Қ АЗАҚСТАН -Р ЕСЕЙ МЕДЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ М ЕДИЦИНАЛЫҚ БИОФИЗИКА ЖӘНЕ ИНФОРМАТИКА КАФЕДРАСЫ СӨЖ Тақырыбы: Электр және магнит өрістерінің т ірі ағзаға. - презентация

1 Қ АЗАҚСТАН -Р ЕСЕЙ МЕДЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ М ЕДИЦИНАЛЫҚ БИОФИЗИКА ЖӘНЕ ИНФОРМАТИКА КАФЕДРАСЫ СӨЖ Тақырыбы: Электр және магнит өрістерінің т ірі ағзаға әсері. ЯМР мен ЭПР –ді медициналық зерттеулерде қолдану Орында ғ ан: Махамбетова.Г.З Факультеті: Жалпы медицина Тексерген: Тобы: 112 «Б» Алматы,2018ж.

2 Жоспар: |I Кіріспе: II Негізгі бөлім: 1.Тірі ағзаға электр және магнит өрістерінің әсері. 2. ЯМР және ЭПР құбылыстарды медициналық зерттеулерде қолдану. Электр өрісі Магнит өрісі ЭПР спектроскопиясы ЯМР – спектроскопиясы 3. Адам ағзасына физикалық сипаттағы факторлармен әсер ететін электрлі терапияның негізгі әдістерінің классификациясы III Қорытынды бөлім: IV Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

3 Физикалық құбылыстар әртүрлі типті болады. Бүкіл әлемдік тартылыс заңына сәйкес бір-біріне тартылыстағы екі планетаны қарастырайық. Планеталар-астрофизиканың, яғни аспан денелері физикасының зерттейтін объектілері. Ал тартылыс? Бұл да физиканың зерттейтін объектісі; дегенмен де планеталар мен тартылыс -мүлдем бір-бірінен өзгеше объектілер. Егер планеталар-атомдардан, молекулалардан, одан да күрделі қосылыстардан түзілген ірі денелер болса, ал тартылыс-қоршаған кеңістікте таралған денелердің касиеті. Дегенмен де, ол-массасы, тығыздығы бар жоне басқа да сипаттамаларға ие болатын, сонымен қатар гравитон деп аталынатын бөлиектерден құралған материялық, объект, "өріс". Әзірге гравитациялық өріс туралы ақпарат көп емес, есесіне, атомдар мен молекулаларды бүтіндей және де бүкіл тіршілік дүниесін біріктіріп байланыстыратын электромагниттік өріс жайлы деректер мол. Барлығымызға белгілі, жалпы күштік өріс деп берілген күш әсері сезілетін кеңістікті айтамыз.

4 Электромагниттік күштер гравитациялық күштерге қарағанда әлдеқайда күштірек. Электромагниттік күштер кейбір мезеттерде білінбейді, өйткені оларльң әрі тартылыс және әрі тербеліс күштері болып келуінде. Сондықтан да система үшін бұл қарама-қарсы күштер бірін-бірі өте дәл компенсациялап тұрады. Ал гравитациялық күштер тек тартылыс күштері болып табылады. Электромагниттік өрістің "бөлшектері"-фотондар-сәуле шығарушы денеден жарық порциясы немесе радиотолқын (дәлірек айтсақ-өріс энергиясынъң порциясы) ретінде өз еркімен қозғалып жүре алады. Қазіргі кванттық механикаға сай кез-келген бөлшекке толқын немесе толқынның үзілісі сәйкес келеді. Тағы да әрбір бөлшекке өзінің өрісі сәйкестендіріледі. Мұндай мағынада бөлшектер мен өрістің табиғаты бір екенін көруге болады. Алайда екеуі бір- біріне келтірілмейді; кезінде бөлшекті өрістің бөлігі деп көрсетпекші де болған. Қазіргі кезде бұлар корпускулалык, және толқындық аспектілердің бірлігі деп қарастырылады. Өте тереңгі деңгейде қарастырғанда микрообъектілер бөлшектер де, толқындар да емес.

