Флуоресценция

Введение

Флюоресценция — явление, при котором происходит поглощение объектом коротковолнового излучения света и самопроизвольное излучение им длинноволнового. При этом данный объект становится ярче, чем нефлюоресцирующие объекты. При рассмотрении излучения ультрафиолетового (УФ) света, принято считать, что наиболее ярко флюоресценция проявляется, когда поглощенный свет находится в УФ диапазоне спектра, т. е. невидим для глаза человека, а испускаемый — находится в видимом нами спектре. Солнечный свет и сильно флюоресцирующие лампы испускают маленькое количество УФ излучения.
Некоторые объекты — включая зубы — являются флюоресцирующими от природы и излучают голубовато-белый свет в видимом спектре. Материалы, которые не являются флюоресцирующими, воспринимаются как более темные, чем флюоресцирующие, даже если все остальные цветовые характеристики одинаковые.

ФлуоресценцияФлуоресценцияРис. 1 и 2. Естественный вид зубов под обычным освещением и под УФ светом.Явление флюоресценции в стоматологии

Множество практических применений флюоресценции и их модификаций в эстетической стоматологии включают в себя нивелирование темного оттенка пломбы, увеличение чувственно воспринимаемой ценности реставрации посредством ее свечения и минимизацию метамерного (сегментарного) эффекта между натуральной структурой зуба и пломбировочным материалом при различном освещении

К тому же, восстановление флюоресценции зубов важно для пациентов, которые регулярно находятся под УФ светом (например, модели в показе мод).. Для достижения точного попадания в оттенок и цвет тканей зуба при выполнении реставрации, очень важно учитывать флюоресцирующие свойства реставрационного материала еще на этапе планирования реставрации

Как мы знаем, идеальное сочетание реставрационного материала основывается на первой оценке соответствия, на которое опять же влияет флюоресценция. Вообще говоря, чем больше флюоресценция, тем выше чувственно воспринимаемая ценность. Когда насыщенность реставрационного материала цветом увеличивается, его флюоресценция уменьшается.

Для достижения точного попадания в оттенок и цвет тканей зуба при выполнении реставрации, очень важно учитывать флюоресцирующие свойства реставрационного материала еще на этапе планирования реставрации. Как мы знаем, идеальное сочетание реставрационного материала основывается на первой оценке соответствия, на которое опять же влияет флюоресценция

Вообще говоря, чем больше флюоресценция, тем выше чувственно воспринимаемая ценность. Когда насыщенность реставрационного материала цветом увеличивается, его флюоресценция уменьшается.

По существу, присущая материалу флюоресценция, может помочь увеличить чувственно воспринимаемую ценность реставрации без необходимости добавления лишней светоотражающей опаковости

Чтобы получить доступ к статьям, Вам нужно купить любой интересующий Вас вебинар.
После чего Вам откроется доступ к статьям на 6 месяцев с момента оплаты.
Вебинары

Другое флуоресцирующее вещество

Другие флуоресцирующие вещества, Присутствующие в воздухе, мешают определению.

Другие флуоресцирующие вещества, присутствующие в воздухе, мешают определению.

Можно также пользоваться тем, что некоторые соединения уничтожают флуоресценцию других флуоресцирующих веществ.

Флуориметр ЭФ-ЗМ.| Общий вид флуориметра ЭФ-ЗМ.

Лабораторный электронный флуориметр ЭФ-ЗМ, предназначенный для количественного анализа витаминов и других флуоресцирующих веществ в растворе, с успехом может быть применен в различных отраслях пищевой промышленности, в сельском хозяйстве, медицине, в научно-исследовательских и лечебных учреждениях, в производственных и заводских лабораториях. При соответствующем подборе светофильтров область применения прибора может быть значительно расширена.

Для использования в санитарно-химических лабораториях мы рекомендуем выпускаемый отечественной промышленностью флуориметр ЭФ-ЗМ, предназначенный для количественного анализа витаминов и других ингредиентов санитарно-химического пищевого анализа, а также других флуоресцирующих веществ в растворе.

