Lékařská biofyzika – cvičení
(Obory: Zdravotnický záchranář, Porodní asistentka
a Všeobecná sestra)
Vytvořeno v rámci projektu Fond rozvoje MU 1383/2019.
Zadání samostatného cvičení:
1. Optické laboratorní metody
Klíčové pojmy:
spektrofotometrie, absorbance, Lambert-Beerův zákon, transmitance, luminiscence,
absorpční křivka, absorpční maximum, refraktometrie, Abbeho refraktometr, Snellův zákon,
mezí úhel, polarimetrie, polarizace světla, opticky aktivní látky
Praktický význam:
Optické laboratorní metody tvoří základ chemické diagnostiky v medicínských i jiných
biochemických laboratořích. Jsou součástí nejen velkých průmyslových analyzátorů, ale i
příručních přístrojů, např. glukometrů. Refraktometrie má význam více ve zkoumání umělých
roztoků – léčiv, či v širším pohledu v optometrii. Polarimetrie je asi nejznámější
z nemedicínského života při stanovení cukernatosti.
1.1. Spektrofotometrie
Cíl:
Měření absorpční křivky a určení maxima v oblasti viditelného spektra.
Pomůcky:
Spektrofotometr Specol, automatická pipeta, roztoky pro měření, destilovaná voda
Postup:
1) Zapněte spektrofotometr a nastavte pomocí voliče vlnových délek vlnovou délku 500nm.
2) Zkontrolujte čistotu kyvet (pozor: každá kyveta má 2 stěny čiré a 2 matné). Kyvetu
uchopte vždy pouze za matné stěny.
3) Spektrofotometr Specol má pohyblivý držák měřícího nástavce pro 2 kyvety, vložte
nejprve kyvetu s destilovanou vodou do jednoho úchytu, do druhého úchytu kyvetu s
měřeným roztokem. Kyvety musí být naplněny nejméně do dvou třetin.
4) Do posuvného držáku vložte jednu kyvetu s destilovanou vodou a jednu s měřeným
vzorkem. Nejprve změřte hodnotu absorbance, pro destilovanou vodu (blank) a pomocí
tlačítka R ji vynulujte. Nyní do měřícího prostoru zasuňte kyvetu s měřeným roztokem a
odečtěte jeho absorbanci A.
5) Poté do měřícího prostoru zasuňte opět kyvetu s destilovanou vodou (blank) a hodnotu
vlnové délky zvětšete o 5 nm. Po vynulování displeje vložte do měřícího prostoru kyvetu se
zkoumaným roztokem a odečtěte jeho absorbanci A.
6) Uvedený postup opakujte a vlnovou délku světla zvyšte při každém kroku o 5 nm. Při
proměřování absorpční křivky postupujeme do vlnové délky 600 nm.
Lékařská biofyzika – cvičení
(Obory: Zdravotnický záchranář, Porodní asistentka a Všeobecná sestra)
Vytvořeno v rámci projektu Fond rozvoje MU 1383/2019.
7) Do grafu vyneste závislost absorbance na vlnové délce a odečtěte absorpční maximum,
což je vlnová délka, při které je absorbance měřeného roztoku nejvyšší.
Výstup:
Graf závislosti absorbance na vlnové délce s vyznačením absorpčního maxima.
Diskuze:
Popište, jak by se změnil průběh křivky měřili bychom roztok jiné látky a jak by se změnila při
použití roztoku stejné látky o menší a větší koncentraci.
1.2. Refraktometrie
Cíl:
Stanovení koncentrace NaCl v neznámém vzorku
Pomůcky:
Abbeho refraktometr, osvětlovací lampa, krystalický NaCl, stojan se zkumavkami,
automatické pipety, destilovaná voda, buničitá vata, váhy, váženka
Postup:
1) Připravte 10 ml roztoku NaCl v destilované vodě o koncentraci 200g/l.
2) Ředěním připraveného základního roztoku si připravte koncentrace NaCl 50, 100, 150g/l.
3) Osvětlovací hranol refraktometru oddělte od měřícího hranolu. Přesvědčte se o čistotě
obou hranolů. Pokud uvidíte zbytky nečistot, opláchněte je destilovanou vodou a vysušte
buničitou vatou.
4) Na plochu hranolu kápněte kapku zkoumané kapaliny a hranoly opět přiklopte.
5) Nyní otáčejte spodním knoflíkem přístroje tak, až se v zorném poli okuláru objeví rozhraní
„světlé – tmavé“. Může být barevné díky rozdílným indexům lomu kapaliny a skla hranolů a
tedy neostré. Kompenzaci, tj. „odbarvení“ a zároveň „zaostření“ proveďte otáčením horního
knoflíku přístroje (uvnitř se otáčí dvojice kompenzačních hranolů, které při vhodném
natočení eliminují barevnost rozhraní, které se stane černo-bílým a tedy i ostrým). Takto
vykompenzované rozhraní nastavte na střed kříže. Pozn.: Otáčením knoflíku pro vyhledání
rozhraní otáčíme systémem hranolů a de facto vyhledáváme oblast osvětlenou světlem,
které se láme pod úhlem maximálně rovným úhlu meznímu pro aktuálně použitou kapalinu.
6) Ve spodní části odečtěte hodnotu indexu lomu kapaliny (s přesností nejméně na tři
desetinná místa).
7) Postupně proměřte indexy lomu všech kalibračních roztoků, včetně základního. Nejprve
změřte index destilované vody, dále postupujte od roztoku s nejnižší koncentrací k roztoku o
nejvyšší koncentraci. Všechny naměřené hodnoty zapište do tabulky a poté vytvořte graf
závislosti indexu lomu na koncentraci.
8) Nakonec změřte index lomu neznámého vzorku, a z grafu odečtěte jeho koncentraci.
9) Po skončení měření otřete plochy obou hranolů buničinou zvlhčenou destilovanou vodou
nebo opláchněte destilovanou vodou a otřete buničinou a nechte hranoly odklopeny.
Lékařská biofyzika – cvičení
(Obory: Zdravotnický záchranář, Porodní asistentka a Všeobecná sestra)
Vytvořeno v rámci projektu Fond rozvoje MU 1383/2019.
Výstup:
Graf závislosti indexu lomu kapaliny na její koncentraci, včetně vyznačení hodnot neznámého
vzorku.
Diskuze:
Uveďte limitace této metody při hodnocení biologických vzorků. Uveďte praktické využité
refraktometrie ve zdravotnictví.
Příloha:
Obrazec hledaný v refraktometru: