưởng Nobel vật lý năm 1964 1.2 MÁY PHÁT TIA LASER Hình 13.1 biểu diễn nguyên lý chung máy phát tia laser Máy có ba khối chức chính: 1- Mơi trường hoạt động hệ lượng tử có cặp mức lượng thích hợp, 2- Nguồn lượng tạo trạng thái nhiệt độ âm 3- Bộ phận cộng hưởng (buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi hệ thống dẫn quang Trong buồng cộng hưởng với hoạt chất laser 180 phận chủ yếu) Dưạ đặc điểm mơi trường hoạt động, có ba loại máy phát tia lrser: Máy phát tia laser dùng chất rắn (laser chất rắn) máy phát tia laser dùng chất khí (laser khí) máy phát tia laser dùng chất bán dẫn (laser bán dẫn) Ngoài ra, gặp thuật ngữ sau: máy phát phân tử (thí dụ máy phát phân tử amoniac), máy phát lượng tử quang học (tia laser phát có bước sóng nằm miền từ tử ngoại đến hồng ngoại, hay gặp cuối miền nhìn thấy phía đỏ đầu miền hồng ngoại), máy phát khuếch đại vùng sóng radio *Laser chất rắn Một máy phát lượng tử ánh sáng vùng nhìn thấy hồng ngoại phổ biến laser ruby Đó loại laser chế tạo năm 1960 (hình 13.2) Mơi trường hoạt động Ruby (một loại đá q) hình trụ, đường kính 0,4  2cm, chiều dài  20 cm Thành phần Ruby nhơm oxyt (Al2O3) có lẫn tạp chất crom (Cr) Hàm lượng crom vào khoảng 0,03 - 0,05 %, đặc tính quang học Ruby chủ yếu Cr tạo nên Hình13.2 biểu diễn mức lượng nguyên tử crom Nguồn lượng tạo trạng thái nhiệt độ âm (nguồn xạ bơm) đèn cộng hưởng (resonator) hai gương phẳng đặt song song với thẳng góc với trục hình trụ Thanh Ruby nằm hai gương, hai gương có đặc tính nửa suốt cho tia laser truyền qua, ta nhận tia laser qua gương Có thể thay hai gương hai mặt giới hạn hai đầu Ruby, hai mặt giới hạn phải gia công đặc biệt để chúng có tác dụng giống hai gương nói E2 M E1 Hình 13.2: Chuyển mức lượng laser Ruby Chuyển mức hấp thụ; Chuyển mức không xạ Bức xạ tự phát; Bức xạ cảm ứng Hoạt động máy sau Dưới tác dụng ánh sáng có bước sóng 550nm phát tử đèn xenon, nguyên tử Cr chuyển từ mức E lên mức E2 (hình 13.2) thời gian sống trạng thái E nhỏ, vào cỡ 10 -7 đến 10-8 giây Xác suất chuyển từ E2 xuống E1 nhỏ nhiều xác suất chuyển từ E xuống mức M Thời gian sống mức M lớn cỡ 10 -2 đến 10-3 giây Sự đảo lộn 181 mật độ xảy hai mức M E1, NM > N1 Bức xạ tự phát M E1 tương tác với nguyên tử crom khác có lượng M gây nên xạ cảm ứng Bức xạ tự phát M tới E đóng vai trị xạ kích thích Bức xạ cảm ứng phát sinh lại đóng vai trị xạ kích thích tiếp Bức xạ kích thích nhờ hai gương phẳng song song qua lại nhiều lần môi trường hoạt động Số lượng tử xạ cảm ứng tăng lên nhanh chóng Ở lối máy (gương nửa suốt) ta nhận tia laser Về chất, tia laser ánh sáng (sóng điện từ), bước sóng laser Ruby 694,3 nm Hiện hay dùng bước sóng tia laser nằm vùng từ miền tử ngoại đến hồng ngoại vi sóng Tia laser có nhiều ứng dụng có tính chất sau: - Tính kết hợp: Sự phát xạ tất nguyên tử xảy