5 Тірі а ғ за ғ а электр ж ә не магнит ө рістеріні ң ә сері ЯМР ж ә не ЭПР құ былыстарды медициналы қ зерттеулерде қ олдану. Электрлік зарядталған денелердің қасиеттері адамзатқа қазіргі кезден 2,5 мың жылдай бұрын белгілі болған. Зарядтардың оң және теріс деп, шартты түрде, аталынған екі түрлі болатындығы мәлім. Дененің аттас зарядтары бір- бірінен тебіледі, ал әр аттас зарядтар-тартылады. Олардың өзара әсерлесу күші Кулон заңымен сипатталады, яғни ол зарядтардың шамаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және олардың өзара арақашықгығыньң квадратына кері пропорционал болады. Барлык, зарядтар шамасы е~1,6*10 К кулонга тең минимал элементар зарядқа еселенеді. Дәл осындай заряд теріс зарядталған электронда болады және де барлық басқа зарядталған элементар бөлшектерде: оң протондар мен позитрондар да,оң және теріс мезондарда болады.

6 Біра қ та осы к ү нге дейін электрон зарядыны ң таби ғ аты ж ә не зарядты ң бір та ң басыны ң екіншісінен айырмашылы қ м ә ні т ү сініксіз. Зарядты ң квантталу себебі т ү сініксіз-не себепті барлы қ зарядтар элементар заряд қ а еселенген, неге оны ң шамасы келтірілген м ә нге те ң. Осыны ң б ә рі физиканы ң ә лі де болса ашылма ғ ан ү лкен сырларьнь ң бірі болып табылады. Дегенмен де, бір қ ызы ғ ы, зарядтал ғ ан денелерді ң қ оз ғ алысы, ә серлесулері толы ғ ымен м ұқ ият зерттелінген ж ә не алдын-ала болжау ғ а да болады.

7 Магнит ө рісі Электр зарядын қоршаған ортада белгілі бір физикалық қасиеттері бар электростатикалық өріс болатыны сияқты тоқтарды қоршаған ортада да магнит өрісі деп аталатын өрістің ерекше түрі пайда болады. Егерде электростатикалық өрістің бар жоғы оған әкелінген зарядталған денеге әсер етуші күш арқылы білінсе, магнит өрісі осы өріске әкелінген тогы бар өткізгішке әсер ететін күш арқылы білінеді. Сөйтіп, электрлік және магниттік құбылыстардың осындай өзара байланысын бірінші рет 1820 жылы Дат физигі Эрстед ( ) ашқан болатын. Яғни, ағатын ток маңына магнит стрелкасын қойсақ, онда стрелканың ток бағытына қарай бағытын біршама өзгерткендігін байқаған. Эрстедтің бұл жаңалығы көптеген физиктерді қызықтырып, осыдан бастап олар электромагниттік құбылыстарды кеңінен зерттей бастады. Солардың бірі француз физигі Ампер ( ) болды.

8

9 Магнит ө рісіні ң т ә жірибе ж ү зінде та ғ айындал ғ ан негізгі қ асиеттері мыналар: 1. магнит ө рісін электр тогы ( қ оз ғ алыс қ а т ү скен зарядтар) тудырады; 2. магнит ө рісі электр тогына ( қ оз ғ алыс қ а т ү скен зарядтар ғ а) тигізетін ә серден барып бай қ алады. Магнит ө рісі, электр ө рісі сия қ ты, бізге т ә уелсіз, бізді ң ол туралы білуімізге т ә уелсіз на қ тылы бар екендігі а қ и қ ат. Магнит ө рісіндегі тогы бар т ұ йы қ тал ғ ан контур. Магнит ө рісін зерттеу ү шін, е ң т ә уірі ө лшемдері ша ғ ын (магнит ө рісі елеулі ө згеретіндей ара қ ашы қ ты қ тармен салыстыр ғ анда) т ұ йы қ контур алу. Магнит ө рісін тек электр тогы ғ ана емес, т ұ ра қ ты магниттерді ң де тудыратыны белгілі Магнит ө рісіндегі тогы бар т ұ йы қ тал ғ ан контур. Магнит ө рісін зерттеу ү шін, е ң т ә уірі ө лшемдері ша ғ ын (магнит ө рісі елеулі ө згеретіндей ара қ ашы қ ты қ тармен салыстыр ғ анда) т ұ йы қ контур алу. Магнит ө рісін тек электр тогы ғ ана емес, т ұ ра қ ты магниттерді ң де тудыратыны белгілі.

