phổ nguyên tử

ỨNG DỤNG QUANG PHỔ
TRONG VẬT LÝ Y SINH
ĐỀ TÀI : PHÉP PHÂN TíCH PHỔ
NGUYÊN TỬ VÀ PHƯƠNG
PHÁP ĐIỀU TRỊ LÂM SÀN
Thành viên :Phạm Huỳnh Long
Mai Anh Hoà


PHÉP PHÂN TÌCH PHỔ NGUYÊN TỬ
VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ LÂM SÀN

•
•
•

I GIỚI THIỆU VÊ PHỔ NGUYÊN TỬ
II PHỔ NGUYÊN TỬ :PHƯƠNG PHÁP ĐO
III CÁC ỨNG DỤNG TRONG PHÉP ĐO
PHỔ NGUYÊN TỬ
• IV VẬT LẤY MẪU TRONG PHÉP ĐO
• V Ứng DỤNG VÀ NHỮNG PHÁT TRIỂN GẦN
ĐÂY TRONG VIỆC PHÂN TÍCH PHỔ
NGUYÊN TỬ
VI HIỆU QUẢ CỦA VIỆC PHÂN TÍCH PHỔ
NGUYÊN TỬ


I GIỚI THIỆU VỀ PHỔ NGUYÊN TỬ
• Trong hệ thống sinh học việc phân tích nhgững nguyên tử phụ

thuộc vào cấu trúc của phân tử và tính chất đựa trên sư tập trung
và phần tử trong chất cần xác định chiếm tỉ lệ 0,01% tỉ lệ khôi
lượng của mẫu . Những ngun tố chính và những ngun tố vi
lượng có vai trị quan trọng trong viêc phân tích . Viêc xác định định
lượng và định tính của các nguyên tử có vai trị quan trọng trong
sinh hoc

• chức năng và cấu trúc của protein
• Sự vân chuyển của oxi trong máu
• Cấu trúc của các phân tư vi mơ


• Cấu trúc của mô thu đươc từ phép phân
tich phổ


Khi mơt người nào đó có triêu chứng của bệnh nếu điều trị
khơng đúng thì có thể dẫn đên tử vong ơ thời điểm

• Bệnh độc tố tích luỹ trong các mơ là đủ lớn ,khi phân tích
•
•

độc tố của mơ ta có thể đạt kết quả chính xác từ phép đo
khi lấy mẫu
Kỹ thuật đo Sư tập trung dòng chất lỏng trong cơ thể cần
những máy đo co độ nhạy cao trong khoảng 1/10^6(s)
với mẫu vài mlit hoặc sự giao thoa của mạng tinh thể
Phổ quan học quan tâm đến sự tương tác giữa bức xạ
điện từ và sự giao thoa của các hạt vật chất, trong khi đó

phổ nguyên tử là sự phân tích định lượng và định tính ,
kết quả của q trình phân tích được ghi lại nhờ kềt nối
với máy tính


Năng lượng dùng cho việc phân tích nguyên tử là những
nằm sóng trong vung tia cực tím đến ánh sáng khả kiến
hoặc chùm phơtơn có năng lượng cao hoặc điện từ trường
PHỔ NGUYÊN TƯ ĐO SỰ HẤP THỤ HOẶC PHÁT XẠ HUỲNH QUANG

AES:automic emission spectrometry
AAS:automic absorption spectrometry
AFS:automic fluorescence spectrometry
XRF: X-ray fluorescence spectrymetry
Những phương pháp này đươc sử dụng rộng trong việc
chuẩn đoán và điều tri lâm sàn theo phương pháp
định lượng ( nhờ thông số kỹ thuật được kết nối với
máy tính


II PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ
NGUYÊN TỬ
phương pháp : dùng máy phân tích+ thiết
bị hiển thị trong y học