đồng thời, sóng ánh sáng phát từ tất nguyên tử có pha - Tính đơn sắc: xạ phát có bước sóng (/ = 10-12) - Định hướng cao: Chùm tia laser chùm song song (góc phân kỳ nhỏ) - Hệ số phát xạ đơn sắc lớn Hệ số phát xạ đơn sắc đại lượng vật lý đo số lượng mà vật xạ phát đơn vị diện tích bề mặt đơn vị thời gian ứng với bước sóng định Hệ số phát xạ đơn sắc laser Ruby vào cỡ 10 W/cm2 , mặt trời chi 0,2 W/cm2 *Laser chất khí Máy phát tia laser dùng chất khí Dajavan, Bennett Kherriot chế tạo năm 1961 (hình 13.3) Hình 13.3: Laser He-Ne Mơi trường hoạt động hỗn hợp khí neon (Ne) heli (He) Bộ phận máy ống thạch anh dài 80cm, đường kính 1,5cm chứa Ne áp suất 10 Tor He áp suất Tor Ne gọi khí hoạt hóa hay khí bổ trợ 182 Nguồn lượng tạo nhiệt độ âm máy phát tần số cao (cỡ 20-40 MHz) hờ điện cực ống chứa khí đặt điện từ trường tần số cao Bộ phận cộng hưởng hai gương phẳng nửa suốt (hệ số phản xạ cỡ 30%) đặt phía hai đầu ống Nguyên lý hoạt động máy trình bày sau (hình 13.4): 5s Ne He 3p Hình 13.4: Chuyển mức lượng laser khí Chuyển mức E1  E2 nguyên tử He va chạm với electron Nguyên tử Ne chuyển lên mức 5s va chạm với nguyên tử He mức E2 Chuyển mức E2  E1 nguyên tử He nhường lượng cho nguyên tử Ne Bức xạ tự phát 5s  3p nguyên tử Ne Bức xạ cảm ứng 5s  3p nguyên tử Ne Trường điện từ tần số cao gây nên phóng điện qua khí Va chạm electron nguyên tử He dẫn đến kết qủa nguyên tử He chuyển từ mức lượng E1 lên mức lượng E2 Mức E2 nguyên tử He có thời gian sống cỡ 10-2-10-3 giây Nguyên tử He chuyển mức E cách xạ Nguyên tử He va chạm với nguyên tử Ne nhường lượng cho nguyên tử Ne Sau va chạm, nguyên tử He chuyển mức E 1, nguyên tử Ne chuyển từ mức lên mức 5s (mức 5s nằm mức E 2) Sự đảo lộn mật độ xảy hai mức 5s 3p nguyên tử Ne Bức xạ tự phát 5s đến 3p đóng vai trị xạ kích thích, tia laser phát sinh dịch chuyển cảm ứng 5s đến 3p ứng với bước sóng 632,8nm Laser chất rắn thường làm việc chế độ xung Ưu việt laser khí làm việc hai chế độ: xung liên tục, tính kết hợp cao laser rắn, đơn sắc laser rắn (bề rộng phổ 3.10-8 nm, hẹp bề rộng phổ laser Ruby 105 lần Nhược điểm laser khí cơng suất xạ không cao, vài mW chế độ liên tục 50W chế độ xung * Laser bán dẫn Máy phát tia laser dùng chất bán dẫn Hall chế tạo năm 1962 183 Hình 13.5: Máy phát tia laser dùng chất bán dẫn GaAs p -bán dẫn loại positive n - bán dẫn loại negative A - cực dương, K - cực âm, R mặt phát xạ Môi trường hoạt động chất bán dẫn, hai phiến gali-asenua GaAs đặt tiếp xúc nhau, phiến bán dẫn loại p phiến bán dẫn loại n, hai phiến hình thành lớp tiếp xúc p-n Nguồn lượng tạo trạng thái nhiệt độ âm dòng điện mật độ dòng lớn 2000-8000 A/cm2 Bộ phận cộng hưởng hai mặt giới hạn bên khối hộp chữ nhật chất bán dẫn nói trên, hai mặt có tác dụng gương phản xạ nửa suốt (hệ số phản xạ 30%) hai mặt mặt phản xạ bố trí