Thứ Bảy, 23 tháng 4, 2011

THỰC HÀNH ĐIỆN SINH HỌC

I.Cở sở lý thuyết
         Trong tế bào và mô cũng như các cơ quan luôn luôn tồn tại các loại điện thế khác nhau, song tùy theo nguyên nhân xuất hiện người ta chia làm 3 nhóm : điện thế tĩnh, điện thế hoạt động và điện thế tổn thương.
          Ở từng tế bào điện thế tĩnh xuất hiện giưã trong và ngoài màng do tính chất bán thấm của màng do tính chất bán thấm của màng đối với các ion khác nhau dẫn đến sự xuất hiện gradien điện hóa.
        Ở các tế bào khác nhau điện thế tĩnh được gọi là điện thế gradien trao đổi chất, nó xuất hiện giữa các vùng do tế bào có mức độ trao đổi chất khác nhau. Các gradien trao đổi chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau : cường độ hô hấp, sự hấp thụ ánh sáng ở mô lá cây, trao đổi chất khác nhau ở vùng sinh trưởng hoặc vùng thoái hóa.Trong đa số trường hợp vùng có cường độ trao đổi chất mạnh có điện thế âm so với vùng xung quanh. Điện thế tĩnh có giá trị cố định, ở các cơ thể sinh vật điện thế tĩnh dao động từ 0,1mV- 100mV.
       Điện thế tĩnh đặc trưng cho cơ thể sinh vật ở trạng thái bình thường do đó các yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái hoạt động bình thường đều ảnh hưởng đến điện thế tĩnh. Ví dụ như nhiệt độ, áp suất, nồng độ.
        Điện thế tổn thương xuất ở bất kỳ cơ thể sống nào giữa vùng bị tổn thương và không bị tổn thương. Vùng bị tổn thương tích điện âm so với vùng không bị tổn thương. Đặc điểm của điện thế tổn thương là cố định về hướng. Giá trị của điện thế tổn thương giảm theo thời gian và nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Trạng thái sinh lý của tế bào và mô; mức độ tổn thương.
        Điện thế tổn thương ở thực vật có đăc điểm là giảm rất nhanh rồi sau đó biến mất và sau đó xảy ra hiện tượng đảo cực, sở dỉ như vậy vì mô thực vật cấu tạo bởi các tế bào có kích thước nhỏ, dạng cầu dể bị tổn thương nặng và tử vong sớm. Hiện tượng đảo cực là do sản phẩm tạo thành khi mô chết gây nên.
        Điện thế hoạt động xuất hiện khi tế bào và mô bị kích thích. Hiện tượng này xảy ra khi truyền từ dây thần kinh tới cơ xương, cơ tim hoặc cơ quan bài tiết, tiêu hóa.v.v.
        Khi tế bào bị kích thích, dấu điện tích ở hai phía của màng tế bào đảo ngược hẳn lại so với lúc nghỉ ngơi. Điện thế mặt ngoài tế bào trở nên âm so với bên trong. Lúc đó xuất hiện hiệu điện thế hoạt động.
        Người ta có thể ghi (xác định) điện thế  sinh vật bằng các phương pháp khác nhau, một trong những phương pháp này là phương pháp đối xung. Dùng phương pháp này ta có thể đo điện thế giữa các vùng khác nhau của cơ thể sống.
        Sơ đồ đo điện thế bằng phương pháp đối xung.
            R : Điện trở ( A B điện thế dây)
            E : Nguồn điện một chiều
            Ex : Điện thế dộng cần tìm
            E0 : Pin chuẩn
            G : Điện kế gương
            C : Con chạy
            K1, K2 : Khóa     


