Флюоресценция глаз что это такое

Флуоресценция глаз (ФАГД) - метод исследования глазного дна

Флуоресценция глазного дна (ФАГД) является самым действенным методом, опережая по своей эффективности даже такую передовую методику, как оптическая когерентная томография. Офтальмологи же прямо говорят, что достойной и полноценной альтернативы флуоресцентной ангиографии сетчатки нет.

Физическое явление флуоресценции заключается в поглощении некоторыми веществами высокоэнергетических квантов света с последующим излучением другого кванта, вещество выходит из возбуждённого состояния, превращаясь вновь в нейтральное. Таким образом, флуоресценция всегда вторична, самостоятельно эти вещества излучать свет не могут, а могут делать это только после возбуждения другим излучением.

Именно на этом и основан механизм исследования глазного дна методом введения в кровь безвредных для организма веществ, способных флуоресцировать после воздействия на них светом.

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.

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.

Возможные цели исследования

Составление «сосудистой карты» сетчатки, её ангиоархитектоники.
Особенности циркуляции крови в сосудах сетчатки (в хориодее).
Состояние гематоретинальных барьеров.
Изучение диска зрительного нерва, степени его возможного поражения.
Реже – исследование состояния конъюнктивы и радужной оболочки.

Показания в офтальмологии

Близорукость, которая при больших значениях диоптрий может отрицательно сказаться на здоровье глаза.
Возможность появления тромбов в сетчатке и в главной глазной вене. Грозит слепотой.
Меланомы пигментов, содержащихся в радужке и сетчатке.

Выявление отслойки участков сетчатки – для предотвращения полной потери зрения.
Венозные и капиллярные разрывы с кровоизлияниями при сахарном диабете.
При нейрофиброматозе – наследственном пораэении пигментных и нервных клеток.

В большинстве случаев при помощи ФАГД врач может распознать глазные патологии, выбрать лечебные методы вплоть до лазерной коагуляции сетчатки при её отслойке, проконтролировать результаты проводимых до этого лечебных мероприятий.

Ангиографическое исследование переднего отдела глаза проводят реже. Основными проблемными точками в нём будут опухолевые заболевания конъюнктивы и радужной оболочки, а также начало рубеоза радужки, т. е. появление на ней новообразованных кровеносных сосудов.

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.

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.

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.

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.

Преимущества метода ФАГД

По существу, метод флуоресцентной ангиографии уникален, а в сочетании с компьютерной обработкой получаемых данных вряд ли что подобное по эффективности появится в ближайшие десятилетия. Возможно только химическое улучшение свойств вводимого в вену контрастного флуоресцента, которое сделает его более безопасным и доступным для аллергенных ныне пациентов.

Сама же методика подсвечивания флуоресцентом сосудистой сети вплоть до мельчайших ответвлений капилляров и ясной их различимости на снимках позволяет проводить детальные анализ состояния диагностику, не допускающую каких-то двойных толкований увиденного.

Возможные побочные эффекты

ФАГД является в большинстве случаев безопасным для пациента способом исследования сетчатки. Все возможные побочные проблемы можно разделить на

Лёгкие, вроде тошноты или более редкой рвоты.
Средние, такие как вегетативная симптоматика, возможная в степени потери сознания, сыпь на конечностях и теле, кожный зуд.
Тяжёлые. К ним относятся анафилактический шок и отёк Квинке, которые могут довести и до летального исхода. Такие случаи описаны в медицинской литературе. Они являются крайне редкими, но сбрасывать их возможные проявления со счетов не следует.

Проявления тяжёлых случаев нужно относить уже к категорическим противопоказаниям к применению динатрия флуоресцина.

Флуоресценция переднего сектора глаз

Для определения патологий в переднем секторе глаза метод применяется несколько реже, но всё же достаточно часто по сравнению с другими аппаратными методиками в виде рентгенограмм или компьютерной томографии. Обычно ФАГД использую в микрохирургии во время предоперационной диагностики:

Нарушениях снабжения кровью сетчатки;
Нарушениях проводимости сосудов склеры или роговицы;
Бельмо роговицы;
Дистрофия роговицы или глубокий травматический рубец;
Конъюнктивальные опухоли;
Глаукома;
Воспаления глазной роговицы.

В реабилитационном периоде после офтальмологических операций может потребоваться постоянный контроль за состоянием микроциркуляции в органах зрения и своевременное выявление осложнений. В случаях проведённой кератотомии (восстановлении нормального зрения путём операции на роговице), кератопластики (трансплантации роговицы) и артифакии (пересадки искусственного хрусталика) применение ФАГТ также будет вполне действенным и оправданным.

Заключение

Флуоресцентная ангиография была и остаётся практически единственным способом точно диагностировать протекающие в глазном дне и сетчатке возможные болезни. Недостатки метода в виде аллергической непереносимости вводимого в вену препарата с лихвой окупаются точностью диагноза, который ставят врачи.

Контактные линзы каких брендов вам знакомы?

Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

Линзы Acuvue 42%, 2563 голоса
2563 голоса 42%
2563 голоса - 42% из всех голосов
Линзы Air Optix 17%, 1048 голосов
1048 голосов 17%
1048 голосов - 17% из всех голосов
Линзы Optima 16%, 981 голос
981 голос 16%
981 голос - 16% из всех голосов
Линзы Pure Vision 12%, 717 голосов
717 голосов 12%
717 голосов - 12% из всех голосов
Линзы Biofinity 6%, 362 голоса
362 голоса 6%
362 голоса - 6% из всех голосов
Линзы Biotrue 4%, 260 голосов
260 голосов 4%
260 голосов - 4% из всех голосов
Линзы Clariti 2%, 135 голосов
135 голосов 2%
135 голосов - 2% из всех голосов

Всего голосов: 6066

Голосовало: 3464

17.01.2018

Вы или с вашего IP уже голосовали.

Флюоресценция - это... Что такое Флюоресценция?