Спектральные характеристики поглощения и флуоресценции реагентов и соответствующие разрешающие устройства измерительных приборов.

В случаях, когда измерения проводят на флуориметре, полезно предварительно визуально убедиться в том, что свечение всех анализируемых растворов имеет специфический для данного соединения оттенок: это помогает избежать случайных ошибок, обусловленных загрязнением экстрактов жировыми и другими флуоресцирующими веществами.

Бензпирен относительно легко идентифицируется по его характерному чрезвычайно интенсивному спектру флуоресценции. Это возможно даже в присутствии других флуоресцирующих веществ.

Фотоэлектрическое снятие вторичных флуоресцентных излучений, возникающих при освещении поверхности источником ультрафиолетовых лучей, позволяет судить о степени замасливания. Измерительным прибором Фауст ( Faust) можно определить наличие не только жиров, но и других флуоресцирующих веществ, нанесенных на поверхность металла.

Соединения этого типа в большинстве случаев недостаточно стабильны на свету, поэтому все стадии анализа, включая хро-матографическое разделение, следует проводить в темноте или при темно-красном свете. Определение рибофлавина и флавинов обычно основано на их флуоресценции. Однако в природных материалах присутствует много других флуоресцирующих веществ, которые необходимо удалить прежде, чем приступать к количественному определению рибофлавина. Обычно для этих целей используют хроматрграфические методы.

Однако гораздо более чувствительным является определение пуринов на основе их флуоресценции после окисления хлором. Бумагу при 50 — 100 % — ном насыщении водой оставляли в течение 3 мин в атмосфере хлора ипослесушки при 80 — 90 несколько минут выдерживали в атмосфере, насыщенной аммиаком. Ксантиновые производные дают фиолетовое окрашивание, все остальные пурины флуоресцируют зеленым цветом. Другие флуоресцирующие вещества из растительного материала при действии хлора утрачивают флуоресценцию и поэтому не мешают обнаружению. Чувствительность проявления составляет 0 2 ia ( Михль.

Необходимо сделать еще два замечания. Во-первых, если надо использовать счетчик квантов ( например, родамин Б) для прямых измерений относительного спектрального распределения пучка, не используя разделитель пучка и не калибруя его ( например, как на рис. 74 Л), то примеси посторонних длин волн можно избежать, перемещая фотоэлемент или фотоумножитель слегка в сторону от оптической оси. Если флуоресцирующий экран остается перпендикулярным падающему лучу, то изменение поляризации луча не будет вносить ошибки. Во-вго-рых, для получения воспроизводимых результатов родамин Б или другое флуоресцирующее вещество должно быть тщательно очищено. Если присутствуют небольшие количества примесей, поглощающих в области, где поглощение выбранного соединения мало, эти примеси будут поглощать значительную долю падающего света и квантовый выход будет зависеть от длины волны.

Ход исследования

Ход исследований сетчатки делят на:

  • Хориоидальную, фазу с исследованием всей выстилающей сетчатку сосудистой сети;
  • Артериальную;
  • Раннюю венозную;
  • Позднюю венозную;
  • Рециркуляционную.

Когда краситель быстро введён в вену, его жёлто-зелёное свечение в хориокапиллярах появляется на 8-14 секунде воздействия на них синим светом, и становится максимальным в пределах полуминуты. Ранней флуоресценции присуща неравномерность, заполнения капилляров сетчатки, их «мозаичность». Равномерной же флуоресценция становится к моменту возникновения ламинарного венозного кровотока у края диска зрительного нерва (ДЗН). Если этого не происходит, можно говорить о патологическом характере флуоресценции сетчатки.

Ещё до заполнения красителем центральной артерии сетчатки (ЦАС) флуоресцин контрастно окрасит её одновременно с окрашиванием капилляров светочувствительного слоя глазного дна. Это произойдёт примерно через 12 секунд после ввода флуоресцина в вену, с пошаговым заполнением сосудов в следующей последовательности: сначала заполнятся прекапиллярные артериолы, капилляры, затем посткапиллярные венулы и последними – ретикулярные вены.