  + Để khóa K2 vào điểm 2. Dịch chuyển con chạy C cho đến vị trí Cx nào đó trên điện trở dây AB cho đến khi kim điện kế ( G )chỉ số 0.
      Lúc này ta có Ex được tính bằng hiệu điện thế giữa hai điểm A và Cx(U AC x).
            Ex  = U AC x = I R AC x = I R 1 (1).
  + Thay Ex bằng pin chuẩn E0 (chuyển vị trí khóa 2 đến vị trí 1). Dịch chuyển con chạy đến C0 để cho kim điện kế gương chỉ số o và lúc này ta lại có.
            E0 = UAco = I RAco = I R0 (2)
        Chia (1) cho (2) ta có :

       
         Nếu AB là sợi dây đồng nhất ta sẽ có :
                   
           Hay 




           L1 - Chiều dài dây điện trở từ A đến Cx
           L0 - Chiều dài dây điện trở từ A đến C0
      
II. Nội dung thực hành
1.Thiết bị hóa chất mẫu vật
Điện kế gương (micro Ampe kế). Điện trở dây AB; hộp điện trở biến đổi R, nguồn E một chiều khoảng 20 V, nguồn E0 khoảng 40mV.
Mẫu vật : Ếch, lá cây.
2.Các bước tiến hành
Mắc mạch theo sơ đồ trên sau khi kiểm tra lại rồi mới cắm vào lưới điện  Vặn nút điện trở ở giá trị R1 = 10 ôm. Để khóa K2 vào vị trí 1 di chuyển con chạy C sao cho kim điện thế G chỉ số 0. Đọc độ dài L0 trên biến trở AB; chuyển khóa K2 sang vị trí 2, lại dịch chuyển con chạy C để kim điện kế G chỉ số không. Đọc Lx trên biến trở dây AB. Tính toán Ex1
- Cho giá trị R = 20 ôm tiến hành tương tự ---> Ex2
- Cho giá trị R = 30 ôm ---> Ex3
+ Tiến hành ở 2 vùng : Cơ còn nguyên, vùng cơ bị tổn thương ở cơ đùi ếch ---> ghi được điện thế tổn thương của cơ ếch.
NHẬN XÉT KẾT QUẢ
....................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
..................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Đánh giá của giáo viên hướng dẫn : 
.........................................................................................................................
........................................................................................................................

              

