Оптический флюорит - [43]

Однако наиболее мощным исследовательским средством люминесцентная микроскопия стала в биологии. Многие ткани и органы живых организмов являются люминесцирующими или легко окрашиваются флюоресцирующими веществами. Под люминесцентным микроскопом их можно изучать не разрушая. Более того, разработаны методики и аппаратура для микролюминесцентного изучения живых биологических объектов. Люминесцентная микроскопия эффективно используется для экспресс-диагностики ряда заболеваний, а также в бактериологии, онкологии, иммунопатологии и других областях.

Для люминесцентных исследований на базе нелюминесцирующей флюоритовой оптики создана и выпускается серия люминесцентных микроскопов «Люмам» различного назначения. Для наблюдения и фотографирования изображений биологических и других объектов в свете их люминесценции, возбуждаемой излучением 360—440 нм, предназначены рабочие модели «Люмам-Р1, -Р2, -Р3». Специальные рабочие модели микроскопов «Люмам-Р4, -Р5» приспособлены для изучения вирусов гриппа и гриппоподобных заболеваний. Микроскопы «Люмам И-1, -2, -3» являются исследовательскими и отличаются более широкими возможностями. Для исследования структуры тканей органов человека и животных разработан контактный люминесцентный микроскоп МЛК-1 с оптической головкой, которую можно вводить в малодоступные для исследования органы, проводить их наблюдение и фотографирование во время операции и после нее. Другой контактный люминесцентный микроскоп «Люмам К-1» предназначен для прижизненных исследований клеток и тканей на различной глубине в органах экспериментальных животных. Он позволяет изучать живые объекты в свете собственной люминесценции и в поляризованном свете методами светлого и темного поля. У микроскопов серии «Люмам» спектральная область исследуемой люминесценции 450—650 нм, область возбуждения люминесценции 360—440 нм. Кроме того, промышленность выпускает микроскопы-флюориметры «Люмам-ИУФ-1» и «Люмам-ИУФ-3», позволяющие измерять интенсивность люминесценции. У них область исследуемой люминесценции шире — от 300 до 750 нм.

Спектрофотометрия и микроспектрофотометрия — еще одна очень крупная область потребления флюорита.

Любой современный прибор для записи спектров газообразных, жидких и твердых веществ в широком спектральном диапазоне не может обойтись без флюоритовых кювет или окон (фото 20, см. вкл.). Только в номенклатуру инфракрасного спектрофотометра Specord 75IR производства «Карл Цейс Йена» в ГДР входит около 20 различных газовых и жидкостных кювет с окошками из флюорита и около десятка отдельных флюоритовых окошек. Микроспектрофотометрические методы позволяют получать очень важную количественную информацию о структуре и функциях микрообъектов.

Однако для проведения высокоточных спектральных измерений микрообъектов требуются объективы не только с низким уровнем коррекции хроматических аберраций, в том числе и за пределами видимой области спектра, но и с повышенной прозрачностью, особенно в ультрафиолетовой части спектра. Потери света на поглощение в оптическом приборе, как известно, определяются в основном прозрачностью оптических сред и их толщиной в оптической системе. Эти потери уменьшают величину полезного сигнала, особенно в ультрафиолетовой области, и влияют тем самым на точность измерений.

Высокая прозрачность в интервале до 200 нм искусственных кристаллов, выращенных из природного флюорита, позволила создать класс объективов для ультрафиолетовой и видимой областей спектра, отличающихся повышенной точностью измерений. На их основе были разработаны и освоены в серийном производстве такие высокоточные приборы, как микроспектрофотометр МУФ-5, цитофотометры для видимой области спектра МЦФВ-1, видимой и УФ-области МЦФУ-1.

Одним из весьма эффективных методов многопараметрического количественного изучения микрообъектов является люминесцентно-абсорбционный анализ. Для его проведения на ЛОМО им. В. И. Ленина разработаны и выпускаются серийно микроспектрофлюориметры МЛИ-1 и МЛИ-3, микротауметр МЛТ-1. Возбуждение люминесценции в этих приборах осуществляется областью спектра 240—550 нм, наблюдение и измерение — в области 300—700 нм.

Все современные микроспектрофотометрические приборы позволяют включать их в комплексы с другими приборами и ЭВМ с целью автоматизации процессов измерения и обработки результатов измерений. В медицинских научно-исследовательских центрах такие комплексные исследования по поиску новых лекарственных соединений обеспечивают изучение процессов на клеточном уровне вместо применения традиционных классических приемов оценки действия лекарственных соединений на животных, позволяют ускорить исследование в десятки раз и значительно повышают надежность получаемых результатов.

На базе оптического флюорита оказалось возможным широкое развитие методов оптико-структурного машинного анализа изображений микрообъектов (ОСМА). Основу его составляет устройство съема информации (УСИ) «Протва-С», которое сканирует изучаемые объекты методами фазового и темнопольного контраста, люминесцентно-абсорбционной микроскопии и передает данные о них в специализированные устройства обработки информации или в универсальные ЭВМ [Беляй и др., 1971; Богданов, 1971]. Подобные устройства используются в качестве датчиков в автоматических системах управления техническими процессами (АСУТП) на химических, биохимических и микробиологических производствах.