Скорость течения крови в пристеночных областях сосудов и в их центральном русле, посередине сечения, существенно разнятся – у стенок она значительно ниже. Кровь в центре сосуда светится меньше, ибо поступает с отдалённых зон сетчатки, куда уранин доставляется с задержками, тогда как кровоток у стенок сосуда попадает в него раньше из центральных областей глазного дна. Поэтому полное окрашивание вены происходит на 10-12 секунде, а свечение ретинальных сосудов быстро ослабевает, практически одновременно с фоновым свечением хориоидеи.

Освобождение от красителей сосудов сетчатки происходит спустя 10 минут от начала ангиографии. Выходя из сосудистой системы сетчатки, краситель интенсивно окрашивает склеру, ткани хориоидеи и базальную пластинку. Также в ходе исследования происходит интенсивная окраска ДЗН, с флуоресценцией его границ, которая будет более яркая, чем в центре диска. Вне диска диффузии красителя нет.

Флуоресценция

Сбои хориоидальной перфузии

Гиперфлуоресценция

Ненормальное увеличение силы свечения на снимках глазного дна. Может вызываться:

  • Отклонениям в развитии периферийных сосудов сетчатки.
  • Трансмиссионным отклонениями хориоидальной флуоресценции.
  • Экстравазальное (через суженные сосуды) удаление флуоренофора.

Флуоресценция

Сосудные патологи

Обнаруживаются уже на первой стадии ангиографии, в течение первых десятков секунд. К таким аномалиям относят извилистость сосудов, наличие преград-мембран в них; анастомозы, аневризмы, ретинальные гематомы. Все эти аномалии бывают источником диффузии флуоресцентного красителя, что и будет наблюдаться врачом, проводящим ангиографическое исследование.

Пигмент эпителия при его повреждении любой природы также способен снижать свой барьерный эффект при передаче хориоидальной флуоресценции.

Усиление фонового свечения в результате мембранной или сосудистой(при поражении их стенок) диффузии может наблюдаться при наличии недостатка пигментов глазного дна, вызванного физиологическими причинами или альбинизмом – врождённым аномальным отсутствием пигмента в тканях глаза.

Правильно интерпретировать полученные в результате ФАГД снимки можно только тогда, когда есть знание как закономерности нормального и аномального кровообращения в структурах сетчатки, так и чёткая клиника каждого случая болезни и понимания хода распределения красителяа при проведении флуоресцентной ангиографии.

Теоретические основы код

Согласно представлениям квантовой химии, электроны в атомах расположены на энергетических уровнях. Расстояние между энергетическими уровнями в молекуле зависит от её строения. При облучении вещества светом возможен переход электронов между различными энергетическими уровнями. Разница энергии между энергетическими уровнями и частота колебаний поглощённого света соотносятся между собой уравнением (II постулат Бора):

E2−E1=hν.{\displaystyle E_{2}-E_{1}=h\nu .}

После поглощения света часть полученной системой энергии расходуется в результате релаксации. Часть же может быть испущена в виде фотона определённой энергии.

Соотношение спектров поглощения и флуоресценции | код

Спектр флуоресценции сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн. Это явление получило название «Стоксов сдвиг». Его причиной являются безызлучательные релаксационные процессы. В результате часть энергии поглощённого фотона теряется, а испускаемый фотон имеет меньшую энергию, и, соответственно, большую длину волны.

Схематическое изображение процессов испускания и поглощения света. Диаграмма Яблонского | код

Схематически процессы поглощения света и флуоресценции показывают на диаграмме Яблонского.

При нормальных условиях большинство молекул находятся в основном электронном состоянии S{\displaystyle S_{0}}. При поглощении света молекула переходит в возбуждённое состояние S1{\displaystyle S_{1}}. При возбуждении на высшие электронные и колебательные уровни избыток энергии быстро расходуется, переводя флуорофор на самый нижний колебательный подуровень состояния S1{\displaystyle S_{1}}. Однако, существуют и исключения: например, флуоресценция азулена может происходить как из S1{\displaystyle S_{1}}, так и из S2{\displaystyle S_{2}} состояния.