• Thiết bị hiển thị dùng để phân tích


PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ NGUYÊN

TỬ

Phân tích AES , AFS là kỹ thuật phân tích định lượng của sư tương
tác của các tia năm trong khoảng UV đến vúng ánh sáng khả
kiến ta có thể nhìn thấy cấu trúc ngoai của e tự do và vạch phổ
thu được


trong kỹ thuât XRFhat mang nâng lượng cao tương tác với các e lân
cận , làm bức e ra khỏi nguyên tử khi nguyên tử ở trạng thái cơbản
, ở trạng thái bền vững này nguyên tử trung hoà về điện mỗi e
chiếm một mức năng lượng , khi bị kích thích e bức ra khỏi trạng
thái cơ bản chuyển lên mức năng lượng cao hơn năng lượng được
cung cấp do sư va chạm với các nguyên tử khác , nhiệt ,hạt photon
có năng lượng cao , thời gian tồn tại ở trạng thai này là rất ngắn
(cỡ 10^-8 giây) . e chuyển về trạng thái cơ bản phát ra năng lượng


Em - En=

hv

phương pháp nàyđươc sử dụng trong máy AES, AAS, AFS
• Em –En phụ thuộc vào bước sóng ,,trong điều kiện này
các e bị bức ra khỏi bề mặt về trạng thái cơ bản ,năng
lượng phát ra bức xạ năng lương , một phần năng lương
đó ở dạng quang có thể kiêm tra bằng bộ tach sóng AES.
Khi sóng ánh sáng đươc truyền vào thiết bị hiển thị các e
mang năng lượng vào sẽ trao đổi với các photon ánh
sáng  ánh sáng vào hệ thống sẽ bị suy yếu , nó được

hiểu là AAS , cuối cùng là bức xạ phát ra làm cho nị trở
về trạng th cơ bản
• Khi photon mang năng lượng cao kích thích thì các e lên
mức cao hơn ( K ,L .M)  kết quả tạo ra các obitan trống
nhưng được lấp đầy bởi các e khác lúc đó đồng thời phát
ra tia X –photon - đólà sự phát huỳnh quang tia X( X
RF)


• Tùy vào nguyên tắc tách sóng của quang phổ kế, X RF

•

•

•

phân ra làm hai loại –WDRF:waelength dispersive
XRF(dựa vào bước sóng ) – EDXRF energy dispersive :
(dựa vào độ phân giải) tất cả đều có sự phản xạ XRF
ln dươc phân tích mặt dù có thể phản xạ yếu đi
Ion Hidro và heli ,mang năg lượng cao dùng phát xạ bức
xạ làm cho các e chuyển tư mứcM N O Q… về phát ra tia
X , nó được hiểu như là sự phát xạ tia X(PIXE) đây là kỹ
thuật phân tích mới PIXE tương tự như một kính hiển vi
electron ,
Tương tự như XFR khi bán các nguyên tử mang theo
cac hạt phóng xạ vào vật thể, tia gama được phát ra
mơ tả tính chất của bức xạ tương ứng sử dụng cho
kích thích và phân tích phóng xạ

ở nhiệt độ cao plasma là kỹ thuật sử dụng rộng


• Cho việc trong đo nguyên tố vi lượng trong y tế và trong
sinh học , ngồi ra cịn dùng trong việc xác định đóng vị
phóng xạ

• III Phổ ngun tử : phương pháp đo
•

1. Máy phung : dùng ngọn lửa

• Dùng ngọn ngọn lửa đốt nóng trong việc phân tích mẫu

vật , cho ta kết qủa nhanh giao thoa và cấu trúc của
vật : ví dụ dùng ngọn lửa của H, Na K dùng trong viêc
phân tích mẫu vạt trong sinh học bằng phương phap
AES , AAS có thể phân tích được cấu trúc của mẫu vật
khoảng 11Mg / ml , trong thời gian gần đây thiết bị đã
được cải của đầu đốt nóng va xung phát ra nhanh hơn
va được kết nối máy tính