Некоторые вещества обладают свойством делаться особенным образом самосветящимися в течение того времени, пока они подвергаются освещению посторонним источником света. Так, напр., слабый раствор сернокислого хинина, подкисленный несколькими каплями серной кислоты, на дневном свете сияет с поверхности слабым голубоватым светом; свечение это особенно хорошо заметно, если смотреть сверху в стакан, в который налита эта жидкость; свечение тотчас исчезает, как будет прекращен доступ света к жидкости. Так как раствор хинина вполне бесцветен, то голубоватое сияние поверхности его нужно приписать самосвечению жидкости под влиянием освещения дневным светом. Это явление самосвечения называется флюоресценцией, а тела, обладающие означенным свойством, — флюоресцирующими. Явление Ф. было впервые исследовано Гершелем в 1845 г. на растворе сернокислого хинина и названо им "эпиполической дисперсией" (поверхностным светорассеянием) по причине того, что свойством самосвечения обладала, как казалось Гершелю, лишь самая поверхность жидкости. Брюстер, исследовавший (1846—53) тот же самый раствор, заметил, что при достаточной силе освещения жидкости заметна Ф. и у внутренних, более глубоких слоев жидкости; он назвал поэтому явление "внутренней дисперсией". Изучено явление Ф. было впервые Стоксом (Stokes, 1852—1864), который и дал ему название "Ф.", так как это явление наблюдалось им в фиолетовых и зеленых разновидностях Дербиширского плавикового шпата (флюорита). Главнейшие из результатов, найденных Стоксом и подтвержденных позднейшими исследователями Ф., следующие: 1) явление Ф. возникает в способных к Ф. телах почти исключительно под влиянием света, содержащего лучи короткой длины волны — фиолетовые и ультрафиолетовые. Ввиду этого богатый ультрафиолетовыми лучами солнечный свет, свет вольтовой дуги и в особенности свет электрической искры вызывают в сильной степени явление Ф., между тем как при свете керосина или газа Ф. еле заметна. Если образовать на белой стене спектр от источника света, богатого ультрафиолетовыми лучами (солнечный свет или вольтова дуга), и перемещать вдоль спектра испытуемое Ф. вещество (напр. пластинку уранового стекла), то можно заметить, в каких лучах спектра тело будет флюоресцировать; произведенные по этому методу опыты показали, что почти все способные к Ф. тела начинают заметно флюоресцировать лишь у синего конца спектра и приобретают наиболее интенсивную Ф. в ультрафиолетовых лучах. Есть лишь немногие исключения — так, напр., спиртовый раствор нафталиновой красной краски (магдала) приобретает наибольшую интенсивность Ф. в желто-зеленой части спектра. 2) Лучи, вызывающие Ф. тела, всегда поглощаются этим телом. В вышеописанном опыте со спектром лучи свободно проходят сквозь тело в тех частях спектра, которые не вызывают Ф., и поглощаются телом (т. е. тело бросает тень на экран) в частях спектра, в которых заметна Ф. тела. Этот закон не может иметь исключений, так как он является необходимым следствием закона сохранения энергии: когда тело флюоресцирует, оно излучает энергию, запас которой может при данных условиях поддерживаться постоянным исключительно путем поглощения падающей на тело световой энергии. Поглощением лучей, возбуждающих Ф., объясняется также, почему явление Ф. наблюдается всегда главным образом на поверхности флюоресцирующего тела; действительно, уже первые слои флюоресцирующего тела поглощают в значительной мере те составные части падающего на тело пучка света, которые могут вызвать Ф., а в глубжележащие слои проникают лишь лучи, не могущие возбудить Ф. 3) Лучи, иссылаемые флюоресцирующим веществом, обладают всегда меньшей преломляемостью (большей длиной волны, меньшим числом колебаний), чем поглощенные этим веществом и вызвавшие Ф. лучи. Это правило, высказанное Стоксом, подвергалось внимательному исследованию Ломмелем, Хагенбахом и Штенгером, работы которых указали, что в общем правило Стокса оправдывается в огромном большинстве случаев и что все тела, представляющие исключения из этого правила (эозин, флюоресцеин, хлорофилл и др.), обладают ярко выраженными полосами поглощения (см. Спектральный анализ). Флюоресцирующих веществ весьма много, из них больше всего жидких тел. Из твердых тел отличаются яркой Ф. кристаллы платиново-синеродистых солей бария или калия, затем некоторые соли урана и так наз. желтое урановое стекло, плавиковый шпат и др. По мнению Э. Видемана, давшего (1888) классификацию всех явлений свечения, не вызванных повышением температуры (явления люминесценции), Ф. твердых тел нельзя считать за истинную Ф. — это скорее фосфоресценция (см.), флюоресцирующими же в тесном смысле слова могут быть лишь тела жидкие и газообразные. Растворы флюоресцирующих твердых тел не всегда дают флюоресцирующие жидкости; так, напр., платиново-синеродистые соли флюоресцируют лишь в виде кристаллов; с другой стороны, напр., азотнокислый уран флюоресцирует и в твердом виде, и в растворе. Из огромного числа флюоресцирующих жидкостей замечательны по интенсивности Ф. растворы: сернокислого хинина, флюоресцеина, эозина, хлорофилла, лакмуса, затем неочищенный керосин и некоторые минеральные масла. Особенно ярко флюоресцирует зеленым светом флюоресцеин в слабых водных растворах; по исследованиям Э. Видемана, даже очень слабый раствор флюоресцеина (около 0,002 %) излучает еще около 1/300 того количества зеленого света, который содержится в пучке, возбуждающем Ф. Подробный список флюоресцирующих веществ (главным образом жидких) можно найти в книге К. Noack, "Verzeichniss fluorescirender Substanzen" (Марбург, 1887). Ф. паров удалось открыть лишь недавно; Ломмель наблюдал Ф. у паров йода, затем Э. Видеман заметил, что некоторые жидкости (напр. раствор эозина) флюоресцируют и выше их критической температуры. В 1895 г. Видеман и Шмидт нашли еще целый ряд веществ, флюоресцирующих в парообразном состоянии, как то: антрацен, нафталин, натрий и калий. Все перечисленные выше вещества обладают сравнительно интенсивной Ф.; для исследования веществ с весьма слабой Ф. Стокс предложил весьма чувствительный "метод 2 дополнительных поглощающих середин", дающий возможность заметить даже слабые признаки Ф. Падающий на исследуемое тело солнечный свет проходит предварительно через первое поглощающее вещество, пропускающее только синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи и вполне поглощающее все остальные лучи спектра. Исследуемое тело рассматривается через второе поглощающее вещество, дополнительное в отношении спектра поглощения к первому, т. е. поглощающее все лучи, свободно прошедшие через первое вещество, и свободно пропускающее остальные лучи. Очевидно, что эти две середины, вместе сложенные, не пропускают вовсе солнечного света, падающего на одну из них. Если же между серединами поместить флюоресцирующее тело, то, будучи освещено фиолетовыми лучами, пропущенными первой серединой, оно начнет флюоресцировать (по правилу Стокса) лучами, которые свободно проходят через вторую середину, и глаз наблюдателя увидит сквозь вторую середину очертания флюоресцирующего тела. Пользуясь этим методом, Стокс убедился, что слабой Ф. обладает множество тел: бумага, кость, пробка, кожа, известковый шпат, почти все сорта стекла. Некоторые вещества флюоресцируют заметно лишь под влиянием крайних ультрафиолетовых лучей; источником последних может служить электрическая искра между кадмиевыми или алюминиевыми электродами; при этом освещении особенно ярко флюоресцируют некоторые сорта стекла, не флюоресцирующие при освещении солнечными лучами. Еще действительнее лучи, возникающие при прохождении электрических разрядов через разреженные газы; многие вещества, помещенные на пути разряда, особенно на пути катодных лучей (см. Разряд), флюоресцируют ярким светом. Лучи Рентгена (см.) вызывают также яркую Ф. некоторых веществ, напр. платиново-синеродистых солей бария или калия. Удовлетворительной теории явления Ф. до сих пор не имеется. Если не вдаваться в детальный механизм явления, то Ф. во всяком случае следует себе представить следующим образом: энергия падающих на тело лучей увеличивает живую силу колебаний атомов или молекул тела, поглотившего энергию; в нефлюоресцирующих телах это увеличение живой силы сказывается повышением температуры тела и сообразным с ним изменением интенсивности и состава того потока лучей, вообще говоря, невидимых, которые тело испускает. У флюоресцирующих тел часть поглощенной энергии идет на обычное повышение температуры, часть же на столь существенное увеличение энергии колебания, вероятно, незначительного числа атомов, что эти атомы способны воздействием своим на эфир вызвать в последнем волны видимого света. Мгновенное прекращение Ф. по миновении вызывающего ее освещения Э. Видеман приписывает быстрому рассеянию живой силы атомов вследствие частых столкновений их (см. Кинетическая теория газов) с соседними. Такие частые столкновения возможны лишь в газообразных и жидких телах; в твердых телах частицы менее удобоподвижны, следовательно, в твердых телах Ф. должна была бы продолжаться и после освещения, т. е. Ф. должна была бы перейти в фосфоресценцию (см.). В справедливости этого соображения Видеман убедился опытом: прибавляя к флюоресцирующему раствору все больше и больше желатина, он наконец получил студень, который по высыхании дал фосфоресцирующее тело. — Ф. находит применение к физике при исследовании невидимой глазом ультрафиолетовой части спектра. Если эту часть спектра заставить упасть на флюоресцирующий экран (бумага, пропитанная сернокислым хинином, или пластинка уранового стекла), то благодаря Ф. вся ультрафиолетовая часть сделается видимой и поддастся исследованию; для этой цели Соре построил особый окуляр, в который помещена пластинка уранового стекла. Эти субъективные методы наблюдения не нашли, однако, значительного применения, так как фотография дала объективный метод значительно большей чувствительности. В технике лучей Рентгена (см.) применяются флюоресцирующие экраны, покрытые мельчайшими кристаллами платиново-синеродистого бария.

А. Г.

как проводится исследование сетчатки глаза и глазного дна

Флуоресцентная ангиография – это метод исследования сосудов глаза, сетчатки, глазного дна. Выполняется процедура введением в сосуды контрастного вещества, на основе флуоресцеина натрия. Затем при помощи специальной аппаратуры выполняется облучение и съёмка. Это помогает исследовать ток и скорость движения крови по сосудам, артериям в глазнице. Благодаря данной методике можно выявить заболевания и патологии глаз на начальной стадии.

Указанный метод обследования популярен в нынешней медицине и позволяет получить исчерпывающую информацию о здоровье кровоснабжения глазных органов. Флуоресцентная ангиография впервые использовалась в 1961 году, став ошеломляющим прорывом, открытием в офтальмологии. ФАГ визуализирует строение глаз, сетчатки благодаря контрастному веществу, которое при проникновении в кровь попадает в сосудистый цикл. Это помогает отследить движение крови, состояние артерий. Обнажаются все отклонения кровеносного цикла, осуществляется визуализация повреждений.

Что достигается с обследованием

При проведении ФАГ становится возможным выявление различных болезней:

Развитие патологий в сосудах.
Изменения, связанные с заболеваниями хронической стадии: диабетическая болезнь, гипертония и другие.
Воспалительные процессы и изменение здоровой сетчатки.
Расширение капилляров.
Сверхдопустимая концентрация сосудов.
Шунты, образованные вследствие полученных травм зрительных органов.
Образование тромбов и закупорки вен, разрастание новых сосудов.
Аневризмы и доброкачественные, злокачественные опухоли, гемангиомы.
Нарушения кровоснабжения, кровотока.

Диагностирование должен проводить опытный офтальмолог, который способен оценивать патологию, нарушение строения тканей. Самостоятельно расшифровывать результаты анализа настоятельно не рекомендуется. После процедуры доктор назначает комплексное, результативное лечение, подходящий метод терапии.

Принцип действия

Методика исследования глазных сосудов основана на флуоресцеине натрия, которым заполняются кровеносные артерии, вены. Когда на вещество воздействует голубое аппаратное свечение, контрастные молекулы приходят в движение, излучая жёлтые и зелёные цветовые оттенки. Специальная ретинальная камера фиксирует фазы протекания контрастной жидкости по артериям сетчатки глаза. Проникая в сосуды, вещество не касается близлежащих тканей, не влияет на них. Оболочка глаза не повреждается. Это происходит благодаря сосудистым стенкам эндотелия.

Затем красящая жидкость попадает в кровеносные капилляры с отверстиями, через которые питательные и полезные компоненты попадают во внутренние ткани глазной сетчатки. Далее путь контрастного вещества лежит к внесосудистым тканям, через мембрану. После этого ткани описанной структуры блокируют движение специфического вещества в артериях. Процедура позволяет обследовать глазное дно и переднюю камеру, кровоснабжение, целостность артерий. Исследуется здоровье вен и сосудов.

Показания к обследованию

Флюоресцентная ангиография глаза назначается к прохождению при установленных показаниях:

Симптомы врождённой или приобретённой патологии глаз.
Ретинопатия во время сахарного диабета.
Деформирование сетчатки, изменения в макуле, нарушенный кровоток в сосудисто-капиллярной пластине.
Воспалительные процессы в сетчатке.
Глаукома.
Нарушенное кровообращение в сетчатке.
Бельмо на роговице.
Доброкачественные и злокачественные опухоли конъюнктивы.
Нарушение проходимости крови по глазным сосудам, окклюзия.
Ангиоматоз в сетчатке.
Аномалии зрительных мышц или нервов.
Катаракта.

Катаракта глаза

Направление на обследование оформляет врач-офтальмолог или окулист. Спрос на флюоресцентную ангиографию высок. Процедура способна выявить патологию или заболевание на ранней стадии развития. Также на диагностический курс отправляют пациентов, прошедших хирургическую операцию, для контроля терапии, предотвращения осложнений. Также ФАГ делают при отсутствии или помутнении хрусталика, после операции вживления искусственного хрусталика, пересадки роговицы.

Противопоказания к обследованию

Флуоресцентная ангиография сетчатки – инвазивный процесс, включающий ряд противопоказаний. Полагается исключить наличие аллергических реакций на контрастный пигмент. Для этого делается пробное введение жидкости в сосуд, затем наблюдается физическое состояние пациента. При признаках покраснения, сыпи, отёков, крапивницы и других тревожных симптомов от диагностики приходится отказаться. Последующие действия в этом случае приведут к серьёзным осложнениям и полной потере зрения. К противопоказаниям также относятся:

Лактация, период грудного вскармливания. В этот период в организме женщины происходят гормональные перемены, процесс обследования может дать неточные результаты. Также есть риск навредить малышу.
Симптомы глаукомы и других заболеваний, препятствующих полному расширению зрачков. Патологии не обеспечат точные результаты, показатели исследования.
Пониженная прозрачность, помутнение глазных яблок.
Бронхиальная астма, патологии дыхательных путей, почечная недостаточность, заболевания выделительных, мочеполовых функций.
Перенесённый инсульт, а также инфаркт миокарда, ишемические процессы в анамнезе.
Непереносимость отдельных лекарственных препаратов. Аллергическая реакция организма на медикаменты, которые вводятся для расширения зрачков.
Не рекомендуется проводить данное диагностирование детям, не достигшим 15 лет, а также пожилым, возрастом свыше 65 лет. Процессы, происходящие в этом возрасте, могут привести к осложнениям.
Психические заболевания, которые диагностируются в прогрессирующей стадии.

