 |
Порядок выполнения работы.
|
|
|
|
1. Исследование зависимости оптической плотности раствора от длины волны D=f(l); c=const; l=const (например, l=10 мм):
а) включите прибор в сеть;
б) установите светофильтр с эффективной длиной волны l1;
| l | D1 | D2 | D3 | áD1ñ |
| l1 | ||||
| l2 | ||||
| l3 | ||||
| ln |
в) поместите в кюветное отделение заполненные кюветы, причём, кювету с растворителем поставьте в дальнюю от себя сторону, а кювету с раствором в ближнюю (рычаг, переключающий положение кювет, должен находиться в положении 1);
г) при помощи ручек «установка 100», «грубо» и «точно» установите оптическую плотность на «0» (крайнее правое положение);
д) переведите рычаг в положение 2
е) снимите показание оптической плотности D1 исследуемого раствора при длине волны l1. Измерение повторите три раза и вычислите á D ñ;
ж) проделайте измерения п. д) - е) при других светофильтрах;
з) данные измерений и вычислений занесите в таблицу;
и) постройте график зависимости D = f (l);
к) по графику определите рабочую длину волны (длина волны, при которой оптическая плотность максимальна).
2. Исследование зависимости оптической плотности от концентрации раствора D=f(c), l=const (например, 10 мм), l=const (рабочая):
а) установите длину волны, при которой оптическая плотность исследуемого вещества имеет наибольшее значение (см. задание 1);
б) проведите измерение оптической плотности растворов различной концентрации аналогично пунктам г) – е) задания 1;
в) результаты измерений и вычислений занесите в таблицу;
| С | C1 | C2 | C3 | Cn |
| D |
г) постройте график зависимости D = f (c).
3. Определение неизвестной концентрации раствора:
а) поместите на пути светового пучка кювету с исследуемым раствором неизвестной концентрации Сх;
|
|
|
б) определите оптическую плотность Dx данного раствора;
в) определите по графику задания 2 концентрацию этого раствора;
г) определите графическую погрешность DСх измерения концентрации.
4. Определение зависимости оптической плотности от толщины поглощающего слоя (толщины кювет) D=f(l), c=const (любая), l=const (рабочая):
а) возьмите кюветы самой маленькой толщины (l=3 мм);
б) проведите измерение оптической плотности растворов в кюветах различной толщины аналогично пунктам г) – е) задания 1;
в) результаты измерений и вычислений занесите в таблицу;
| l | l1 | l2 | l3 |
| D |
г) постройте график зависимости D = f (l).
Примечание: кюветы всегда используются парами одинаковой толщины!!! После каждого переключения на приборе оптическая плотность на растворителе всегда ставится на 0!!! Все переключения делаются до щелчка!!!
При использовании более современной конструкции фотоэлектроколориметра КФК-2МП, следует придерживаться следующей инструкции:
1. В кюветное отделение установить кюветы с растворителем или контрольным раствором, по отношению к которому производится измерение, и исследуемым раствором. (Кювета с растворителем или контрольным раствором устанавливается в дальнее гнездо кюветодержателя, а кювета с исследуемым раствором в ближнее гнездо кюветодержателя). Ручкой переключения длин волн установить необходимый светофильтр (рабочая длина волны), а ручкой «Фотоприёмник» переключиться в соответствующий диапазон.
2. Рычаг, переключения кюветного отделения установить в положение «1» (в световой пучок вводится кювета с растворителем или контрольным раствором).
3. Закрыть крышку кюветного отделения, нажать клавишу «К (1)». На цифровом табло слева от мигающей запятой загорается символ «1».
4. Затем рычаг, переключающий положение кюветодержателя, переводится в положение «2» (в световой пучок вводится кювета с исследуемым раствором).
|
|
|
5. Далее нажать клавишу «Д (5)». На цифровом табло слева от мигающей запятой появляется символ «5», означающий, что произошло измерение оптической плотности. Отсчёт на цифровом табло справа от мигающей запятой соответствует оптической плотности исследуемого раствора.
Эти операции проводятся 3-5 раз. Оптическая плотность определяется как среднее арифметическое из полученных значений.
Вопросы и упражнения для самоподготовки.
1. В чем заключается явление поглощения света?
2. Выведите формулу закона Бугера.
3. Что называется коэффициентом пропускания и оптической плотностью вещества?
4. Сформулируйте закон Бугера -Ламберта - Бера.
5. В чем заключаются методы концентрационной колориметрии?
Лабораторная работа №5
Изучение электрической активности сердца при помощи электрокардиографа
Приборыиоборудование: электрокардиограф.
Цельработы: исследование электрической активности сердца, по данным ЭКГ построение электрической оси сердца.
Краткая теория
Значение темы в системе знаний биолога (биоэколога) (самостоятельно)
Одним из методов исследования, применяемых в медицине, является электрокардиография - регистрация электрических процессов в сердечной мышце, возникающих при её возбуждении. Этот метод нашёл широкое применение вследствие доступности и безвредности. В основе электрокардиографии лежит теория Эйнтховена, в которой сердце рассматривается как токовый диполь.
Изменение модуля и направления электрического дипольного момента сердца во времени можно отразить графически с помощью электрокардиограммы (ЭКГ). По теории Эйнтховена, существует связь между вектором электрического дипольного момента сердца и разностями потенциалов, измеряемыми между определёнными точками на поверхности тела человека.
Таким образом, чтобы снять ЭКГ, нужно зарегистрировать изменение во времени разности потенциалов. Разность потенциалов, регистрируемая между двумя точками на поверхности тела, в физиологии называется отведением.
Существуют различные системы отведений. Они отличаются местом положения точек, между которыми снимается разность потенциалов: грудные отведения, отведение от конечностей и т.д. Наиболее широко в клинической практике применяются отведения от конечностей (рис.5.1) 
|
|
|
Отведения I, II и III называются стандартными. Для их получения электроды накладывают на верхние и нижние конечности. К правой ноге подключают провод заземления. Возможно также применение грудного добавочного электрода. Отведения с этим электродом называются грудными. Эти отведения дают дополнительную диагностическую информацию. 
Нормальная ЭКГ за цикл работы сердца в отведении I изображена на рисунке (5.2). Зубцы ЭКГ условно обозначают буквами латинского алфавита P, Q, R, S, T. Основными характеристиками ЭКГ являются форма и высота зубцов и длительность интервалов. При патологических изменениях в сердце происходит изменение этих характеристик, что позволяет использовать электрокардиограммы для диагностики заболеваний сердца.
Зная высоту зубцов ЭКГ, можно определить углы, образованные вектором дипольного момента сердца с линиями отведений, т.к. величина основных зубцов – есть количественное отражение проекции электрической оси сердца в данном отведении на соответствующую сторону равностороннего треугольника. Обычно определяют угол a, образованный диполем с линией I отведения. Для этого складывается величина зубцов желудочного комплекса (Q+R+S) c учётом знаков в каждом отведении. Затем эти величины откладываются на соответствующих сторонах равностороннего треугольника, начиная от их середин в стороны, соответствующие знаку суммы (на I отведении + - левая рук, - - правая рука, на II отведении - -правая рука, + - левая нога, на III отведении + - левая нога, - - левая рука). Пересечения перпендикуляров от начал и концов проекций (Q+R+S) восстанавливают вектор электрической активности сердца (рис. 5.3).
Угол a можно рассчитать по формуле 
, где UII и UIII – высота зубца R электрокардиограммы соответственно в II и III стандартных отведениях.
В тот момент времени, когда дипольный момент сердца принимает максимальное значение (зубец R на ЭКГ), направление дипольного момента сердца (электрической оси) в идеале совпадает с его анатомической осью. Таким образом, можно судить о положении анатомической оси сердца.
|
|
|
Описание установки
В лабораторной работе используется одноканальный электрокардиограф с тепловой записью. Биоэлектрические сигналы через кабель отведений и коммутатор отведений (КО) подаются на вход усилителя напряжения (УН). К входу усилителя напряжения подключается источник калибровочного сигнала (ИК). Усиленный сигнал с выхода усилителя подаётся на вход усилителя мощности (УМ), после которого сигнал поступает на электромеханический преобразователь (ПЭМ), приводящий в движение тепловое перо. Теплочувствительная бумага (покрытая тонким слоем парафина) движется равномерно с заданной скоростью (обычно 25 или 50 мм/с) относительно пера при помощи лентопротяжного механизма (ЛПМ). Для питания усилителя биопотенциалов, электродвигателя лентопротяжного механизма, теплового пера в приборе имеется блок питания (БП).