3.2 Máy phóng điện, nhiệt
• Đa số các hệ thống sử dụng dịng điện để đốt

•

nóng , kỹ thuật này ion hóa nguyên tử , sự gia
tăng nhiệt độ của chất hịa tan được làm

khơcấu trúc mẫu vật bị phá hủy làm cho
nguyên tử ở trạng thái cơ bản cũng giảm
Trong qúa trình này thì nhiệt độ lên đến 3000 K
, mẫu hình thành hơi ởnhiệt độ nàykỹ thuật
này cho phép phân tích cấu trúc mẫu cho kết
quả tốt


3.2 Máy phóng điện, nhiệt


3.3 Điện cực cảm ứng

• Ở thơi điểm ban đầu máy phóng điện đạt nhiệt độ cao
•

•

ngyn tư bị kich thích cho AES
Argon & các khí trơ khácdùng trong dụng cụ đo lường ,
khi nguyên tử Argon bị oxi hóa Ag, Ar +1e Ar-e quá
trình này xảy ra ở điện thế cao duy trì năng lượng từ
cuộn từ cảm ứng nối với may phát sóng , căp điẹn cưc
hoat đơng hoạt động trên 10.000 K trong dụng cụ như
mot ngọn đuốc
Đặc trương của AES phân tích mẫu nhiều nguyen tử ,
được quan sát trược tiếp phát ra ánh sáng ra anh sáng
đa sắc tới máy phân tich đơn sắc hoặc tách ra thành
những mảng nhỏ

3.4 Huỳnh quang tia X
• Phụ thc vào năng lượng bức xạ rọi hay chùm photon chiếu tới ,

•

thiét bi đo là nguồn tia đa sắc rọi từ ống phóng tia X . Đây là ứng
dụng quan trọng trong sinh học , sử dụng đồng vị phóng xạ như
Cm224 Fe55…bưc xạ ở nang lượng cao(trên 3kw) gây ra sự phát
xạ huỳnh quang và sư phân tán trong tinh thể
Những chùm tia nhiễuc xạ là do sự cham của các photon lên máy
phân tích, tia X phát từ mẫu vào trong bô tách dừng tinh thể, xung
phát ra từ máy tỉ lệ năng lượng của photon tia X , máy sẽ xo sánh
kết quả của mẫu phân tích với mẫu làm chuẩn được cài sẵn trong
máy .Máy đo phải được duy trì ở nhiệt độ thấp và trong chân khơng
sạch


IV
Mẫu lấy trong phép phân
tích phổ ngun tử
• Mục đích của việc lầy mẫu trong phép phân tich phổ

•

nguyên tử là để xác định thành cấu trúc bên trong
mẫu ,phương pháp phá hủy cấu trúc dùng nhiệt từ sóng
viba
Đối với mẫu lấy ở thể lỏng: do tính khơng tập trung của
chất lỏng nên việc phân tích mẫu phức tạp hơn ,khi phân

tích ở dạng lỗng hơi nước phải được tách ra , thành
phần được xác định dựa trên máy phân tích-thành
phần của nguyên tố


V ĐO PHỔ NGUYÊN TỬ : PHÁT TRIỂN GẦN &
ỨNG DỤNG

• 1. Đo phổ phát xạ của nguyên tử
Na ,Ka ,Li dùng để đo sự phát xạ của nguyên tử hoăc với
căp điên cực để xác định sự bức xạ , ở nhiệt độ thường
đa không xảy ra sử phát xạ . Nhưng khi bị kích thích thì
thì có sư phát bức của nguyên tử , đây là yếu tố quan
trọng trong sinh học để phân tích các tế bào có kích
thứơc 1mg/l nhờ thiết bị máy phân tích có độ chính xác
cao dẫn đến việc xác định đươc thành phần của các
nguyên tố trong cơ thể , ví dụ B.P,S ,Fe