tránh song song để loại xạ theo phương không cần thiết, mặt mặt nối với điện cực Cấu tạo laser bán dẫn tương tự diode tiếp mặt nên laser bán dẫn có tên gọi laser diode Sự đảo lộn mật độ xảy miền hóa trị miền dẫn, đảo lộn mật độ điện tử lỗ trống tái hợp miền tiếp xúc p - n tác dụng dòng điện mạnh Phương pháp tạo đảo lộn mật độ chất bán dẫn gọi phương pháp tiêm phân tử tải điện không vào lớp chuyển tiếp p - n Còn phương pháp dùng xạ quang (ánh sáng) hệ mức lượng để tạo trạng thái đảo lộn mật độ nói phần laser rắn (laser ruby) gọi phương pháp quang học Ưu việt laser bán dẫn kích thích đơn giản, biến trực tiếp lượng điện thành lượng laser vùng phổ mở rộng, hiệu suất cao (trên 50%) hoạt động chế độ xung liên tục Nhược điểm mức độ đơn sắc laser chất rắn laser chất khí 1.3 ỨNG DỤNG CỦA LASER Trước nói ứng dụng tia laser nhắc lại phương pháp phẫu thuật nhờ dao điện nhiệt Phương pháp đốt nóng xuyên sâu (Diathermancy) áp dụng để đốt phẫu thuật Hình 13.6 cho thấy cách bố trí điện cực để thực liệu pháp Điện cực K gọi dao nhiệt điện Cơ sở vật lý liệu pháp dùng nhiệt Joule-Lenx tỏa dòng điện qua tổ chức Điện cực mũi nhọn có tác dụng tạo nên mật độ dòng điện lớn khu trú vùng tổ chức cần cắt đốt 184 Dao nhiệt điện áp dụng phẫu thuật không chảy máu, chỗ bị cắt đốt mạch máu hàn lại Tuy nhiên kích thước dao khơng thể giảm nhỏ q, không thực liệu pháp mức độ tế bào Hình 13.6: Dao nhiệt điện Các điện cực nối với máy phát có tần số cao (1 2MHz) cường độ dòng 1 1,5A Tia laser định hướng, mật độ dịng lượng lớn, hội tụ tia laser lên điện tích nhỏ (đường kính vệt sáng chiếu lên vật cỡ 0,2mm nhỏ đạt mức tế bào, mật độ dòng lượng 50 Joule/cm2) sở vật lý dao laser hay lửa laser dùng nhiệt đo tổ chức bị chiếu hấp thụ lượng tia laser (tia hồng ngoại) Người ta áp dụng tia laser để đốt phá, cắt bỏ ung thư da, phẫu thuật nhãn khoa, nghiên cứu cấu tạo tế bào… Võng mạc mắt người bị bong khỏi lớp màng mạch (bệnh bong võng mạc) Người ta dùng thiết bị soi đốt đông võng mạc, thiết bị cho phép phát chỗ bị bong, hội tụ tia laser đốt đông hàn lại chỗ Phương pháp gọi quang đốt đơng dùng tia laser hay laser đốt đông Liệu pháp laser đốt đơng dễ làm, nhanh chóng khơng đau hiệu Trong nghiên cứu tế bào người ta chiếu tia laser lên quan riêng biệt tế bào, theo dõi thay đổi quan bị chiếu qua kính hiển vi Hình 13.7 cho thấy sơ đồ cấu tạo thiết bị loại Hình 13.7: Kính hiển vi dùng nguồn sáng laser Nguồn laser; Gương nửa phản xạ; Vật kính kính hiển vi; Tiêu bản; Mắt quan sát 185  Laser y học Việc ứng dụng thành tựu vật lý vào y học việc làm thường xuyên, tất yếu thiết bị y tế thực sản phẩm vật lý, khơng có nhiều chun ngành vật lý đủ sức tạo nên chuyên ngành tương ứng y học Đạt tới mức độ có X - quang chuyên ngành, vật lý hạt nhân laser Trong chẩn đốn hình ảnh y học hạt nhân đời từ lâu