Важно учитывать вышеперечисленные противопоказания перед прохождением обследования. Игнорирование рекомендаций может привести к серьёзным осложнениям, побочным действиям, бесполезности проведённого теста.

Ангиография глаза

Возможные осложнения

Флуоресцентная ангиография глаз в офтальмологии относится к безопасной процедуре диагностирования. Но во время проведения обследования в отдельных случаях наблюдались такие осложнения:

Тошнота, рвота, нарушения пищеварительного тракта.
Головокружение, неустойчивость.
Физическая слабость мышц, сниженная работоспособность, отсутствие сил.
Парестезия языка.
Аллергические реакции: отёки, зуд, высыпания, крапивница.
Чихание, слезоточивость, насморк.
Отёк гортани.
Спазм бронхов.

В отдельных редких случаях возможен анафилактический шок, прекращение дыхательных функций, присутствует риск смертельного исхода. Случаются заболевания сосудистой, сердечной системы, тахикардия, повышение артериального давления. Для предотвращения опасных осложнений процесс обследования выполняется в клинических условиях, под руководством специализирующегося в данной области профессора, медицинского персонала. В случае нарушения процесса пациенту оказывается своевременная медицинская помощь. Чтобы предотвратить риск для жизни, больной и персонал подготавливаются. Пациенту нужно сделать пробное введение контрастной специфической жидкости на гипоаллергенность, исключая аллергию и анафилактический шок для проведения безопасной процедуры.

Подготовка к диагностике

Перед проведением обследования нужна подготовка, которая состоит в соблюдении рекомендаций врача. Офтальмолог должен выяснить, принимает ли пациент постоянные медикаментозные препараты. Если да, то не повлияют ли данные лекарства на процесс исследования. Если лекарственные средства грозят нарушить точность результатов, на время диагностического процесса стоит прекратить приём препаратов.

После проведённой процедуры ощущается дискомфорт в глазах, нарушается чёткость зрительных функций. Лучше заблаговременно позаботиться о сопровождающем из поликлиники домой. Это предотвратит опасные для жизни ситуации. Не стоит плотно завтракать или обедать перед обследованием. Пациенты часто чувствуют тошноту и рвотные позывы, для предотвращения рвоты стоит ограничить приём пищи. Также перед процедурой рекомендуется исключить употребление алкоголя.

Одежда, в которой человек приходит на ангиографию, подбирается просторная, комфортная. Швы не должны передавливать тело и вены, сковывать движения. Воротник не препятствует свободному дыханию при наклоне головы. Непременно проводится анализ пробы контрастного вещества, чтобы исключить аллергию.

Последовательность проведения обследования

Для чувства уверенности пациент должен быть осведомлен о ходе предстоящих действий во время процесса обследования. Характерные диагностические обследования предоставляет офтальмология, специализирующаяся в данном направлении медицинская клиника. Прежде всего, человек должен подписать письменное разрешение о проведении медицинского исследования, осведомленности о возможных осложнениях. Пациент предварительно сдает клинические анализы, исследование которых позволит предотвратить, исключить риск осложнений. Человека усаживают в кресло, а напротив лица устанавливают специальную камеру.

В конъюнктивный мешок глаза закапывают медикаментозное безопасное средство для полного расширения зрачков. Пациенту нужно уткнуться лбом в перекладину, сомкнуть плотно зубы, подбородком упереться в специально подготовленную подставку, смотреть вперёд. Важно не нервничать, не переживать. Обследуемому накануне проведения процедуры разрешается принять успокоительные средства на натуральной основе, с целью расслабления нервов. Дыхание должно быть спокойным и ровным. Во время осмотра нельзя моргать, закрывать глаза.

После этого производится внутривенный ввод контрастного вещества медицинской сестрой. Одновременно офтальмолог производит пробные снимки. Все время обследования пациенту следует сидеть без движений, чтобы не нарушить чёткости полученных фотографий, результатов исследования. Наблюдение периферических участков зрительного органа сопровождаются сменой угла зрения, поэтому пациента просят перевести взгляд в соответствующую сторону. Послушное сотрудничество с доктором, проводящим процедуру, будет способствовать точным результатам теста.

Проведение ангиографии глаза

Введя краситель в кровь, доктор предупреждает о возможной тошноте, рвотных позывах. Эти ощущения вскорости исчезают. При проявлении серьёзных аллергических признаков обследование прекращается, предпринимаются соответствующие действия для оказания необходимой помощи. При осложненной аллергии принимают реанимационные меры, осуществляется госпитализация больного. После введения специфического вещества, при благополучном исходе, доктор выполняет серию фотографических снимков. Заканчивая офтальмологический процесс, медицинская сестра удаляет иглу, накладывает повязку на вену для предотвращения кровотечения.

Преимущества флуоресцентной ангиографии

Положительной особенностью данного метода обследования является повышенная чувствительность. При помощи процедуры можно выявить начальные отклонения от нормы, развитие заболевания на ранней стадии. Просматриваются маленькие артерии, капилляры и хориоидея, сетчатка и глазное дно. Можно увидеть изменения в диске зрительных нервов, пигментном эпителии. Также обнаруживается хориоидальная неоваскуляризация и ретинопатия – врождённое заболевание сетчатки глаза.

Обнаружение диабетической ретинопатии на ангиограмме глаза

Тест ФАГ уникален и незаменим. Другое обследование не способно в полной мере заменить процедуру ангиографии. Метод диагностирования реагирует на отечности, новообразования, уплотнения стенок сосудов, артерий. Также возможно рассмотреть циркуляцию крови в тканях зрительного органа. Данная процедура позволяет увидеть степень проницаемости сосудов, выявить патологические отклонения от нормы, в то время как другие клинические анализы не диагностируют заболевания.

Кроме выявления болезней и патологий, флуоресцентная ангиография позволяет проследить результативность курса терапии, проводимого метода лечения. При помощи обследования отслеживают положительную или негативную динамику заболевания или отклонения. Также данным методом осуществляют подтверждение или отрицание анализов, клинических исследований.

Данные диагностики остаются в памяти компьютера, при повторном обследовании возможно сравнение с прежними показателями. Флуоресцентная ангиография не оказывает радиационного, ионного воздействия на организм. Она относится к безопасным и щадящим для организма методам исследования. В отличие от рентгеновских снимков, облучения аппаратом просветления, ангиография проводится даже женщинам в период вынашивания ребёнка.

Недостатки процедуры

Все методы лечения и диагностики показывают сильные и слабые стороны. К недостаткам ангиографии относят вероятность аллергической реакции. Данное явление может привести к осложнениям и анафилактическому шоку. Игнорирование и бездействие признаков аллергии приводит к смертельному исходу. Поэтому перед проведением процедуры необходимо провести тест на восприятие организмом контрастного вещества. Для этого подкожно вводят малую дозу специфической жидкости, наблюдая за реакцией организма. При первых признаках непринятия процедура обследования противопоказана.

Процесс диагностирования проводится под бдительным руководством врача-офтальмолога и медицинского персонала. В случае осложнения пациенту оказывается профессиональная медицинская помощь. Также наблюдается реакция на контраст в виде рвоты, тошноты, расстройства пищеварительного тракта, головокружения и обмороков. В случае отёка Квинке, прекращения дыхательных функций, анафилактического шока пациента отправляют в реанимацию для оказания необходимой, срочной медицинской помощи. После положительно проведённого обследования наблюдается специфический цвет выделений, мочи. Это вызвано содержащейся в крови контрастной жидкостью. Для её выведения рекомендуется обильное питьё. А вспышки фотокамеры влияют на зрение, два следующих дня человек может видеть красные вспышки.

Подвижность во время процесса диагностирования приводит к неточным результатам обследования, искаженным фотоснимкам. А несоблюдение рекомендаций по подготовке к анализу ведут к ложным показателям. При игнорировании рекомендаций врача результатам теста не стоит доверять. Также при наличии заболеваний, перечисленных в противопоказаниях, обследование не будет результативным.

Расшифровка полученных результатов

В течение двух часов готовятся снимки, результаты проведённого обследования. Установлением диагноза должен заниматься профессиональный доктор, специализирующийся в данной сфере. Расшифровывать показатели самостоятельно настоятельно не рекомендуется. Полученные фотоснимки или плёнку с результатами следует передать лечащему врачу, который назначит комплекс терапевтического лечения, приём медикаментозных препаратов. Порой назначаются дополнительные клинические анализы и процедуры.

Наблюдая прохождение специфического вещества, доктор видит направление и скорость кровообращения. Подсвечивание сетчатки говорит о развитии болезни или патологии, потому что флуоресцеин должен свободно продвигаться по сосудам, проникать в поры и капилляры. Доктор сравнивает участки со слабым и повышенным свечением. Полученные данные сравниваются с допустимой нормой. На основании этого устанавливается диагноз или назначаются дополнительные анализы.

Показатели ниже допустимой нормы могут диагностироваться по следующим причинам:

Появление в сетчатке новообразований, опухолей, кровоизлияний, имеющих повышенную оптическую плотность.
Нарушенное кровообращение сетчатки.
Отсутствие сосудистой ткани, деформирование здоровых процессов.
Нарушение строения, отслоение сетчатки, аномальное видоизменение, влияющее на слабое свечение специфического вещества.
Аномальная концентрация сосудов хориоидеи.
Нарушенные компоненты строения сетчатки.
Появление друз, новообразований в зрительном органе.

Калиброметрия оценивает различные фазы протекания патологических процессов. Денситометрия – метод исследования скорости кровотока глазного дна, изучение контраста специфической жидкости на результатах обследования.

Метод диагностирования ФАГ – распространенный, информативный, позволяющий обнаружить патологии, а также заболевания глаз на ранней стадии. Это помогает начать своевременное лечение, увеличивает шанс на выздоровление. Процедура не требует сложной, скрупулезной подготовки. Обследование безопасно, не влечёт побочных действий, если отсутствуют патологии к проведению диагностики. Важно сотрудничество с лечащим врачом, соблюдение всех рекомендаций. Это обеспечит достоверные результаты проведённого теста.

Флуоресцентные репортеры и их репортажи

Е. О. Пучков,
доктор биологических наук, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН
«Химия и жизнь» №9, 2014

Как известно, однажды свет был успешно отделен от тьмы. С тем, что такое тьма, еще предстоит разобраться: пока наметились лишь некоторые перспективы в связи с изучением темной материи и темной энергии. А вот свет человечество давно изучает и использует, в том числе и как исследовательский инструмент.