Thứ Sáu, 22 tháng 4, 2011

THỰC HÀNH PHONG XẠ SINH HỌC

PHÓNG XẠ SINH HỌC
 I.Cơ sở lý thuyết
1.Khái niệm về hiện tượng bức xạ
Có rất nhiều khái niệm về bức xạ khác nhau, nhưng theo Pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ thì :
*Bức xạ được hiểu là bức xạ ion hoá, gồm các chùm hạt vi mô và sóng điện từ có khả năng ion hoá khi đi qua vật chất, trừ các sóng điện từ có bước sóng dài hơn 100 nm (nanomet ).
Bức xạ  này chỉ nhận biết và đo được bằng các thiết bị đo lường chuyên dùng.
-Nguồn bức xạ bao gồm chất phóng xạ và thiết bị phát ra bức xạ. Vì vậy nguồn bức xạ là từ chung để chỉ các nguồn phóng xạ và các thiết bị bức xạ. Nguồn phóng xạ là các chất đồng vị phóng xạ phát ra các bức xạ ion hoá như hạt alpha, hạt beta, hạt nơtron và tia gamma. Thiết bị bức xạ là dụng cụ dùng để phát ra các tia bức xạ, đó là lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hạt tích điện và máy phát tia X. Chất phóng xạ có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí có hoạt độ phóng xạ  riêng lớn hơn 70 kilo Beccơren trên kilogam (70kBq/kg).
Trong tự nhiên có 92 nguyên tố, từ nguyên tố 93 trở đi là nguyên tố nhân tạo, trong Hội nghị hoá vừa qua đã công nhận 108 nguyên tố. Trong 108 nguyên tố đó, có 1.400 đồng vị : 270 đồng vị bền, 60 đồng vị phóng xạ tự nhiên, 1000 đồng vị phóng xạ nhân tạo. Những chất chứa các nguyên tố không bền gọi là chất phóng xạ. Các đồng vị này lẫn trong các khoáng chất tự nhiên như đất, đá, các loại sa khoáng ven biển...
2. Ứng dụng  của các nguồn bức xạ
Hiện nay ở Việt Nam, các lĩnh vực được ứng dụng nhiều nhất là y tế, công nghiệp, nông nghiệp, địa chất, giao thông vận tải, nghiên cứu và giảng dạy.
- Các loại nguồn sử dụng ở Việt Nam : Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, máy gia tốc ở Hà Nội và 2 nguồn chiếu xạ ở T.P Hồ Chí Minh.
-Lĩnh vực y tế : chủ yếu sử dụng máy phát tia X để chụp chẩn đoán và điều trị. Ngành y học hạt nhân sử dụng các đồng vị phóng xạ để điều trị ( BV Quy Nhơn dùng P32, I131 ), chủ yếu điều trị ung thư và chuẩn đoán các bệnh bướu cổ, gan, thận, não, tim...
-Lĩnh vực công nghiệp: chụp ảnh kiểm tra chất lượng mối hàn, các thiết bị đo đạc và điều khiển, kiểm tra chất lượng các công trình xây dựng và giao thông, sử dụng các nguồn phóng xạ để thăm dò các mỏ quặng, thăm dò dầu khí, kiểm tra các giếng khoan, sử dụng các máy  phát tia X để kiểm tra hành lý hải quan.
3.Các đơn vị đo của bức xạ
Bức xa. Là các tia không nhìn thấy được và chỉ nhận biết qua các thiết bị đo. Do đó cần hiểu rõ được ý nghĩa của các đơn vị đo liều bức xạ. Sau đây là các đơn vị đo thường dùng :
3.1. Hoạt độ của nguồn phóng xạ : Hoạt độ của nguồn phóng xạ được xác định qua số các phân rã trong 1 giây. Đơn vị hoạt độ là Bequerel (Bq).
1Bq ứng với 1 phân rã trong 1 giây.
1Curie ( Ci ) ứng với 3,7.1010 phân rã trong 1 giây, tức là :
1Ci = 3,7.1010Bq.
3.2 Liều chiếu : Liều chiếu cho biết khả năng ion hoá không khí của bức xạ tại một vị trí nào đó. Đơn vị liều chiếu là Coulomb trên kg ( C/kg ), là tỷ số giữa giá trị tuyệt đối tổng điện tích ( coulomb ) của tất cả các ion cùng dấu được tạo ra trong một thể tích nguyên tố của không khí và khối lượng của thể tích nguyên tố không khí đó ( kg ).
Đơn vị là Roentgen (R) : 1R = 2,58.10-4C/kg
3.3.Liều hấp thụ : Là năng lượng do bức xạ truyền cho 1 đơn vị khối lượng vật chất.
Đơn vị liều hấp thụ là Gray ( Gy)
1Gy bằng năng lượng 1 Jun truyền cho 1kg vật chất.
1Gy = 1 J/kg
Đơn vị thường dùng trước đây là rad 
1rad = 0,01 Gy hay 1 Gy = 100rad