biết tới nhiều, laser y học mảnh đất cần tiếp tục khai phá Trong y học, laser ứng dụng mạnh chẩn đoán lẫn điều trị Tuy nhiên, điều kiện Việt Nam, laser ứng dụng chủ yếu lâm sàng Vì khn khổ tài liệu ta nói đến laser trị liệu, nhiên cần nhớ rằng, phương pháp phân tích quang phổ dựa vào laser phân tích ảnh giao thoa, phương pháp hiển vi laser phương pháp tồn kí laser có triển vọng lớn, đặc biệt phương pháp cắt lớp laser mang lại độ xác cao 1.3.1- Đặc tính kỹ thuật laser Tuy laser loại sóng điện từ với bước sóng nằm khoảng từ tử ngoại, khả kiến đến hồng ngoại có tính chất đặc biệt mà nguồn sáng thơng thường khơng thể có Điều khiến cho có ưu việt bật ứng dụng nhiều kỹ thuật đời sống có y học Những tính chất bật laser là: tính kết hợp cao, độ đơn sắc cao, độ chói phổ lớn mặt kỹ thuật người ta tạo tia laser có khả tập trung, có độ định hướng cao Mỗi tia laser có bước sóng Độ lệch khỏi giá trị  = max - min đuợc gọi độ rộng phổ chùm ánh sáng Có nhiều phương pháp khác để tạo ánh sáng đơn sắc nhiên độ rộng phổ phương pháp khác khác nhau: kỹ thuật khác đạt tới độ rộng phổ  cỡ 0,1 đến 10 nm kỹ thuật laser đạt tới độ rộng phổ 0,01 nm Tính đơn sắc laser có ảnh hưởng nhiều tới tác dụng sinh học Độ chói tỷ số cơng suất chùm tia sáng độ rộng phổ Với tia laser, độ rộng phổ  nhỏ nên độ chói phổ - đặc trưng tác dụng sinh lý ánh sáng trở nên lớn Người ta tính rằng, độ chói phổ laser He - Ne lớn độ chói nguồn sáng mặt trời ngàn lần, dù công suất laser nằm khoảng mW Nhờ đặc tính kỹ thuật, chùm sáng laser thu tia mảnh Điều tạo hai lợi thế: 1- điểm chạm tia laser vào thể 186 nhỏ - cơng suất tia laser thay đổi dải rộng để từ tăng lên giá trị lớn Trong phẫu thuật, nhiều đường rạch tia laser vết thương giảm tới bậc m người ta nói bác sĩ phẫu thuật dùng tia laser để “chạm khắc” lên thể Độ xác có Tia laser truyền thẳng qua khơng khí, truyền qua khớp quang - truyền qua sợi cáp quang Quang sợi (hay dây quang dẫn) phát minh kỹ thuật đặc biệt liên quan tới laser ánh sáng nói chung Đó lõi làm thủy tinh thạch anh (silica) đóng vai trị truyền tia Phía ngồi lõi lớp phủ thủy tinh có chiết suất nhỏ Do vậy, tia sáng chiếu vào mặt phân cách góc tới vượt góc giới hạn xảy tượng phản xạ toàn phần Kết đến cuối dây, tia laser ngồi khơng cịn tượng phản xạ tồn phần Ngồi hai phía thủy tinh có ý nghĩa định truyền sáng, quang sợi bọc với lớp bảo vệ polymer, thường Teflon Chính quang sợi mở rộng khả ứng dụng laser lên nhiều (laser nội mạch, nội soi) Ngồi đặc tính kỹ thuật vậy, hiệu ứng sinh học laser tương tác với thể sống khiến cho việc ứng dụng laser y học đạt tới phạm vi vô rộng lớn 1.3.2 Hiệu ứng sinh học tia laser Các hiệu ứng sinh học tia laser nghiên cứu thấu đáo tạo sở vững cho laser y học Nếu mặt vật lý, laser phân loại theo trạng thái cấu tạo laser (laser rắn, lỏng, khí) y