В последние тридцать лет стремительно растет число методов исследования, основанных на регистрации флуоресценции, и они все шире применяются в биологии и медицине. Обусловлено это как развитием техники, в первую очередь компьютеров и лазеров, так и появлением широкого спектра доступных флуоресцирующих молекул и молекулярных комплексов, так называемых флуоресцентных репортеров. Флуоресцентная методология благодаря высокой чувствительности и сравнительной безопасности вытеснила многие традиционные методы, связанные с применением радиоактивных веществ. Методы флуоресцентного анализа используются как в фундаментальных исследованиях для получения новых знаний о живом, так и в прикладных работах — в биотехнологии, медицинской диагностике, криминалистике... Что же представляют собой флуоресцентные репортеры? Какую информацию из глубин микромира можно получить с их помощью? Как эту информацию регистрируют и анализируют? Но прежде всего — что такое флуоресценция?

Флуоресценция: свечение, индуцированное светом

Некоторые вещества после поглощения света в определенном диапазоне длин волн начинают излучать свет в другом, более длинноволновом диапазоне. Давно было замечено, что растворы некоторых органических соединений и минералов изменяют цвет, если наблюдать их не на просвет, а под углом к проходящему свету. Так, например, шотландский натуралист Дэвид Брюстер в 1833 году заметил, что от зеленого спиртового раствора хлорофилла при освещении белым светом «отражается» красный свет. Позднее, в 1845 году, знаменитый астроном и физик Джон Гершель описал появление голубой окраски у бесцветного раствора сульфата хинина при облучении солнечным светом. В 1852 году математик и физик Джордж Стокс обнаружил видимое глазом свечение минерала флуорита при его облучении невидимым ультрафиолетовым излучением. «В честь» флуорита он назвал это явление флуоресценцией, по аналогии с термином «опалесценция», описывающим явление дихроизма в опале. (Опалесценция — это разновидность дихроизма: рассеяние света, которое иногда сопровождается интерференцией. Хотя опалы тоже выглядят желтоватыми в проходящем свете и голубоватыми — в рассеянном, перпендикулярном к проходящему, это не флуоресценция.)

Флуоресценция — один из видов люминесценции. Этим термином описывают все виды излучения, вызванного возбуждением молекул различными факторами. Так, например, в некоторых химических реакциях возникает хемилюминесценция. Хемилюминесценцию в биологических объектах называют биолюминесценцией. Есть вещества, которые испускают свет при возбуждении электрическим током (электролюминесценция), быстрыми электронами (катодолюминесценция), Y-излучением (радиолюминесценция) и другие. В этом контексте флуоресценция относится к категории фотолюминесценции.

Способные флуоресцировать атомы, молекулы и молекулярные комплексы называют флуорофорами, или флуорохромами. Иногда флуорохромами называют все виды флуоресцирующих молекул, а флуорофорами — только флуоресцирующие компоненты (группировки) крупной молекулы. Однако дальше мы будем использовать термин «флуорофор» для всех типов флуоресцирующих веществ. Отметим также, что в исследовательской практике ковалентно присоединенный к макромолекуле флуоресцирующий компонент принято называть флуоресцентной меткой, а свободный флуорофор — зондом. Применяемые в микроскопии флуорофоры традиционно именуют флуоресцентными красителями. Наконец, флуорофоры, используемые в биологических исследованиях, некоторые авторы стали называть биосенсорами. Физическую природу флуоресценции удобно проиллюстрировать, пользуясь диаграммой, которую предложил польский физик Александр Яблонский в 1933 году и которая носит его имя (рис. 1).

Отметим три важных обстоятельства. Во-первых, вероятности переходов, показанных на рис. 1, различаются. О вероятности можно судить по времени, за которое осуществляется каждый из переходов, или по времени пребывания электронов в каждом из этих состояний (см. таблицу): чем меньше время, тем более вероятен данный переход. Очевидно, что флуоресценция и тем более фосфоресценция — маловероятные процессы. Вот почему большинство флуорофоров светятся слабо даже при интенсивном облучении. Во-вторых, поскольку флуоресценция возможна при переходе электронов в основное состояние только с самого низкого синглетного уровня, энергия излучения меньше поглощенной энергии. Поэтому спектр флуоресценции флуорофора всегда находится в более длинноволновой области по сравнению со спектром поглощения. И наконец, в-третьих, состояние электронов, участвующих в процессах, зависит как от физических факторов окружающей среды, так и от общей электронной конфигурации молекулы. Именно это обстоятельство и делает флуорохром молекулярным репортером, который на языке флуоресценции сообщает о физико-химических условиях своего окружения. Молекулярный репортер, в отличие от газетного репортёра, произносится с ударением на второй слог. Но задачи перед ними стоят сходные: проникнуть туда, куда поручили, и отправить репортаж с места событий.

Времена потенциальных переходов электронов между разными энергетическими состояниями в флуорофорах

Переход	Временной интервал	Участие светового излучения
Поглощение	10^–15 с	+
Внутренняя конверсия	10^–14–10^–11 с	–
Вибрационная релаксация	10^–14–10^–11 с	–
Флуоресценция	10^–9–10^–7 с	+
Интеркомбинационная конверсия	10^–8–10^–3 с	–
Фосфоресценция	10^–4–10^–1 с	+

Язык флуоресцентных репортеров

Итак, параметры флуоресценции — язык, с помощью которого флуоресцентный репортер передает информацию. Если продолжить аналогию, то параметры подобно словам приобретают смысл только в контексте, иначе говоря, с учетом условий регистрации. У каждого флуорофора имеется пять ключевых характеристик: спектры поглощения и флуоресценции, а также квантовый выход, время жизни и анизотропия флуоресценции.

Спектры поглощения и флуоресценции показывают, свет с какими длинами волн преимущественно поглощает и излучает данное вещество (рис. 2). Основные параметры спектра — интенсивность флуоресценции, положение максимума и так называемая полуширина (ширина спектра на уровне половины максимума). Можно считать, что максимум спектра флуоресценции — это ее цвет, например, если максимум около 540 нм, это означает, что свечение в данных условиях будет зеленым. Оговорка про условия не случайна. Часто именно эти параметры информируют наблюдателя о свойствах окружения, в котором находится репортер. Так, в спектре флуоресценции многих флуорохромов возникают характерные изменения при сдвиге рН среды. Если такие изменения могут быть вызваны только изменениями кислотности и ничем иным, то флуорофор может быть своего рода молекулярным рН-метром — рН-репортером. Характерный пример — Lyso Sensor^TM Yellow/Blue, чьи спектры показаны на рис. 3.

Квантовый выход флуоресценции — это характеристика эффективности, с которой поглощенная энергия трансформируется в излучение по сравнению с процессами безызлучательной релаксации. Количественно он определяется как отношение числа высвеченных фотонов к числу поглощенных. Чем больше квантовый выход, тем больше интенсивность свечения флуорофора. Флуоресцентный репортер часто выбирают именно по этому показателю. Например, флуоресцеин с квантовым выходом около 0,9 (почти единица!) широко применяют как в роли самостоятельного зонда, так и в качестве флуоресцентной метки нефлуоресцирующих молекул. Важно также и то, что этот показатель очень чувствителен к физико-химическим взаимодействиям репортера.

Время жизни флуоресценции — усредненное время, в течение которого молекулы флуорофоров находятся в возбужденном состоянии перед испусканием фотонов. Измеряют этот показатель по затуханию флуоресценции после кратковременного возбуждения. Время жизни флуоресценции, с одной стороны, очень чувствительно к физико-химической «обстановке», в которой находится репортер. С другой стороны, у каждого флуорофора это время свое, что позволяет получать репортажи из одного образца от флуоресцирующих молекул с похожими спектральными характеристиками. Приходя в разное время, сигналы не перекрываются.

Наконец, анизотропия флуоресценции — количественная характеристика зависимости поляризации флуоресценции от поляризации возбуждающего света. По анизотропии можно судить о вращательной подвижности репортера и тем самым о вязкости среды в его микроокружении.

Но информационные возможности флуоресцентных репортеров этим не ограничиваются. Так, например, существует явление безызлучательной, или резонансной, передачи энергии (БПЭ) от одного флуорофора на другой. При этом интенсивность флуоресценции у донора энергии уменьшается, а у акцептора возрастает. Передача возможна между флуорофорами с определенными спектральными свойствами — и, что особенно важно, находящимися на достаточно близком расстоянии. Это позволяет выявлять взаимодействие молекул и даже оценивать расстояние между ними. Вот почему БПЭ иногда называют «молекулярной линейкой».

Интересные возможности исследователям предоставляет тушение флуоресценции при физическом взаимодействии флуорофора с молекулами-тушителями, такими, как кислород, галогены, амины, некоторые электрондефицитные органические молекулы. В этом случае флуоресцентный репортер сообщает о присутствии в его окружении определенных тушителей.

Тушение флуорофора может происходить также за счет фотообесцвечивания под влиянием излучения большой интенсивности. Обычно это явление мешает экспериментатору, но в умелых руках может стать специальным методическим приемом. Так, наблюдение за восстановлением флуоресценции флуорофора после фотообесцвечивания дает информацию о вязкости и диффузионных свойств цитоплазмы. В небольшом участке клетки, содержащей флуорофор, его обесцвечивают кратковременной мощной вспышкой лазера, а затем наблюдают, как флуоресценция восстанавливается за счет диффузии необесцвеченных молекул из других участков клетки.

Какие они, флуоресцентные репортеры?

Условно можно выделить две группы репортеров, созданных на основе органических и неорганических флуорофоров.

Органические флуорофоры наиболее многочисленны и разнообразны. Как велико это разнообразие, можно представить, заглянув в каталог фирмы «Molecular Probes», специализирующейся на разработке и производстве флуорофоров c 1975 года. На момент написания статьи по ссылке было уже одиннадцатое обновление каталога: темпы роста в этой области впечатляют.

У каждого репортера — своя специализация: достоинства и возможности каждого определяют круг задач, для решения которых его применяют. Проиллюстрируем это на примере флуоресцеина и его производных (рис. 4). Как уже отмечалось, этот флуорофор имеет высокий квантовый выход и соответственно яркую флуоресценцию. Он может быть репортером рН, однако для измерения рН внутри клеток он не подходит, так как не проникает через цитоплазматическую мембрану. Зато мембрану может преодолеть его гидрофобное производное — флуоресцеиндиацетат. Правда, ацетильные группы лишают его возможности флуоресцировать, но внутри клетки их отщепляют ферменты эстеразы. Аналогичным образом (в форме диацетата) доставляется в клетки дихлорфлуоресцеин, который служит для регистрации в клетках активных форм кислорода. Если присоединить к молекуле флуоресцеина изотиоцианатную группу, такой флуорохром будет связываться с аминогруппами нефлуоресцирующих молекул. Таким образом делают флуоресцирующие антитела, стрептавидин (реагент на биотин), а также нуклеотиды и олигонуклеотиды. Наконец, 5-карбоксиметокси-2-нитробензиловый эфир флуоресцеина (не показан на рис. 4) сам не флуоресцирует, но превращается в обычный флуоресцеин при облучении светом с длиной волны 355 нм.