10 Электр ө рісі Электр ө рісі Фарадей идеялары. Фарадей идеясы бойынша электр зарядтары бір біріне тікелей әсер етпейді. Олардың әрқайсысы өзін қоршаған кеңістікте электр өрісін туғызады. Бір зарядтың өрісі басқа екінші зарядқа әсер етеді және керісінше осы екінші заряд өрісі бірінші зарядқа әсер етеді. Зарядтан қашықтаған сайын өріс әлсірей береді. Электромагниттік өзара әсерлердің таралу жылдамдығы. Фарадейдің идеяларына сүйене отырып, Максвелл теория жүзінде электромагниттік өзара әсердің кеңістікте шекті жылдамдықпен таралатынын дәлелдей алды.

11 Ядролы қ магниттік резонанс Ядролы қ магниттік резонанс Ядролы қ магниттік резонанс (ЯМР) – қ атты, с ұ йы қ ж ә не газ т ә різдес денелерде радиожиілік диапазонында ғ ы электрмагниттік энергияны ң резонансты қ ж ұ тылуы. М ұ ндай резонансты қ ж ұ тылу құ былысы сырт қ ы магнит ө рісіне орналас қ ан зат ядроларыны ң магнетизміне байланысты пайда болды. Б ұ л құ былысты ң резонансты қ сипаты қ оз ғ алыс м ө лшеріні ң моменті мен магниттік моменті бар ядроларды ң қ асиетіне с ә йкес аны қ талады. М ұ ндай ядроны ң сырт қ ы магнит ө рісімен (Н0) ә серлесуі меншікті, я ғ ни пресцессия жиілігін (ω0) аны қ тайды: ω0=γН0, м ұ ндай γ – гиромагниттік қ атынас, я ғ ни ядроны ң магниттік моментіні ң оны ң қ оз ғ алыс м ө лшері моментіне қ атынасы. Т ә жірибеден негізінен осы меншікті жиілікті ң м ә ні аны қ талады. К ө птеген ядролар ү шін б ұ л жиілік 1 – 10 МГц аралы ғ ында. Сырт қ ы магнит ө рісі болма ғ ан кезде ядроларды ң магниттелушілігі ә лсіз (электронды қ парамагнетизмнен 106 – 108 есе кем) болады. Резонансты қ жиіліктегі радиожиіліктік ө ріс ядроларды ң айналуы ба ғ ытын ө згертеді, я ғ ни ядролы қ магниттелушілікті ң прецесс. қ оз ғ алысын тудырады. ЯМР ядроларды ң магниттік моментін ө лшеуге, затты ң магниттік құ рылымын зерттеуге, химиялы қ анализде т.б. ке ң інен пайдаланылады.

12 Адам ағзасына физикалық сипаттағы факторлармен әсер ететін электрлі терапияның негізгі әдістерінің классификациясы Адам ағзасына физикалық сипаттағы факторлармен әсер ететін электрлі терапияның негізгі әдістерінің классификациясы Атомдар мен молекулалардың физикалық қасиеттерін зерттеу өрістердің, сәулеленудің немесе бөлшек ағынының анықталатын затпен әсерлесу теориясына негізделген, соған байланысты осы заттың және оны кұраушы бөлшектердің қасиеттері ашылатын ғылымның жеке бөлімнің мақсаты болып табылады. Физикалық зерттеу әдістерінің әpбip түpi үшін өзіне арнап дамыған физикалық теориясы бар және оныц нәтижелері сол әдісті icкe асыратын аспаптардың жұмыс icтey принципін анықтайды. Физикалық зерттеу әдістерін қолдану ушін әдістердің физикалық негізін білу қажет. Химиядағы физикалық зерттеу әдістерінің түрлері бүгінгі күнде өте көп, сондықтан ғалым-химик оларды жақсы түсініп, мүмкіндіктерін, әлсіз-күшті жағын білуі қажет, мәселелерді шешуде қолдана білуі керек.

13

14 ЭПР спектроскопиясы ЭПР спектроскопиясы ЭПР спектроскопиясы әр түрлі химиялық мәселелерді шешуде кең қолданылады. Осы әдістің негізгі құндылығы - жұптаспаған электрондары бар бөлшектердің өте кіші концентрацияларын байқау, өлшеу және олардың энергиялық күйері мен локализациясын сипаттауына мүмкіндік беретінімен байланысты. Үлгі осындай талдау әдісін қолданғанда бұзылмайды да, өзгермейді де. Жұптаспаған электрондары бар бөлшектер химиялық реакциялар өтетін жүйелерде өте маңызды роль атқарады, себебі, олардың химиялық активтігі өте жоғары. Сондықтан оларды байқау көп жағдайда реакция механизмін анықтауға жол ашады. ЭПР құбылысын Ресей ғалымы Е.К.Завойский 1944 жылы ашқан. Жұптаспаған электрондары бар бөлшектерге кейбір атомдар, иондар, бос радикалдар, триплетті күйдегі молекулалар жатады, оларды екі топқа бөлуге болады: жұптаспаған электроны бір атоммен байланысты: жұптаспаған электрон бүтіндей молекуламен немесе оның үлкенірек бөлігімен байланысты, оның орбиталі бір жерде жинақталмаған.