Квантовый выход флуоресценции | код

Квантовый выход флуоресценции показывает, с какой эффективностью проходит данный процесс. Он определяется как отношение количества испускаемых и поглощаемых фотонов. Квантовый выход флуоресценции может быть рассчитан по формуле

Φ=NemNabs{\displaystyle \Phi ={\frac {N_{em}}{N_{abs}}}}

где Nem{\displaystyle {N_{em}}} — количество испускаемых в результате флуоресценции фотонов, а Nabs{\displaystyle {N_{abs}}} — общее количество поглощаемых фотонов. Чем больше квантовый выход флуорофора, тем интенсивнее его флуоресценция.
Квантовый выход можно также определить с помощью упрощённой диаграммы Яблонского, где Γ{\displaystyle {\Gamma }} и knr{\displaystyle k_{nr}} — константы скорости излучательной и безызлучательной дезактивации возбуждённого состояния.

Тогда доля флуорофоров, возвращающихся в основное состояние с испусканием фотона, и, следовательно, квантовый выход:

Φ=ΓΓ+knr{\displaystyle \Phi ={\frac {\Gamma }{\Gamma +k_{nr}}}}

Из последней формулы следует, что Φ→1{\displaystyle \Phi \rightarrow 1} если knrΓ→{\displaystyle {\frac {k_{nr}}{\Gamma }}\rightarrow 0}, то есть если скорость безызлучательного перехода значительно меньше скорости излучательного перехода. Отметим, что квантовый выход всегда меньше единицы из-за стоксовых потерь.

Чтение ангиограмм

Врач должен уметь читать и различать последствия воздействия флуоринофора на гематоретинальные барьеры. Внутренний барьер – это сосуды сетчатки, через которые введённый краситель не пройдёт. Проницаемость их становится возможной только при их повреждении. Наружный барьер – это пигментный эпителий с прочными межклеточными связками, препятствующими проницаемости красителя в сетчатку из хориокапилляров. И экранирует, в зависимости от количества пигмента в глазном дне, фоновое свечение хориоидеи.

Что означает гипофлуоресценция

Бывает, что флуоресценция при ангиографии отсутствует или существенно меньше, чем должна быть при нормальном состоянии органа. Нужно выяснять, является ли такая гипофлуоресценция следствием экранирования фоновой, или обусловлена отсутствием нормального кровотока в сетчатке и прилегающих тканях.

Экранирование

Когда снижена либо вовсе отсутствует нормальная флуоресценция из-за преграды между её источником и фундус-камерой, такое действие называется экранированием. Это может быть объект с недостаточной прозрачностью (помутневший хрусталик) либо барьер патологической природы (сгусток крови в стекловидном теле). Задача врача — различение глубокой или поверхностной преграды.

Аномальная перфузия

Является второй по частоте причиной гипофлуоресценции. Связана с аномалиями периферийного кровотока, а значит, и с недостатком красителя в нужных зонах сетчатки. При замедлении заполнения вен (или их ретроградности) можно говорить об окклюзии, т. е. нарушении проходимости крови в них. Слабую капиллярную микроциркуляцию крови (гипоперфузию) часто отмечают при наличии патологий сосудов микроциркуляторного основного русла, имеющихся патологических расширений сосудов и ретинопатии Коутса – разрежённости сети капилляров.

Патологию в виде полного прекращения капиллярной микроциркуляции можно распознать при ретинопатии, явившейся следствием сахарного диабета или лучевого поражения. Также ретинопатию может вызвать серповидно-клеточная анемия с образованием ишемических участков – все аномалии будут гипофлуоресцентными на ангиоргаммах.