học, laser chia theo cơng suất phát, đại lượng định hình thái sử dụng laser thực tế Theo laser chia thành laser cơng suất thấp (hay laser mềm, laser không nhiệt) - cỡ mW laser công suất cao (hay laser cứng, laser nhiệt) cỡ W Laser công suất mW chủ yếu sinh hiệu ứng kích thích sinh học thường sử dụng vật lý trị liệu, cịn laser cơng suất cao sinh hiệu ứng nhiệt tạo nhiều phương pháp điều trị can thiệp khác Trong hiệu ứng kích thích sinh học (biostimulation), quang chuyển thành hóa sau xạ laser hấp thụ chất nhận quang (photoreceptor) Kết hợp với khả đáp ứng kích thích thể, dẫn tới việc thay đổi cường độ hay chiều hướng q trình chuyển hóa tế bào sau biến đổi protein Kết laser có tác dụng kích thích sinh tổng hợp ATP, kích thích sinh tổng hợp acid nhân protein, thay đổi 187 trạng thái oxy hóa khử tế bào… Về mặt tổ chức thể, có đáp ứng phản ứng viêm, phản ứng đau đáp ứng hệ miễn dịch, hệ nội tiết tim mạch lâm sàng laser công suất thấp có tác dụng chống viêm, chống đau, chống thối hóa (xương khớp)… Kích thích (%) Saccharomycedes ludwigii Torulopis sphaerica Candida biodinii Candida maltose Saccharomyces cerevisiae Candida biodinni (trong methanol) 140 120 100 80 101 102 Hình 13.8: Hiệu ứng kích thích sinh học phụ thuộc vào liều 103 104 Liều J/m2 Hiệu ứng kích thích sinh học phụ thuộc vào liều (năng lượng hấp thụ) Nếu liều nhỏ, hiệu ứng chưa thể xảy Nếu liều lớn, hiệu ứng giảm dần đi, chí sinh phản hiệu ứng Có giá trị liều nằm hai giá trị cho hiệu ứng kích thích sinh học có giá trị cực đại Đây giá trị mà ta cần đạt sử dụng laser chữa bệnh (Hình 13.8) 1.3.3- Hiệu ứng quang nhiệt Hiệu ứng quang nhiệt xảy lượng photon hấp thụ chuyển thành nhiệt Nếu lượng nhiệt làm tăng nhiệt độ số thành phần định tồn vùng mơ có tia laser chiếu vào ta gọi hiệu ứng quang nhiệt chọn lọc Còn nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ tồn vùng mơ hiệu ứng quang nhiệt không chọn lọc đơn giản ta gọi hiệu ứng nhiệt Cũng cần lưu ý đến tượng truyền nhiệt gây nên hiệu ứng tăng nhiệt độ vùng mô lân cận không bị tia laser chiếu vào Tuy nhiên quan trọng phản ứng mô nhiệt độ tăng Đối với người, tăng nhiệt độ tới khoảng 43 0C hiệu ứng tăng nhiệt phạm vi hẹp Tác dụng sinh học gia tốc phản ứng thúc đẩy trình trao đổi chất Đấy thay đổi thuận nghịch: kết thúc q trình tăng nhiệt độ, mơ hồn tồn trở trạng thái ban đầu Với nhiệt độ nằm khoảng từ 45-500 xuất thay đổi cấu trúc bậc ba, bậc bốn đại phân tử sinh học khiến cho hoạt tính sinh học chúng thay đổi, với enzyme Nếu tăng nhiệt xảy thời gian ngắn, trình thuận nghịch, thời gian tác dụng nhiệt dài hơn, trình bắt đầu trở nên bất thuận nghịch 188 Nhiệt độ 60-1000C làm đơng vón protein Enzyme hoạt tính, hoạt động trao đổi chất khơng cịn: tế bào chết Q trình gọi quang đơng (coagulation) Nhiệt độ 100-3000 C gây bay nước mạnh Sự bốc mạnh đến mức kéo theo số thành phần chất rắn Trên 3000 C gây nên bay khuôn cấu trúc rắn Như nhiệt lượng Q sinh lớn, nhiệt độ mô lên tới >100 0C, nước mô bị bay để lại mô vùng khuyết Đây nguyên lý dùng laser để cắt, rạch hay bốc bay tổ chức Và dao mổ laser dùng ngoại khoa Nếu lượng nhiệt sinh hơn, hiệu ứng bốc bay chưa xuất mà xảy tượng đơng vón protein Đấy trường hợp dùng laser “mỏ hàn” hàn bong võng mạc cầm máu ca mổ Trong nhóm hiệu ứng nhiệt, có hiệu ứng phân hủy quang nhiệt chọn lọc Các chất hấp thụ ánh sáng mô gọi chromophore Sự hấp thụ phụ thuộc vào chromophore, bước sóng Sự hấp thụ vùng bước sóng đỏ hồng ngoại gần (600nm tới 1200 nm) tương đối yếu bề mặt, tia laser có khả xuyên sâu Vùng gọi “cửa sổ quang học”, nơi melanin hemoglobin chromophore Ở vùng hồng ngoại trung xa, nước có độ hấp thụ mạnh Như hình 13.9 ta thấy rõ: hấp thụ ánh sáng ứng với đỉnh đặc trưng, gọi đỉnh hấp thụ Hấp thụ Hemoglobin Melanin Nước Tán xạ 300 400 500 Tử ngoại 600 700 800 900 10001500002000030000 10000000200000 400000500000750000 nm Hồng ngoại gần Hồng ngoại Hình13 9: Đỉnh hấp thụ với chromophore điển hình Nếu chọn bước sóng dài thời gian chiếu thích hợp, ta dùng hiệu ứng nhiệt để gây tổn thương mơ đích mà không làm tổn thương mô xung quanh Đây nguyên lý phân hủy quang nhiệt chọn lọc, R.Anderson S.Parrish đề xướng năm 1983 189 Để có hiệu ứng hay hiệu ứng khác, tham số vật lý tia laser đóng vai trị định Với mật độ công suất cao thời gian tác dụng ngắn hơn, ta có hiệu ứng hiệu ứng nhiệt 1.3.4 Một số hiệu ứng khác Hiệu ứng quang bóc lớp (photoablation) cắt bỏ vật chất đơn mà khơng có tổn thương nhiệt mép Nguyên lý hiệu ứng nguyên lý phân ly Với bước sóng ngắn (190-300nm) lượng photon lớn lượng liên kết phân tử Do liên kết phân tử bị phá vỡ, thành phần mơ bay mà khơng có nhiệt sinh mép tổ chức Hiệu ứng nhiệt xảy tinh tế, vài micromet Hiệu ứng xảy bước sóng dài Khi phân ly có diễn biến khác Ban đầu, quang biến thành nhiệt năng, độ rộng xung laser vài micro giây nên nhiệt khu trú phân tử nước đặc trưng phổ hấp thụ mà khơng lan tỏa Nhờ q trình bay nước xảy tức độ sâu khoảng 10 m Hiệu ứng quang kết tạo thành plasma, bay dạng nổ, tượng tạo lỗ hổng Tất liên quan đến tượng tạo sóng xung kích Giả sử laser Nd:YAG có mật độ cơng suất cao (10 10-1012 W/cm2) phát xung cỡ nano pico giây diện tích nhỏ Khi ngun tử bị ion hóa tạo plasma (Trạng thái vật chất có ion điện tử tự lượng cao) Tại biên vùng ion hóa có gradient áp suất lớn tạo sóng xung kích lan tỏa, tạo hiệu ứng phá hủy đường sóng Như vậy, sau giai đoạn nhiệt, cuối quang biến thành Hiệu ứng quang động học dùng để phá hủy mơ đích cách chọn lọc dựa hai nhân tố: 1- mô hấp thụ chọn lọc chất cảm quang - chất cảm quang hấp thụ chọn lọc laser bước sóng định Nếu chiếu laser có bước sóng lên thể mơ có chất cảm