1. Đo phổ phát xạ của nguyên tử


• Gần đây sư phát triển của hệ thống hiển thị quan học và

máy phân tích với bộ xử lý tín hiệu có độ nhạy cao ,các
ngn tố như Cu,Zn ,Al, Fe trong máu kết quả thu được
từ mẫu xét trong nghiệm , có vai trị quan trọng việc theo
dõi đặc tính hemoclialialyis để điều trị

• 2>Đo phổ hấp thụ của nguyên tử

•
•

•
•
•

2>Đo phổ hấp thụ của nguyên tử
Trong kỹ thuật phân tích lâm sàn chữa bệnh thận, và
sư gia tăng độc tố của nhơm , phương pháp này dùng
để phân tích thực phẩm & các mô sinh vật cho kết quả
tốtDùng để đo lượng canxi , AAS đựoc ứng dụng
Dùng để đo hàm lượng khống chất trong cơ thể để
phịng ngừa bệnh loãng xương,& viên khớp do thiếu
Mg ,Fe, Cu ,Zn..
AAS được sử dụng phần lớn trong phịng thí nghiệm theo
dõi dinh dưỡng & triệu chứng rối loạn gen
Xác định những phần tử trong chất lỏng khi có nồng độ
thấp


• Hầu hết nguyên tử của các nguyên tố cơ thể sinh vật có

•

thể đươc xác đinh bởi AAS mặc dầu nó chậm hơn so với
phương AES, nhưng đươc sử dung rộng đẻ kiểm tra đinh
lượng trong công nghệ quảng cáo

khi rọi bóng đèn 1500w của sợi wonfron có thể đươc sử
dụng như máy phát nhiệt , đươc đùng để phát triển
những thiết bị có thể được sự dẫn của , phân tích mẫu
trong thời gian đơtnóng để làm giảm bớt sự giao thoa

• 2 Đo phổ hấp thụ của ngun tử

• Được ứng dụng trong kỹ thuật phân tích lâm sàn , đo

lượng canxi trong xương, xác định khoáng chất trong cơ
thể ,chứng viên khớp do sự thiếu Fe và Mg trong cơ
thể , theo dõi lượng dinh dưỡngtrong hợp lý , biến dị gen
AAS được sử dụng phần lớn trong phịng thí nghiệm


4. Sư thăng hoa của chất rắn

• Trong phân tích và điều tri lâm sàn :
• Đa số các muối kim loại nó có trong nước tiểu ,máu , các mơ,, ví

•

•

dụ thủy ngân khơng có bằng chứng tồn tại trong cơ thể trong hóc
mơn răng nhưng nó là tac nhân gây bệnh sâu răng , sau khi tiến
hành phân tích ở nước tiểu và ở máu đã cị su chuyên sư tập trung
trong kim loại  thủy ngân có trong cơ thể phần lớn trong cơ thể
phần lớn là do thức ăn hải sản mang vào
Các quá trình tìm được các chất có trong mẫu bằng cách cho vào

trong lò nhiệt bằng cách nung bởi ngọn lửa axetylen hay với lị nhiệt
điện được tán nhỏ sau đó nung với nhiệt độ cao  chung được
thăng hoa vài hat được vào than nguội nơi chúng bị kẹt lại trên bề
măt nguyên tử hóa hơi có nhiệt độ cao, chúng ta thu đươc mẫu vật
và tiên hành phân tích
Phát hiện đặc biệt quan trong trong thời gian gần đây là của
asen,,của selenium trong cơ thể, sự hoạt động manh của chất này
gây rối loạn bệnh tim mạch,


• 3 .Phép đo phổ phát xạ huỳnh quang tia X

• Gần đây phép đo AFS đã được phát triển trong việc phân tích nước

tiểu ,sư tâp trung của máu để xác định sự tăng huyết áp , sự dẫn
của chì trong xương ,bằng phương pháp này đã tìm thấy lượng chì
trong xương nhưng khơng thấy trong máu , và lượng xương của
người mẹ giảm khi mang thai : bằng phương pháp đo lượng chi dẫn
trong xương của XRF