15 Әдетте парамагнитті бөлшектер диамагнитті матрицада тарағандағы анализ шарттарын іздестіреді. Мұндай шарттарды парамагнитті бөлшектер сәуле түсіргенде түзілетін ерітінді немесе қатты дене тәрізді үлгілер қанағаттандырады. Ауыспалы металдар иондарын зерттегенде диамагнитті заттың торының орнын изоморфты парамагнитті ион басқан монокристалды өсіру техникасын жиі қолданады. Осындай монокристалды өсіру жолы болмаса, бірге тұнбалау арқылы алынған парамагнитті иондары бар ұнтақтарды пайдаланады. Қатырылған ерітінділер әдетте шыны түрінде алынады, ол үшін сай келетін еріткіштерді немесе олардың қоспаларын таңдайды.

16 ЯМР – спектроскопиясы ЯМР құбылысын алғаш рет американдық физиктер Ф.Блох пен Э.М.Парселл байқаған. ЭПР спектроскопиясындағыдай, бұл әдісте сыртқы магнит өрісінде пайда болатын спинді жүйелердің земан деңгейлерінің арасындағы резонансты ауысулар зерттеледі. Осы екі әдістің арасындағы айырмашылығы теория мен эксперименттегі айырмашылықтарға келтіретін - зерттелетін бөлшектердің магнит моменттерінің абсолюттік мәндері мен таңбаларында және әрекеттесулерінде жатады. Сонымен қатар, зерттелетін объектілер мен шешілетін есептердің сипаттамалары ерекшеленеді. ЯМР спектроскопия өзінше және басқа физикалық әдістермен қатар қолданылғанда молекулалардың химиялық құрылысын, олардың стереохимиялық конфигурациясын және конформацияларын зсрттеу үшін өте эффективті әдіс болып табылады.

17 Молекулалардың құрылымын анықтаудан басқа, ЯМР спектрлеріндегі сызықтардың интенсивтіктері сандық талдау жасау үшін пайдаланылуы да мүмкін. Оверхаузердің ядролық эффектісімен байланысты, ЯМР-дің фурье- спектроскопиясында сигналдың интегралдық интенсивтілігі ядролардың санына әрқашанда пропорционалды бола бермейді. Стационарлі ЯМР-әдісі үшін мұндай шектеу жоқ, және де фундаменталды ереже жұмыс істейді - бір ядроға келтірілген белгілі изотоптың ядроларының барлық топтарының розонанасты сигналдарының суммалық интенсивтіктерінің үлесі - тұрақты шама. Демек, сигналдардың интегралдық интенсивтіктерін салыстыру арқылы молекуладағы ядролардың әр түрінің салыстырмалы санын табуға болады.

18 ІІІ Қ орытынды Қ орытындылай келе, электр ж ә не магнит ө рістеріні ң ә сер ету ә дістеріні ң медицинада ма ң ызы зор. Б ұ л ә дістер бойынша біз к ө птеген ауруларды емдей аламыз. Ә р ә дісті ң ө зіні ң арты қ шылы ғ ы бар. Біра қ ә р ә дісті ң е ң ма ң ыздысы, б ұ л осы ө рістерді ң ә серінен иондарды ң қ оз ғ алыс қ а т ү сіп, жылу б ө луі болып табылады.А ғ за ғ а электромагниттік ө рісті ң ж ә не токты ң бірінші механикалы қ ә серін-физикалы қ деп,сонымен қ атар оны медицинада емдеу ә дісі ретінде қ арастырады.

19 1.Бират К ө шенов «Медициналы қ биофизика» Алматы, 2009ж. 2.Ж ұ банов М. «Физиканы ң негізгі за ң дары»,1989ж. 3. Манс ұ ров З.А. «Химияда ғ ы физикалы қ зерттеу ә дістері»Алматы,2006ж. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі :

20