quang chịu tác động Sau hấp thụ photon, chất cảm quang đóng vai trò xúc tác tạo hợp chất oxy độc cho tế bào oxy nguyên tử, hydropeoxyde (H 202), nhóm hydroxyl (OH) oxy nguyên tử quan trọng Chính chất giết chết tế bào Hơn oxy singlet có thời gian sống ngắn nên tác dụng độc phát huy tế bào nơi sinh Nghĩa tế bào bị giết chết cách chọn lọc Hiệu ứng quang động học (PhotoDynamic Therapy-PDT) dùng để tiêu diệt khối u ung bướu, điều trị bong võng mạc tăng sinh mạch máu nhãn khoa, phá cục máu đông mạch máu tim mạch, điều trị tổn thương mạch máu da liễu GHI CHÚ 190 Nói đến Laser nói đến hệ lượng tử Ở quy luật lượng tử chi phối hoạt động hệ Chúng ta cần đến hệ thức bất định Heisenberg lượng: ∆W ∆t ≈ h ∆W độ bất định lượng, ∆t bất định thời gian mà thời gian hệ tồn trạng thái h số Planck h = 6.625 ∆W lớn (càng bất định) thời gian tồn trạng thái ngắn (∆t bé) Ngược lại ∆W bé (càng xác định) thời gian tồn hệ trạng thái lâu (∆t lớn) Trạng thái có lượng bất định trạng thái khơng bền Trạng thái có lượng xác định trạng thái bền Trạng thái kích thích trạng thái không bền Trạng thái trạng thái bền Để hiểu rõ chế phát Laser ta cần phân biệt nguồn sáng bình thường nguồn sáng Laser theo sơ đồ sau Sơ đồ (b) Hình Quá trình xạ tự phát xạ cưỡng ánh sáng (a) trình xạ ánh sáng thường, � thời gian tồn (thời gian sống) electron trạng thái lượng E 1, EM (b) trình xạ cưỡng ánh sáng; (1) photon kích thích (một photon phát đóng vai trị photon kích thích; (2) photton cảm ứng; EM trạng thái siêu bền có thời gian sống lâu trạng thái kích thích Sự có mặt trạng thái siêu bền tạo nên đảo lộn mật độ nguyên tử (số nguyên tử trạng thái lượng cao hơn, nhiều trạng thái bản) Photon xạ theo hướng photon kích thích HƯỚNG DẪN NỘI DUNG THẢO LUẬN Chia lớp thành nhóm để chuẩn bị nội dung thảo luận vấn đề sau: Nội dung xạ cảm ứng xạ tự phát Tính chất vật lý lazer loại máy phát tia lazer Hiệu ứng sinh học tia lazer tương tác với thể sống Ứng dụng lazer Y sinh học CÂU HỎI KIỂM TRA KIẾN THỨC Hãy cho biết chất tia lazer? Nêu tính chất vật lý lazer? 191 Nêu loại máy phát tia lazer cho biết ưu việt lazer khí so với lazer rắn? Hãy nêu số ứng dụng lazer y sinh học, sở lý – sinh ứng dụng đó? 192 ... 1,12 3, 36 Da 1,16 3, 48 Gân 3, 22 Sụn Xương Bảng 4: Độ tản mát MHz (dB/cm) Tổ chức MHz MHz Máu 0,12 Mỡ 0,61 13 46 Thần kinh 0,88 Cơ 1,2 24 Mạch máu 1,7 32 Da 2,7 39 Gân 4,9 59 Sụn 5,0 68 Xương 13, 9... 1.5.Đồng vị phóng xạ Cs 137 : Đồng vị phóng xạ Cs 137 đồng vị phóng xạ nhân tạo, có số thứ tự Z= 55 số khối A= 137 Nó phân rã phóng xạ để trở thành Ba 137 Cs 137 có chu kỳ bán rã T= 30 ,17 năm Vì thường... a = 30 µm 2- Sợi thường ngắn sợi thần kinh, nên cần dịch chuyển x khoảng từ 0,0mm đến 0 ,38 mm theo bảng sau: I0 = 10nA x 0,0 … … … … … … 0 ,38 (mm) mm mm V(x) I0 = 15nA x 0,0 … … … … … … 0 ,38 (mm)