В 70-х годах ХХ века при изучении биолюминесценции медузы Aequorea victoria были выделены два белка, участвующих в этом процессе. Они всем известны с тех пор, как Нобелевскую премию по химии 2008 года получили их открыватели и создатели исследовательских инструментов на их основе — Осаму Шимомура, Мартин Челфи и Роджер Тсиен (см. «Химию и жизнь», 2008, №12), Один из этих белков, экворин, в присутствии ионов кальция окисляет свою простетическую группу, причем возникает хемилюминесценция голубого цвета; второй белок поглощает голубой свет и флуоресцирует зеленым.

Этому второму белку, названному просто green fluorescent protein (зеленый флуоресцентный белок — GFP, или ЗФБ), суждена была громкая слава. После открытия GFP начались интенсивные исследования его структуры, был клонирован его ген. Оказалось, что этот ген сравнительно несложно экспрессировать в клетках других организмов. Можно также соединить его с геном другого белка и внедрить этот гибридный ген в клетку — тогда она начнет синтезировать белок с флуоресцентной меткой. Позднее у некоторых морских беспозвоночных (кораллов и полипов) обнаружили аналогичные белки с другими спектрами флуоресценции. Методы молекулярной биологии позволили сконструировать гены, кодирующие модифицированные формы флуоресцентных белков с широким диапазоном спектральных характеристик, а также фоторегулируемые варианты, свечение которых можно включать и выключать с помощью ультрафиолетового излучения. Сегодня к услугам исследователей на основе GFP созданы флуоресцентные белки всех цветов радуги, с самыми разнообразными свойствами, и постоянно появляются новые.

Несколько скромнее пока выглядит судьба экворина. Изучение зависимости его хемилюминесценции от ионов кальция позволило разработать методики измерения концентрации Ca²⁺ в некоторых клетках. Для этого существуют и флуоресцентные репортеры, однако хемилюминесцентный метод с использованием экворина не требует облучения, возбуждающего флуоресценцию, которое не всегда безвредно для биологической системы. Экворин относят к сравнительно большой группе люциферинов — веществ, ответственных за био(хеми)люминесценцию у некоторых морских и наземных организмов. Они интересны не только с точки зрения их практического применения: ведь до сих пор идут споры о том, зачем биологическим объектам вообще нужна биолюминесценция.

Неорганические флуорофоры чаще всего используют в составе так называемых биоконъюгатов — комплексов с органическими соединениями или биомолекулами. Многие атомы, например, переходные металлы, лантаниды (точнее, их ионы, например Tb³⁺ и Eu³), кластеры из нескольких атомов золота и серебра, в составе таких комплексов приобретают способность к сенсибилизированной флуоресценции. Энергия света, поглощенного органическим соединением, передается на атом неорганического элемента, который и излучает флуоресценцию. Важно то, что молекулы — доноры энергии передают ее от электронов, находящихся в триплетном состоянии. Поэтому излучение неорганических флуорофоров в таком комплексе замедленно по сравнению с обычной флуоресценцией, поскольку время жизни электронов в триплетном состоянии заметно больше, чем в синглетном (см. таблицу 1). Кроме того, спектры флуоресценции неорганических биоконъюгатов имеют небольшую ширину и сильно сдвинуты относительно спектров поглощения. Благодаря этому неорганические био-конъюгаты можно использовать и тогда, когда в исследуемой системе присутствуют другие компоненты, флуоресцирующие в том же диапазоне длин волн.

Особое место в этой группе занимают репортеры-биоконъюгаты, в которых в качестве флуорофора используются полупроводниковые кристаллы размером 2–10 нм (нанокристаллы), получившие название квантовых точек — quantum dots. Как правило, они состоят из пары элементов III/V (например, CdS, CdSe, ZnS) или II/VI групп (например, GaN, InP, InAs). Из-за малых размеров полупроводниковых кристаллов (в них всего по 10–50 атомов!) для электронов создаются условия квантованных энергетических переходов, подобных тем, что существуют в отдельных атомах. (Квантовые точки иногда даже называют «искусственными атомами».) При этом энергия переходов, а тем самым и длина волны флуоресценции зависят от размера кристалла. Чем меньше кристалл, тем больше энергия излучения, то есть меньше длина волны флуоресценции (см. фото на первой врезке). Это свойство открывает возможность создания квантовых точек практически с любой спектральной конфигурацией. Добавим, что по сравнению с органическими флуорофорами они обладают более высоким квантовым выходом и фотостабильностью. На рис. 5 показаны примерные размеры различных флуорофоров-репортеров.

Биоконъюгаты на основе квантовых точек состоят из ядра (например, CdSe), которое покрыто слоем полупроводникового материала (например, ZnS), выполняющим защитную функцию, и лиганда — какого-нибудь органического вещества, обеспечивающего растворимость и/или присоединение биологических молекул. Биоорганическая оболочка обеспечивает стабильность биоконъюгата как коллоидной частицы и формирует задание репортера, его назначение: где и с чем провзаимодействовать, какую собрать и передать информацию. При этом, конечно, размеры репортера на основе квантовой точки могут существенно увеличиться (рис. 5). В биоорганическую оболочку включают и низкомолекулярные соединения, такие, как биотин, и высокомолекулярные — одноцепочечные фрагменты ДНК, белки, в том числе ферменты или антитела (IgG).

Как читают флуоресцентные репортажи...

Первым в списке инструментов для получения и анализа сообщений флуоресцентных репортеров был человеческий глаз. Флуоресцентное свечение макроскопических объектов мы наблюдаем непосредственно, а микроскопических — с помощью флуоресцентного (люминесцентного) микроскопа. Примерами макроскопических объектов могут служить колонии микроорганизмов, в которых экспрессированы флуоресцентные белки, или хроматограммы и электрофореграммы с применением флуоресцентных красителей. В обычный флуоресцентный микроскоп (о необычных микроскопах — см. врез ниже), как правило, заглядывают для выявления иммунологических реакций с использованием меченных флуорофорами антител, применяют их и в некоторых исследованиях на уровне единичных клеток.

Особо отметим эстетическую информативность этих методов. Флуоресцентные репортеры на микрофотографиях открывают нам чарующий мир разнообразных цветов и форм (см. фото на второй странице обложки). Фирмы-производители микроскопов «Nikon» и «Olympus» даже проводят ежегодные конкурсы фоторабот о микромире в свете флуоресценции (работы-победители см. на сайтах The Olympus BioScapes Competition и Nikon’s Small World.

В отличие от флуоресцентных микроскопов, проточные цитометры не дают возможности полюбоваться флуоресцирующими объектами. Их сильная сторона — скорость регистрации сигналов от единичных объектов, например от клеток в суспензии. Обычный коммерчески доступный цитометр работает со скоростью 1000 клеток в секунду, а специализированные высокопроизводительные — до 25 000 клеток в секунду! В стандартном варианте у каждого объекта измеряются от двух до десяти параметров: светорассеяния и флуоресценции одного или нескольких флуорофоров. Таким образом можно получить статистически достоверные результаты по гетерогенности клеточных, в частности микробных, популяций. Существуют также приборы, способные сортировать клетки по определенным параметрам светорассеяния или флуоресценции, чтобы затем изучать субпопуляции с использованием других методов.

...И что из них можно узнать

Итак, все флуоресцентные репортеры имеют специализацию, то есть способны избирательно характеризовать определенные свойства биологической системы. Остановимся вкратце на некоторых категориях «специалистов».

С помощью ряда флуоресцентных репортеров (как правило, органических флуорофоров) можно следить за ферментативным катализом — исследовать динамику ферментативных реакций, их локализацию в клетках, тканях, органах и т. п. Это, например, субстраты с ковалентно присоединенными флуорофорами, которые начинают флуоресцировать только после высвобождения в ходе реакции, или «профлуорофоры», становящиеся флуоресцентными при взаимодействии с продуктом реакции.

Репортеры, сформированные на основе антител — физические комплексы или ковалентные соединения флуорофоров с антителами, — информируют о протекании иммунологических реакций. Флуоресцирующим компонентом может быть любой из известных органических и неорганических флуорофоров, включая квантовые точки. Кроме того, к антителам можно присоединять ферменты, катализирующие реакции с образованием флуоресцирующего продукта. Современные технологии позволяют получить антитела к любому белку (антигену), интересующему исследователя, антитело же с флуоресцентной меткой заставит светиться этот белок или структуру, из него построенную. Например, с помощью флуоресцентных антител выявлены микрофибриллы в фибробластах мышей (см. фото на второй странице обложки).

Очень информативны методы с использованием флуоресцентных белков (ФБ). Мы уже упоминали о том, как полезны методы внедрения в клетку генов гибридных белков, которые заставляют флуоресцировать естественный белок или даже нуклеиновую кислоту. Вдобавок флуоресценция ФБ-содержащих гибридных белков зависит от кислотности среды, что позволяет измерять рН не только внутри клетки, но и внутри отдельных органелл, если такой белок «адресован» в ядро или митохондрию.

Особый интерес вызывает применение ФБ в сочетании с методиками измерения флуоресценции, основанными на безызлучательной передаче энергии. Представьте себе два гибридных белка, один из которых заставляет флуоресцировать другой при сближении. Подобным же образом можно изучать конформационные (структурные) изменения в белках, если присоединить ФБ к разным участкам одной белковой молекулы.

Чувствительность флуоресценции к физическим свойствам микроокружения флуорофоров позволяет использовать некоторых из них в качестве репортеров различных параметров внутриклеточной среды. В их числе, например, вязкость цитоплазмы, внутреннего содержимого органелл, гидрофобного слоя биомембран. Взаимодействие некоторых флуорофоров с биологическими мембранами зависит от разности электрических потенциалов на мембране: с помощью таких репортеров получают сведения о величине мембранного потенциала. Существуют даже репортеры для измерения внутриклеточной температуры!

Что высветили в микромире флуоресцентные репортеры

Флуоресцентные репортеры долго и успешно служат во многих, если не во всех областях экспериментальной биологии. Однако есть такие области, где они сыграли ключевую роль.