Проведение исследования методом ФАГ

Перед началом диагностических мероприятий проводится подготовка материалов и оборудования

Очень важно, чтобы у медперсонала были в наличии средства неотложной помощи и медикаменты на случай развития стремительной аллергической реакции на введение контрастного вещества. При опасении появления аллергии проводят пробу: краситель в количестве 0,05 мл вводят внутрикожно и наблюдают за реакцией в течение 30 минут

До начала исследования каждому пациенту индивидуально настраивают аппаратуру, необходимую для диагностики. Для этого усаживают исследуемого удобным образом перед фундус-камерой (либо иным используемым прибором) таким образом, чтобы аппарат мог свободно перемещаться по вертикали и горизонтали. Пациента предупреждают о возможных побочных эффектах метода как при проведении ангиографии, так и в последующие двое суток.

Методика проведения

До диагностических мероприятий пациенту закапывают капли, способствующие расширению зрачка (Атропин, Мидрацил, Цикломед или другие). Началом исследования служит получение контрольных снимков дна и передних оболочек глаза без фильтров, а затем в монохроматических цветах: красном, синем, зелёном.

ФлуоресценцияФлуоресценцияВажнейшим контрольным снимком является ангиограмма, полученная в синем цвете

После пациенту вводят в вену на локтевом сгибе 10% раствор флуоресцеина натрия либо другого подходящего для обследования контрастного вещества в количестве 5 мл. При этом рекомендуется провести инъекцию в срок от 8 до 10 секунд: при более резком введении препарата возникает больший риск развития побочных эффектов, а при более медленном — страдает качество полученных снимков. Когда краситель введён полностью, в помещении создаётся темнота.

Хронометр начинает отсчёт времени в момент введения красителя, в этот же момент производится первый снимок. С того мгновения, когда контрастное вещество появится на глазном дне, фотографирование осуществляется каждые 1–2 секунды. Всего выполняется около 20 снимков.

Наиболее высокую диагностическую ценность представляют первые 5 снимков. После этого начинается немедленное фотографирование второго глаза. Последние снимки делают по истечении 5 минут после введения флуоресцеина, затем при необходимости через 10, 15 и 30 минут.

Таким образом, при ФАГ получают результаты шести фаз исследования:

  1. Хориодальной (момент появления красителя).
  2. Хориоидальной перфузии (то есть прохождения крови) — протекает от начальной до пиковой фазы.
  3. Ранней артериальной (происходит начало флуоресценции артерий сетчатки).
  4. Артериальной перфузии.
  5. Ранней венозной (контрастирования вен).
  6. Венозной перфузии.

Снимки ФАГ в разные фазы исследования — фотогалерея

Первая фаза наступает через 10–15 секунд после введения в вену контрастного вещества, при этом камера фиксирует свечение хориокапилляров, максимум которого достигается на 25–30 секунде ангиографии. Освобождение сосудов от красителя происходит к началу десятой минуты исследования.

В чем суть

Флуоресцентная ангиография глазного дна широко используется в офтальмологии. Обследование позволяет оценить состояние сосудов, выявить дефекты и очаги воспаления. Для получения результатов используется флюоресценция, это способность вещества менять окрас при воздействии рентгеновского луча. Компонент вводится в вену и быстро расходится по организму, включая сосуды глаз.

Контрастное вещество распространяется по всем кровеносным путям органа, включая капилляры. Это дает возможность рассмотреть схему детально. Флуоресценция обеспечивает образование эндотелия, защитного слоя на стенках, не позволяющего проникать веществу в ткани. Таким образом на сетчатку не воздействуют химические компоненты и токсины. Для фиксирования результатов продвижения флуоресцеина используется специальная высокочастотная ретинальная камера.

Суть метода

Естественно, из огромного количества веществ и соединений, способных к флуоресценции, безвредных для введения в кровоток буквально единицы. На практике же в ФАГД используют всего одно, давно апробированное, соединение под названием динатревая соль флуоресцина, или уранин. Готовое к применению вещество в сухом виде представляет собой мелкодисперсный порошок красно-оранжевого цвета, плохо растворимый в воде. Растворение лучше проходит при небольшом нагревании растворителя.