Для снятия электрокардиограммы электроды накладываются на пациента по системе стандартных отведений на внутренние поверхности голеней и предплечий. Для лучшего контакта электрода с кожей между ними помещаются прокладки из марли, смоченные 10%-ным раствором поваренной соли в воде. Провода к электродам присоединяются в следующем порядке: красный – к электроду на правой руке, жёлтый – к электроду на левой руке, зелёный – к электроду на левой ноге, чёрный (электрод заземления) – к электроду на правой ноге.
Порядок выполнения работы
1. Подготовка электрокардиографа к работе;
а) заправьте прибор специальной бумажной лентой (если лента в приборе отсутствует).
б) установите:
включатель сети в положение ОТКЛЮЧЕНО;
переключатель коммутатора отведений в положение 1 мВ;
переключатель чувствительности в положение 10 мм/мВ;
кнопку включения двигателя лентопротяжного механизма в положение ОТКЛЮЧЕНО;
кнопку успокоения пера «0-МТ» в активное положение;
в) заземлите электрокардиограф;
г) включите электрокардиограф в сеть;
д) наложите электроды на «пациента» и подключите к ним провода, согласно правила цветового соответствия.
2. Запись электрокардиограммы:
а) установите перо на середину поля записи (линии нулевого потенциала) регулятором смещения пера;
б) отключите кнопку успокоения пера;
в) включите двигатель лентопротяжного механизма на заданной скорости (например, 25 мм/с), и, кратковременными нажатиями кнопки «1мВ», зафиксируйте несколько импульсов;
г) запишите ЭКГ в трёх стандартных отведениях, последовательно переключая ручку коммутатора отведений.
|
|
|
Если амплитуда зубцов ЭКГ в каком-либо отведении выходит за размеры ленты или, напротив, мала, при помощи переключателя чувствительности добейтесь нужной амплитуды (при одновременной фиксации значения чувствительности).
д) измерьте для каждого отведения высоты h зубцов ЭКГ (от изоэлектрической линии до максимальной точки). Высота зубца записывается в миллиметрах с учётом знака. По измеренной высоте зубцов и чувствительности S электрокардиографа вычислите разность потенциалов U = h/S, соответствующую каждому зубцу;
е) результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:
| Условное обозначение зубца ЭКГ | h, мм | S, мм/мВ | U, мВ | ||||||||
| в отведении | |||||||||||
| I | II | III | I | II | III | I | II | III | |||
| Q R S Q+R+S |
|
| |||||||||
ж) по суммарному комплексу Q+R+S для любых двух отведений (например, I и III) на треугольнике Эйнтховена постройте электрическую ось сердца;
з) при помощи транспортира определите угол между электрической осью сердца и горизонтальной плоскостью;
и) сделайте заключение по ориентации анатомической оси сердца;
к) рассчитайте по формуле угол электрической оси сердца и сравните этот результат с предыдущим;
л) вычислите для отведения I длительности t временных интервалов ЭКГ по формуле t = l/v,
где l - расстояние между пиками зубцов R (R-R интервал) на электрокардиограмме; v – скорость движения ленты;
м) по данным кардиоинтервалов рассчитайте частоту пульса.
Вопросы и упражнения для самоподготовки
1. Что называется электрокардиографией?
2. В чём состоит теория Эйнтховена?
3. Каковы особенности распространения возбуждения в сердечной мышце?
4. Что называется электрокардиограммой?
5. Из каких основных блоков состоит электрокардиограф?
Экзаменационные вопросы
- Биофизика как наука. Современные достижения биофизики и их значение для биологии и медицины.
- Первое, второе и третье начала термодинамики. Определение понятия «температура».
- Термодинамика биологических систем. ''Жизнь с точки зрения физики" (Э.ШРЕДИНГЕР). Теорема Пригожина. Функция диссипации.
- Энтропия, энтропия и вероятность, скорость продукции энтропии. Соотношения Онзагера.
- Вязкость жидкости. Уравнение НЬЮТОНА. Кровь как неньютоновская жидкость.
6. Течение вязкой жидкости по трубам. Уравнение ПУАЗЕЙЛЯ. Гидравлическое сопротивление.
|
|
|