С использованием флуоресцентных репортеров была экспериментально доказана модель жидкокристаллической структуры всех биологических мембран. Согласно этой модели, при всей ее структурной целостности мембрана достаточно «жидкая», чтобы отдельные ее компоненты могли перемещаться в нужные стороны. Такое представление позволяет понять основные молекулярные механизмы функционирования мембран, а также свойства живых клеток в целом.

В значительной мере благодаря информации от флуоресцентных репортеров прояснились механизмы трансформации энергии в клетках. Особую роль здесь сыграли флуорофоры, позволяющие регистрировать внутриклеточный и внутримитохондриальный рН, а также разность электрических потенциалов на мембранах. С их помощью прежде всего был выявлен механизм сопряжения энергодонорных реакций окисления с энергозатратным синтезом аденозинтрифосфата (АТФ) — универсального поставщика энергии для большинства метаболических процессов. Кроме того, была изучена природа накопления различных веществ в цитоплазме и в клеточных органеллах за счет мембранного электрического потенциала и градиента рН.

Жизнедеятельность клеток обеспечивается совокупностью скоординированных в пространстве и времени биохимических реакций, а за координацию отвечают так называемые сигнальные системы. Основные компоненты этих систем были изолированы и охарактеризованы с помощью методов традиционной биохимии и молекулярной биологии. Однако только подходы, основанные на применении флуоресцентных репортеров, показали напрямую, где пролегают эти пути и как по ним проходят сигналы, — стало возможным в реальном времени следить за взаимодействиями сигнальных белков или оценивать динамику экспрессии генов в отдельно взятой клетке. С помощью флуоресцентных репортеров удалось обнаружить и неизвестные ранее сигнальные компоненты, например выявить роль ионов Са⁺² как сигнального посредника во многих регуляторных реакциях.

Во второй половине ХХ века в микробиологии возникла проблема, которую окрестили «великой аномалией учета микроорганизмов с помощью чашек Петри». «Виновниками» оказались флуоресцентные репортеры, два красителя нуклеиновых кислот — акридиновый оранжевый и 4,6-диамидино-2-фенилиндол. Оценить содержание микроорганизмов в природном образце можно, либо подсчитывая колонии, выросшие на чашке Петри (при достаточном разведении «посевного материала» каждую колонию образуют потомки лишь одной клетки), либо напрямую подсчитывая под микроскопом сами микроорганизмы, прокрашенные флуоресцентными красителями нуклеиновых кислот. Так вот, флуоресцентные репортеры всегда выявляли значительно больше микроорганизмов, чем анализ с чашками Петри.

Для объяснения этого противоречия были выдвинуты две гипотезы. Согласно первой, часть клеток, находящихся в состоянии покоя, не размножается на чашках Петри. Согласно второй, условия культивирования (состав среды, температура и др.) не соответствуют потребностям некоторой части популяции. Проверка этих гипотез показала, что возможно и то, и другое. Более того, был дан толчок к формированию двух новых больших направлений исследований. Первое связано с изучением так называемого жизнеспособного, но некультивируемого состояния микроорганизмов. Понятна практическая значимость таких исследований: например, патогены человека в этом состоянии могут быть невидимы для стандартных методов диагностики и более устойчивы к лекарственным препаратам. Второе направление — выявление и изучение микроорганизмов в природных образцах путем прямого анализа их нуклеиновых кислот, без предварительного получения чистых культур, как это делалось раньше. Это направление получило собственное название — метагеномика. Благодаря методам метагеномики (кстати, некоторые из этих методов предполагают использование флуоресцентных репортеров) появилась возможность по-новому увидеть биологическое разнообразие микроорганизмов в отдельных экосистемах и на Земле в целом.

Итак, современные флуоресцентные репортеры — это огромная армия специалистов, и многие из них уже имеют громкую славу в экспериментальной биологии. Их репортажи позволили лучше разглядеть те уголки микромира, куда может заглянуть свет. Однако многие исследователи, работающие в данной области, считают, что все, увиденное нами в свете флуоресценции до сих пор, — это только начало!

Флюоресцентная ангиография при внутриглазных опухолях

Проведенные в 50-е годы XX в. серии экспериментальных исследований по использованию флюоресцеиновой краски легли в основу развития нового информативного диагностического метода исследования в офтальмологии — флюоресцентной ангиографии.

В 1960 г. Н.Novotny и D.Alvis впервые получили серии фотографий глазного дна после внутривенного введения флюоресцеина.

Флюоресценция — это люминесценция, которая может поддерживаться продолжительным возбуждением.

С этой целью используют раствор флюоресцеината натрия, молекулы которого возбуждаются световой энергией в диапазоне 465-490 нм. Пик световой волны флюоресценции равен 520-530 нм.

Флюоресцеинат натрия — вещество с низкой молекулярной массой, обладает высокой диффузионной способностью. В кровяном русле около 80 % флюоресцеина связывается с белками плазмы, преимущественно альбуминами. Краска может также соединяться с поверхностью эритроцитов.

После внутривенного введения флюоресцеин быстро диффундирует в экстраваpальное пространство, проникая в кожу, слизистые мембраны менее чем через 1 мин. Элиминация флюоресцеина происходит через почки и печень. После инъекции желтый цвет кожи сохраняется от 2 до 4 ч, моча имеет оранжево-желтую окраску а течение двух дней. Общее состояние больного не страдает.

Сосуды глазного дна непроницаемы для флюоресцеина из-за прочных связей эндотелиальных клеток. Эго относится как к ретинальным, так и к сосудам собственно сосудистой оболочки — хориоидеи (большие хориоидальные сосуды). Но краска легко диффундирует через эндотелий хориокапилляров, через мембрану Бруха. Ретинальный пигментный эпителий, имея прочные межклеточные комплексы, не пропускает в корме флюоресцеин. Флюоресценция диска зрительного нерва возникает в результате краевой хориокапиллярной циркуляции.

Таким образом, сосуды сетчатки и ретинальный пигментный эпителий выполняют роль двух естественных барьеров, в норме препятствующих диффузии флюоресцеина в сетчатку.

Известно, что флюоресцеин в сосудах глазного дна возбуждается синим светом в диапазоне световой волны 465-490 нм. Для получения синего света между источником света и глазным дном располагается возбуждающий синий фильтр, который устраняет зелено-желтую часть светового спектра.

Для увеличения контрастности между флюоресцирующими и нефлюоресцирующими полями используют барьерный фильтр, пропускающий желто-зеленую часть спектра, исключая диапазон длин волн светового спектра, не соответствующий флюоресценции. Свет направляется в фотокамеру. Таким образом, использование возбуждающего синего и барьерного желтого фильтров является необходимым условием получения контрастного изображения флюоресцирующих структур глазного дна.

Показания к флюоресцентной ангиографии (ФАГ): подозрение на внутриглазную опухоль, дифференциальная диагностика злокачественных и доброкачественных новообразований, уточнение границ опухоли, сравнительный анализ ангиограммы при динамическом наблюдении за опухолью, контроль за эффективностью локального лечения опухоли в динамике.

Противопоказания к ФАГ: аллергические реакции в анамнезе, бронхиальная астма, рецидивирующие тромбофлебиты нижних конечностей, затруднение контакта с пациентом, ставящие под сомнение способность последнего фиксировать взгляд в необходимом направлении во время исследования. Перед проведением флюоресцентной ангиографии необходимо убедиться в отсутствии противопоказаний, а в сомнительных случаях провести внутрикожную пробу для выявления чувствительности к флюоресцеину.

Методика исследования. В локтевую вену вводят 5 мл 10 % раствора флюоресцеина. Через 5-6 с после введения начинается съемка. Интервалы между кадрами составляют 2 с. После 40 с интервалы могут быть увеличены до 10-20 с. При подозрении на меланому хориоидеи необходимо проводить дополнительную съемку через 40 мин.

Флюоресцентная ангиограмма нормального глазного дна

Флюоресцеин поступает в глаз через 6-12 с после инъекции. Первая флюоресценция хориоиден — слабая, неравномерная, пятнистая, так называемое пятнистое хориоидальное заполнение. В течение следующих 10 с (20-25 с после инъекции) ангиограмма становится светлой, что обусловлено заполнением флюоресцеином хориокапилляров.

При наличии ресничной артерии последняя начинает флюоресцировать одновременно с хориоидеей и раньше сосудов сетчатки. В большинстве случаев флюоресцеин оказывается в хориоидее на 1-2 с раньше начала поступления красителя в артерии сетчатки.

Заполнив ретинальные артерии, краситель следует в артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы и, наконец, в вены. Поскольку в венах скорость тока крови в центре и пристеночно разная, заполнение вен флюоресцеином характеризуется «ламинарным током», в течение 5-10 с начальная венозная фаза переходит в развитую.

В диске зрительного нерва гиперфлюоресценция начинается в начальную венозную фазу. Через 30 с после инъекции высота концентрации флюоресцеина начинает спадать. Спустя 3-5 мин после инъекции сосуды хориоиден и сетчатки освобождаются от флюоресцеина. через 10 мин флюоресцеик полностью вымывается из сосудистой циркуляции.

Флюоресцентная ангиография при опухолях радужки

Как показали проведенные в нашей клинике исследования А.Ф. Бровкиной и А.Г.Чичуа (1978-1979), при доброкачественных миоатозных опухолях (лейомиомах) характерно одновременное начало флюоресценции собственных сосудов опухоли и сосудов радужной оболочки. Для флюоресценции большинства беспигментных лейомиом типично появление четко очерченных округлых светящихся точек, которые, видимо, представляют поперечные сечения сосудов, расположенных перпендикулярно к исследуемой поверхности.

В лейомиомах флюоресценция сосудов напоминает «рисунок зеленого листа» (рис. 1.2; 1.3).

Рис. 1.2. Флюоресцентная ангиограмма. Беспигментная лейомиома радужки. Хорошо контурируются флюоресцирующие новообразованные сосуды опухоли.

Рис. 1.3. Флюоресцентная ангиограмма. Лейомиома радужки. Флюоресцирующие сосуды опухоли имеют рисунок «зеленого листа».

В артериальную фазу исследования наблюдается эхстравазальный выход флюоресцеина. что создает картину крапчатого окрашивания опухоли. Флюоресценция лейомиом кратковременная, и вымывание флюоресцеина заканчивается практически к 40 с. Флюоресценция ткани радужки не выявляется.

При невусе ангиоархитектоника радужки представляется неизмененной.

Ангиограммы меланомы радужки характеризуются интенсивной ранней флюоресценцией. Сосуды опухоли укорочены, резко деформированы, расширены, располагаются хаотично (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Флюоресцентная ангиограмма. Иридоцилиарная меланома. Видны залолненные флюоресценном собственные сосуды опухоли и пропотевание краски в ткань опухоли.

