ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КАЛОРИМЕТРИЯ. ФОТОМЕТРИЯ

“В каждом человеке есть солнце. Только дайте ему светить.”

Сократ

АННОТАЦИЯ

В рамках данной статьи будут рассмотрены особенности применения таких методов, как физиологическая калориметрия и фотометрия.

Ключевые слова: методы экспериментов, калориметрия, физиологическая калолиметрия, фотометрия.

Биологическая калориметрия возникла как экспериментальный метод очень рано после научной революции. В восемнадцатом веке Лавуазье и Лаплас построили чисто изотермический калориметр, который позволял контролировать теплоту, связанную с дыханием морской свинки, и установили, что этот процесс представляет собой своего рода горение, сопряженное с потреблением кислорода. Калориметры стали использоваться в основном для изучения химических реакций. Для изучения биологических взаимодействий требуется более высокочувствительное оборудование, и это стало возможным в 1960-х годах [4, с. 199].

Калориметры могут быть изотермическими или неизотермическими (например, калориметры горения, капельные или сканирующие калориметры), в которых тепло или тепловая мощность измеряются как функция времени в изотермических или неизотермических условиях. Калориметры можно классифицировать по методике эксперимента при смешении реагентов (титрационные, периодические, проточные калориметры) или по принципу измерения (тепловые, изопериболические, теплокомпенсационные, адиабатические) [3, с.406].

В настоящее время в биологической калориметрии используются два основных высокочувствительных калориметра: изотермический титрационный калориметр (ИТК), используемый для изучения взаимодействий между биомолекулами, и дифференциальный сканирующий калориметр (ДСК), используемый для изучения структурной стабильности биологических макромолекул [4, с. 199].

В свою очередь, фотометрия — это наука об измерении видимого света в единицах, взвешенных в соответствии с чувствительностью человеческого глаза. Это количественная наука, основанная на статистической модели зрительной реакции человека на свет, то есть нашего восприятия света, в тщательно контролируемых условиях.

Зрительная система человека реагирует на свет электромагнитного спектра с длиной волны от 380 до 770 нанометров (нм).Мы видим свет с разными длинами волн как континуум цветов видимого спектра: 650 нм — красный, 540 нм — зеленый, 450 нм — синий и так далее.

Чувствительность человеческого глаза к свету зависит от длины волны. В фотометрии пытаются измерить субъективное впечатление, производимое стимуляцией зрительной системы глаза-мозга лучистой энергией [2, с. 59]. Эта задача чрезвычайно усложняется нелинейной реакцией глаза на свет. Оно зависит не только от длины волны, но и от величины лучистого потока, от того, является ли свет постоянным или мерцающим, от пространственной сложности воспринимаемой сцены, адаптации радужной оболочки и сетчатки, психологического и физиологического состояния наблюдателя и множество других переменных.

В 1924 году Международная комиссия по освещению или попросила более ста наблюдателей визуально сопоставить «яркость» монохроматических источников света с разными длинами волн в контролируемых условиях. Усреднение измерений приводит к так называемому фотопическому отклику воспринимаемого «среднего» человека-наблюдателя.

На графике можно увидеть результат, который показал, что кривая слева показывает реакцию на низкие уровни света, которая называется скотопической реакцией. Изменение чувствительности происходит потому, что за реакцию глаза на свет отвечают два типа фоторецепторов, колбочки и палочки. Кривая справа показывает реакцию глаза при нормальных условиях освещения, она называется фотопической реакцией. В этих условиях колбочки реагируют на свет, а также отвечают за восприятие цвета человеком [1, с. 143]. При низком уровне освещенности палочки наиболее активны, и человеческий глаз более чувствителен к любому количеству присутствующего света, но менее чувствителен к цветовому диапазону. Палочки очень чувствительны к свету, но состоят из одного фотопигмента, что объясняет потерю способности различать цвета.

Сегодня метод фотометрии представляет собой особую актуальность, так как это широко используемый метод в лабораторной диагностике.

Список литературы:

1. Козлова-Козыревская А.Л. Фотометрические методы анализа и их применение в школьной научно-образовательной деятельности / Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова (Якутск), 2021. – С. 143.
2. Конюхов В.Ю. Методы исследования материалов и процессов: учебное пособие для вузов / В. Ю. Конюхов, И. А. Гоголадзе, З. В. Мурга. - М.: Издательство Юрайт, 2018. – С. 59.
3. Симоненко Е.Ю. Калориметрические параметры криопротектора на основе глицерина / Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2018. - С. 406.
4. Солодченкова Т.Б. Изучение фотометрических методов и фотометрия источников света / Межрегиональный центр инновационных технологий в образовании (Киров), 2021. - С. 199.