3.4.Liều hấp thụ tương đương  :
D = Dht.Q.N
D : Liều hấp thụ
Q : Hệ số chất lượng của bức xạ . N = 1
Đơn vị liều hấp thụ  tương đương trước đây thường dùng là rem.
1Sv = 100 rem hay 1 rem = 0,01 Sv
3.5.Suất liều và suất liều tương đương : Suất liều là liều hấp thụ trong 1 đơn vị thờigian còn suất liều tương đương là liều tương đương trong một đơn vị thời gian.
Suất liều : Gy/sec hay rad/sec.
Suất liều tương đương : Sv/sec hay rem/sec.
Hiện nay trong các văn bản pháp quy quy định về tiêu chuẩn liều giới hạn đều sử dụng đơn vị Sv/năm, m/Sv/h, µSv/h.
Đơn vị đo liều bức xạ là Sievert (Sv). Nó thể hiện tổng năng lượng bức xạ hấp thụ bởi tế bào sống và mức độ sinh học mà nó gây ra.
1 Sv = 103 mSv = 106 µSv
Liều bức xạ tự nhiên trung bình đối với một người là từ 0,001- 0,002 Sv hoặc 1-2 mSv/ năm. Một lần chụp X quang thường phải chịu liều từ 0,2- 5Sv
Hiện nay trong các văn bản pháp quy quy định về tiêu chuẩn liều giới hạn đều sử dụng đơn vị Sv/năm, mSv/h, µSv/h.
Theo khuyến cáo của ICRP (Ủy ban quốc tế về an toàn bức xạ), giới hạn liều tối đa với công nhân không nên vượt qua 50mSv/năm. Với phụ nữ mang thai làm việc trong điều kiện bức xạ thì không quá 2 mSv/năm
- Tổng liều chiếu liên tục cũng như liều chiếu 1 lần dưới 1000 mSv sẽ không gây hiệu ứng nghiêm trọng nào cho sức khỏe
- Trong khoảng 2000 mSv liều một lần có thể gây ra triệu chứng nhẹ như buồn nôn, đau đầu sau khi bị nhiễm xạ khoảng 2 giờ. Một liều 2000mSv làm giảm 50% bạch cầu lẫn hồng cầu
- Trong khoảng 3000 mSv trở lên, làm xuất hiện triệu chứng mệt mỏi, ăn không ngon miệng, sốt, đi ngoài…Thường ít có nguy cơ tử vong, sau vài tuần hoặc vài tháng bệnh nhân có thể phục hồi
- Từ 4000 – 6000 mSv: Gây ra tổn thương niêm mạc ruột hoặc tủy xương. Liều 4000 mSv có khả năng đe dọa cuộc sống, 5000 mSv có thể gây ra tử vong và 6000 mSv hầu như chắc chắn gây tử vong nếu không cấp cứu kịp thời.
- Liều 6000 mSv trở lên hy vọng sống được vài tuần là điều khó. Liều cao hơn có thể gây chết trong thời gian ngắn  
II. PHẦN THỰC HÀNH
1.Giới thiệu về thiết bị đo :
1.1.Nguyên lý cơ bản
Có nhiều nguyên lý hoạt động cụ thể đối với các thiết bị đo khác nhau, tuy nhiên ta các máy đo hoạt độ phóng xạ có nguyên lý chung như sau :




   Dòng bức xạ
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại thiết bị đo khác nhau, tùy vào mục đích sử dụng mà có những thiết bị khác nhau. Có một số thiết bị đo đặc dụng, như đo tia gama, tia X hoặc đo liều chiếu xạ tương đương của các tia. Tùy vào mục đích sử dụng và đo loại bức xạ nào mà thiết bị đo có các hình dạng khác nhau. Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường đang sử dụng thiết bị đo liều tương đương đó là Inspector do Mỹ sản xuất. thiết bị này có thể đo được liều bức xạ của tia gama và cả tia X.
Đo thực nghiệm :
-Tiến hành đo phông bức xạ tự nhiên, giá trị nằm trong khoảng 0,15 - 0,25 micro Sv/hr.
-Đo một số đối tượng có phóng xạ : đá granit, mẫu khoáng titan
         
Kết quả đo độ bức xạ của một số loại khoáng chất

STT
Loại khoáng chất
Độ bức xạ  mSv/năm
Độ độc hại
1



2



3



4



5



6



7



8




NHẬN XÉT KẾT QUẢ
..................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
                                    Đánh giá của giáo viên hướng dẫn :
............................................................................................................................
..............................................................................................................................