Иногда флюоресценция в поверхностных сосудах опухоли возникает раньше, чем в глубоких. Краска быстро выходит через неполноценные стенки сосудов в экстравазальное пространство, что приводит к появлению гнездного окрашивания опухоли с тенденцией к слиянию. Сливная флюоресценция наступает в конце исследования и продолжается до 60 мин.

Симптомокомплекс ангиографических признаков, включающий раннюю флюоресценцию патологически измененных сосудов опухоли, интенсивную фильтрацию красителя в экстравазальное пространство, позднюю сливную флюоресценцию опухоли с распространением на окружающую ткань радужки, характерен для злокачественных опухолей

Флюоресцентная ангиография при опухолях сетчатки

Ретинобластома

В ламинарную фазу исследования при ретинобластоме выявляется быстрое заполнение множественных извитых и расширенных питающих и дренирующих сосудов, капиллярной сети внутри опухоли. Флюоресценция сохраняется и в позднюю фазу исследования. Следует подчеркнуть, что для ретинобластомы не типично просачивание красителя в стекловидное тело.

После лучевой терапии в случаях неполной регрессии опухоли J.Shields (1985) обнаружил на ангиограммах флюоресцирующие афферентные и эфферентные ретинальные сосуды с меньшей степенью проминенции, чем до лечения, остаточную внутриопухолевую васкуляризацию, позднее окрашивание остаточной опухоли. В ламинарной фазе исследования на поверхности опухоли могут выявляться маленькие фокусы гипофлюоресценции, обусловленные постлучевыми ретинальными геморрагиями.

Ангиограмма астроцитомы характеризуется до инъекционной флюоресценцией, обусловленной наличием в опухоли компонентов, обладающих собственной флюоресценцией (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Флюоресцентная ангиограмма. Астроцитома. Развитая венозная фаза. Флюоресцируют собственные сосуды опухоли с диффузией флюоресцеина в ткань опухоли.

При флюоресцентной ангиографии в ламинарную фазу хорошо заметно медленное заполнение внутриопухолевых сосудов флюоресценном. Просачивание красителя через стенки сосудов в ткань опухоли вызывает пятнистое окрашивание, в позднюю фазу сохраняется диффузная флюоресценция астроцитарной гамартомы.

Флюоресцентная ангиография при опухолях хориоидеи

При изложении данного раздела мы считаем целесообразным представить ФАГ-картину, меняющуюся по мере появления агрессивных признаков роста в меланоцитарных опухолях. К ним относятся невусы, меланома и меланоцитома.

При стационарном невусе ангиографическая картина зависит от степени пигментации, наличия или отсутствия дистрофических изменений в окружающих тканях. Невус без изменений в ретинальном пигментном эпителии проявляется гипофлюоресценцией, сохраняющейся во всех стадиях (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Флюоресцентная ангиограмма. Стационарный невус. Развитая венозная фаза. В зоне локализации невуса участок гипофлюоресценции

При сохранности слоя хориокапилляров последний, заполняясь красителем, может частично маскировать зону гипофлюоресценции невуса. После вымывания флюоресцеина (в среднюю венозную фазу) невус становится отчетливо видимым. Зона гипофлюоресценции невуса, выявляемая ангиграфически, может иметь меньшие размеры по сравнению с офтальмоскопически видимой.

Это вызвано тем, что края невуса более тонкие, состоят из меньшего числа слоев пигментированных клеток, не способных блокировать хориоидальную флюоресценцию. Тонкие, слабо пигментированные, особенно беспигментные, невусы ангиографически могут не выявляться.

Ангиографическая картина прогрессирующего невуса (рис. 1.7) характеризуется появлением пятнистого окрашивания, обусловленного свечением сливающихся друз, участков атрофии и субатрофии пигментного эпителия.

Рис. 1.7. Флюоресцентная ангиограмма. Прогрессирующий невус. Поздняя венозная фаза. Хорошо дифференцируется зона гипофлюоресценции, в центре которой множественные флюоресцирующие друзы

По периферии образования в поздние фазы исследования могут выявляться флюоресцирующие кисты пигментного эпителия. Иногда зона невуса может быть окружена флюоресцирующим ореолом, что обусловлено застойными явлениями, развивающимися в сосудах вследствие их сдавления.

Быстро прогрессирующий невус вызывает отслойку ретинального пигментного эпителия, возможно развитие хориоретинальной неоваскулярной мембраны. Последняя ангиографически выявляется в ранние фазы исследования в виде флюоресцирующей сети новообразованных сосудов. Диффузия красителя из сосудов происходит быстро, интенсивная флюоресценция сохраняется длительное время.

Дифференциация прогрессирующего невуса и начальной меланомы на основе анализа флюоресцентной ангиограммы может представлять большие трудности. Установлению диагноза могут помочь выявляемые офтальмоскопически на поверхности меланомы отложения оранжевого пигмента, проявляющиеся на ангиограммах зоной длительной гипофлюоресценции. В пользу меланомы свидетельствуют определяемые в ранние фазы ангиографического исследования мелкие флюоресцирующие собственные сосуды опухоли. И наконец, для меланомы характерна длительно сохраняющаяся флюоресценция.

Возможность улучшенной визуализации хориоидальной циркуляции при ангиографии с индоцианином зеленым в сравнении с флюоресцентной ангиографией способствует уточненной диагностике прогрессирующего невуса и меланомы).

Меланома хориоидеи

Многолетний опыт применения ФАГ при увеальной меланоме свидетельствует, что в большинстве случаев их ангиографическая картина характеризуется пятнистой гиперфлюоресценцией (рис. 1.8). Начинаясь в артериальную или раннюю венозную фазу, пятнистая флюоресценция усиливается к концу венозной фазы, постепенно приобретая сливной характер.

Рис. 1.8. Флюоресцентная ангиограмма. Меланома хориоидеи. Поздняя венозная фаза. Пятнистое окрашивание опухоли

Для меланомы характерно длительное сохранение флюоресценции (до 1 ч и более). Пятнистая флюоресценция в большей степени характерна для веретеноклеточного и смешанного типов меланом.

Остаточная слабовыраженная флюоресценция характерна для веретеноклеточной меланомы, интенсивная сливная — для эпителиоидно-клеточной. Веретеноклеточные меланомы демонстрируют относительно быстрое ослабление свечения опухоли.

Причина накопления флюоресцеина в опухоли объяснена H.McMahon и соавт. в 1977 г. Проведя серию микроскопических исследований замороженных в жидком азоте энуклеированных глаз после введения флюоресцеина, авторы обнаружили, что краситель накапливается в межклеточном пространстве, в зонах некроза, где всегда много макрофагов.

Главным источником появления флюоресцеина в меланоме хориоидеи являются собственные новообразованные опухолевые сосуды. Последние выявляются в ранние фазы ангиографии (хориоидальная, артериальная). Чаще они визуализируются в больших меланомах, но иногда мелкие флюоресцирующие собственные сосуды опухоли можно наблюдать в маленьких (менее 10 мм в диаметре) меланомах (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Флюоресцентная ангиограмма. Меланома хриоидеи. Начальная венозная фаза. Красителем заполнены собственные сосуды опухоли

Особенно хорошо видны собственные сосуды в амеланотических меланомах. Характерно так называемое двойное кровоснабжение опухоли: сосуды сетчатки флюоресцируют на фоне светящихся новообразованных опухолевых сосудов (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Флюоресцентная ангиограмма. Меланома хориоидеи. Поздняя венозная фаза. Четко дифференцируется «двойное кровоснабжение»

Сосуды опухоли имеют неправильную форму: они укорочены, причудливо извиты, просвет — неравномерный фрагментированный. Стенка новообразованных сосудов порочно сформирована, в результате чего она имеет повышенную проницаемость. Нарастающая диффузия краски из собственных сосудов приводит к пятнистому окрашиванию опухоли, которое появляется в начальной венозной фазе, постепенно становится более интенсивной и к концу венозной фазы имеет тенденцию к слиянию.

Пятна гипофлюоресценции могут быть обусловлены и гнездной пигментацией самой опухоли, полями оранжевого пигмента, геморрагиями и субретинальным экссудатом. Участки атрофии и субатрофии пигментного эпителия над растущей опухолью «открывают» флюоресценцию подлежащих опухолевых и хориоидальных структур в ранние фазы ангиограммы.

В то же время в зонах пролиферации пигментного эпителия свечение хориоидального фона блокировано. По периферии опухоли часто определяются кисты пигментного эпителия, которые начинают флюоресцировать в развитой венозной фазе и сохраняют флюоресценцию иногда до конца исследования.

Для растущей меланомы, особенно небольшой (с проминенцией до 4 мм), характерны флюоресцирующие друзы. По периферии опухоли друзы расположены в виде бордюра, в центре сливаются. Твердые друзы выполняют роль «окончатого дефекта» и пропускают флюоресценцию подлежащих опухоли и хориондеи; при затухании флюоресценции уменьшается свечение друз. Мягкие друзы способны пропитываться красителем и флюоресцируют сами.

Свечение их наступает позже (в развитой венозной фазе) и сохраняется дольше. Дезорганизация хориокапилляров, их атрофия приводят к тому, что в этих зонах становится видимой флюоресценция больших и средних хориоидальных сосудов (в ранних фазах исследования). Кистевидная дегенерация сетчатки проявляется в более поздних фазах. Отслойка ретинального пигментного эпителия, нейроэлителия может также ассоциироваться с меланомой.

Микродефекты в ретинальном пигментном эпителии — «pink-point» (укол иглой) — сопровождаются точечным субретинальным выходом флюоресцеина в субретинальное пространство с постеленным увеличением плошади распространения флюоресцеина и интенсивности свечения этой зоны. Этот симптом, получивший название «hot spots» («горячие» пятна), появляется в венозной фазе и сохраняется достаточно долга (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Флюоресцентная аигиограмма. Меланома хориоидеи. Поздняя венозная фаза. Видны «горячие» пятна («Hot spots»)

Флюоресценция меланомы, вернее возможность ее визуализации. в значительной степени зависит от степени сохранности пигментного эпителия. Известно, что некоторые меланомы не флюоресцируют, так как интактный пигментный эпителий полностью блокирует флюоресценцию подлежащей опухоли.

Главным образом это характерно для начальных меланом (с проминенцией до 2 мм). Осложняет распознавание меланомы при флюоресцентной ангиографии дегенерация пигментного эпителия, которая иногда ассоциируется с серозной ретинальной отслойкой, распространяющейся за пределы зоны опухоли.