Концентрацию раствора доводят до 10%, что примерно соответствует рН крови 7,4, для лучшей совместимости препарата с системами жизнеобеспечения организма. Что не отменяет целый комплекс мер безопасности для пациента, включая оборудование для средств неотложной помощи, наличие набора антигистаминных препаратов, включая сильнодействующие, средства для поддержания сердечной деятельности.

Всё это может потребоваться лицам с повышенной чувствительностью к компонентам препарата: хотя уранин признан безопасным веществом, на людей с гипоаллергенной реакцией на него он может подействовать фатально, вплоть до лёгочной недостаточности и отёка Квинке. Да и для неплохо переносящих этот специфический препарат его введение может спровоцировать тошноту или даже рвоту, головокружение, потерю ориентации в пространстве, головные боли.

Исследования сетчатки (как, впрочем, и переднего отдела глаза) с помощью флуоресцентной ангиографии стали возможны только по мере развития съёмочной цифровой фото- и видеотехники, способной при заданных больших значениях светочувствительности матрицы делать несколько десятков снимков в секунду, и это при весьма слабом уровне освещённости. Ранее же, во времена аналоговой фотографии, когда требовалось много времени для обработки плёнки и бумаги, метод такого широкого распространения не получал – хотя сама ангиография в возбуждённом флуоресценцией веществе применялась с 1961 года.

Флуоресценция

Схема проведения

Как происходит такое исследование? Делается серия снимков. Они цветные, хотя каждая серия исполняется в монохроматическом варианте, то есть в красном, синем, зеленом цвете. Эти снимки – контрольные, чтобы в дальнейшем их можно было сравнить с полученными после введения флуоресцина.

Введением атропина или подобного ему вещества провоцируется медикаментозный паралич (мидриаз) зрачка, чтобы он мог длительное время (до 40 минут) оставаться в максимально открытом положении.

В заранее найденную точку внутри локтевого сгиба делается инъекция в вену раствора динатрия флуоресцина. От скорости введения вещества в вену зависит и скорость распространения его по кровотоку, а значит – и скорость достижения периферийных отделов кровеносной системы, в том числе и к глазным яблокам.

Краситель достигает сосудов сетчатки по кровотоку быстро, буквально в течение нескольких секунд. С момента начала инъекции для отслеживания временной динамики процесса запускается хронометр и делается первая ангиографическая фотография. По мере появления вещества в сосудах фотографирование продолжается со скоростью 1-2 снимка в секунду.

Как действует краситель

Нормальная скорость попадания уранина в вену обычно бывает такой, чтобы весь объем препарата, содержащийся в шприце, ввёлся в течение 8 – 10 секунд. Но иногда требуется большая контрастность получаемых снимков, тогда целесообразно, заранее предупредив об этом пациента (при повышенной скорости введения препарата возможны приступы тошноты или даже рвоты), ввести его за 2-3 секунды. Происходит резкий скачок концентрации флуоресцина в крови, что в 2-3 раза увеличивает контраст получаемых фотографий.

Чем больше флуоресценция, тем больше в глазу поражённых сосудов. Ведь сам метод исследования с помощью флуоресцирующей контрастной жидкости основан на том, что выстилающий стенки всех кровеносных сосудов эндотелий работает как непроницаемый для токсинов и посторонних веществ барьер. При нарушении же целостности эндотелия проходимость и проницаемость капилляров уменьшается, краситель, как постороннее вещество, им уже не задерживается, а включенный в это время режим подсветки сетчатки синим светом с длиной волны 465-475 нм начинает облучать флуоресцентное вещество. В ответ введённый препарат начинает светиться возбуждённым жёлто-зелёным светом с длиной волны 520-530 нм, и картина сосудистых поражений предстаёт, как на ладони.

Флуоресценция

Список источников

  • stomweb.ru
  • www.ngpedia.ru
  • lechenie-simptomy.ru
  • ru.wikibedia.ru
  • EtoGlaza.ru
  • BeregiZrenie.ru
Читайте так же:  Знаем ли мы, что такое АНОД
Ссылка на основную публикацию