Ангиографическая диагностика меланомы хориоидеи может осложниться при появлении над опухолью хориоретинальной неоваскулярной мембраны. Меланома часто окружена ободком гипофлюоресценции. Существует мнение, что это остаточные структуры невуса, полвергшегося малигнизации. Наряду с этим высказано предположение, что гиперфлюоресцирующий ободок вокруг опухоли наблюдается в зоне плоского роста ее, прикрытой неповрежденным пигментным эпителием.

Степень опухолевой и опухолево-ассоциированной флюоресценций зависит от интенсивности опухолевой пигментации, глубины дистрофических изменений в пигментном эпителии, что по существу и приводит к вариабельности ангиографических признаков при меланоме.

В 1977 г. D.Gass высказал мнение, что друзы, ободок гипофлюоресценции по периферии опухоли и субретинальная неоваскуляризация свидетельствуют о неактивном опухолевом росте, в то время как зоны гипофлюоресценции по поверхности опухоли (поля оранжевого пигмента), субретинальная жидкость, hot spots и размеры образования, превышающие 6 мм в диаметре, должны настораживать в отношении интенсивной прогрессии образования.

Р.Bader и соавт., проведя ретроспективный мультивариактный анализ корреляции клинических, ультрасонографических и ангиографических признаков большой группы пигментных новообразований хориоидеи с признаками роста, подтвердили, что при наличии оранжевого пигмента чаще встречается hot spots.

На основе морфологического изучения ангиоархитектоники увеальных меланом идентифицировано 9 типов сосудистых структур: нормальные (опухолевые клетки растут вокруг нормальных сосудов без сдавления их), немые — отсутствие нормальных или новообразованных сосудов (как минимум в 10 полях), прямые сосуды с небольшим количеством дихотомических ответвлений без анастомозов между ними, параллельные сосуды — прямые без дихотомических ответвлений или перекрестных соединений между ними, параллельные сосуды с перекрестными соединениями, дуги — неполные петли, дуги с ветвями, петли (полностью закрытые), сеть, состоящая как минимум из трех закрытых петель, расположенных так, что стенка одной является одновременно стенкой другой «back-to-back».

Выявлена высокая степень корреляции между определенными вариантами комбинаций сосудистых структур и гистологическим типом меланомы. Так, эпителиоидно-клеточным меланомам присущи параллельные сосуды, дуги, параллельные сосуды с анастомозами, дуги с ветвями, сети.

V.Rummelt и соавт., исследуя архитектонику микроциркуляции невусов и меланом цилиарного тела и хориондеи, также на основе морфологических исследований выявили три типа комбинаций васкулярных структур в меланоцитарных процессах.

Нормальные структуры, аваскулярные зоны, реже — прямые и параллельные сосуды характерны для невусов; параллельные сосуды с перекрестными соединениями, петли, сеть выявляются в меланомах и ассоциируются с высоким злокачественным потенциалом и метастазированием. Комбинация сосудистых структур, характерных для меланом, сочетающаяся с одной из четырех невусо-подобных васкулярных структур, определяется в меланомах с менее агрессивным течением.

В связи с этим очень информативным представляется прижизненное определение типа микроциркуляции с помощью ангиографии. Однако ФАГ не может показать васкулярные зоны в полной мере: размеры и пигментация опухоли, состояние прилежащих структур значительно влияют на ангиографические проявления.

Если сосуды сетчатки визуализируются обычно легко, то «двойное кровоснабжение» часто с трудом распознается. Ангиография с помощью индоцианина зеленого основана на том, что инфракрасный свет проходит сквозь пигментные слои глазного дна. При использовании индоцианина зеленого и сканирующего лазерного офтальмоскопа обнаружены сосудистые структуры, локализующиеся внутри зоны опухоли и заполняющиеся в ранние и средние фазы ангиограммы.

Некоторые начальные меланомы, прикрытые сохранным ретинальным пигментным эпителием, блокирующим флюоресценцию подлежащей меланомы частично или полностью, могут быть идентифицированы с помощью индоцианина зеленого.

С.Shields указывает на значительную вариабельность ангиографической картины меланомы хориоидеи при ангиографии с помощью индоцианина зеленого и полагает, что этот метод более информативен при дифференциации амеланотических опухолей хориоидеи.

Меланоцитома хориоидеи (или магноцеллюлярный невус). Встречается не столь часто и относится к группе доброкачественных опухолей, но по офтальмоскопической картине нередко служит причиной установления драматического диагноза меланомы со всеми вытекающими последствиями.

На ангиограммах меланоцитома характеризуется гипофлюоресценцией, которая обусловлена тем, что нагруженные пигментом клетки опухоли блокируют подлежащую гиперфлюоресценцию диска зрительного нерва, сетчатки и т.д. Свободная от опухоли часть диска флюоресцирует, за исключением тех зон, которые прикрыты опухолью (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Флюоресцентная ангиограмма. Меланицитома диска зрительного нерва. Развитая венозная фаза. Зона гипофлюоресценции, соответствующая локализации опухоли

Гипофлюоресценция отмечается на протяжении всех фаз исследования. В некоторых случаях в артериовенозной фазе видны на поверхности опухоли и в ее толще мелкие флюоресцирующие собственные сосуды меланоцитомы. Последние, обладая повышенной проницаемостью для флюоресцеина, приводят к пропотеванию краски в ткань опухоли.

В результате в поздних фазах можно наблюдать частичное прокрашивание опухоли, что создает картину пятнистой флюоресценции с длительной задержкой красителя. Подобная ангиографическая картина может представлять определенные проблемы дифференциальной диагностики меланоцитомы от меланомы. Флюоресцентная ангиограмма меланоцитомы должна исключить «острые» признаки выраженных изменений в вышележащем ретинальном пигментном эпителии, что характерно для меланомы.

Ангиография с помощью индоцианина зеленого при меланоцитоме демонстрирует на фоне гипофлюоресценции гилерфлюоресцирующие собственные сосуды опухоли. По мнению U.Schneider, роль индоцианина зеленого в дифференциальной диагностике меланоцитомы и меланомы невелика. Подчеркивается слабовыраженная и кратковременная флюоресценция сосудов меланоцитомы в сравнении с меланомой.

Гемангиома

В последние годы выявляется значительно чаще и, главное, гемангиому можно и нужно лечить. В связи с этим возникает необходимость ее своевременной диагностики. Для гемангиомы хориоидеи типична ранняя (начиная с хориоидальной и артериальной фаз) флюоресценция с прогрессивным увеличением в венозной фазе (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Флюоресцентная ангиограмма. Отграниченная гемангиома хориоидеи. Артериальная фаза. Четко флюоресцируют множественные сосуды опухоли

Иногда можно наблюдать гиперфлюоресценцию проминирующих сосудов большого калибра. К концу венозной фазы начинает заметно ослабевать свечение опухоли; краска дольше задерживается в лакунах, из которых флюоресцеин медленно просачивается в ткань опухоли. Для гемангиомы характерен эффект раннего «вымывания» флюоресценна.

Однако при опухолях с проминенцией 2,5 мм и более, имеющих опухолеассоциированные дегенеративные изменения пигментного эпителия, имеет место диффузия флюоресиеина в субретинальное пространство с длительной задержкой контраста, что часто осложняет дифференциальную диагностику с меланомой хориоидеи.

В ряде случаев гемангиома хориоидеи частично (обычно ее промикирующая часть) покрыта достаточно плотным экссудатом. Последний в ранние фазы флюоресцентной ангиографии способен блокировать флюоресценцию опухоли в соответствующей зоне. К концу исследования экссудат постепенно пропитывается красителем.

В поздней (через 30-40 мин) фазе в зоне, соответствующей экссудату, видна яркая флюоресценция; для гемангиомы вне границ экссудата характерна гипофлюоресценция. Иногда течение гемангиомы может осложниться хориоидальной или ретинальной неоваскуляризацией, наличие которой увеличивает вероятность геморрагий с последующим снижением зрения.

Диагноз гемангиомы хориоидеи и хориоретинальной неоваскулярной мембраны основывается на выявлении в ранней артериальной фазе ярко флюоресцирующих новообразованных сосудов в виде кружевной сети, из которых краска стремительно проникает в экстравазальное пространство с длительной диффузной флюоресценцией зоны, ограниченной отслойкой сетчатки.

При проведении лазеркоагуляции отграниченной гемангиомы хориоидеи, осложненной отслойкой сетчатки, проведение ФАГ в динамике может дать полезную информацию о степени пропотевания флюоресцеина и оценке эффективности проводимого лечения.

При ангиографии с помощью индоцианина зеленого визуализируются такие признаки гемангиомы, как позднее кольцо гемангиомы, поздние hot spots, которые не идентифицировались при флюоресцентной ангиографии.

C.Shields при ангиографии с помощью индоцианина зеленого гемангиомы обнаружила более раннюю по сравнению с другими беспигментными опухолями (меланомы, метастазы) флюоресценцию (на 33-й секунде). Типичной была яркая флюоресценция «кружевного» типа, которая начиналась с периферии и распространялась на центральную зону. Нормальные хориоидальные структуры с трудом идентифицировались. Для поздней фазы характерна гипофлюоресценция, окруженная узким флюоресцирующим ореолом.

Заполнение гемангиомы красителем происходит одновременно с хориоидальными структурами. Индоцианин зеленый более точно, чем флюоресцеин, выявляет контуры опухоли. В гемангиомах с проминенцией до 2,3 мм флюоресцирующие структуры удается дифференцировать более четко при проведении ангиографии с индоцианином зеленым, чем при ФАГ, так как сохранный ретинальный пигментный эпителий может частично блокировать флюоресценцию гемангиомы при ФАГ.

При ангиографии с индоцианином зеленым с дозированной компрессией в ряде случаев удалось выявить, что питающие опухоль сосуды исходят из коротких задних ресничных артерий. Эта артерии, проникая непосредственно в гемангиому, ветвятся и образуют артериальные анастомозы внутри опухоли.

В большинстве случаев заполнение гемангиомы краской происходит из ветвей хориоидальных артерий. Венозный дренаж осуществляется в направлении вортикозных вен. Интересным представляется обнаружение при отграниченных гемангиомах хориоидеи нарушений хориоидальной гемодинамики: запаздывание хориоидального заполнения, разрежение и истончение хориокапилляров, фоновая гипофлюоресценция в зоне глазного дна, расположенной впереди гемангиомы. Феномен «вымывания» особенно демонстративен при ангиографии с индоцианином зеленым в фазе рециркуляции вследствие высокой проницаемости сосудов для красителя.

Остеома хориоидеи

Характеризуется флюоресценцией множественных мелких собственных сосудов опухоли в ранние фазы исследования, что обусловлено наличием атрофических изменений пигментного эпителия. Стремительное просачивание флюоресцеина в экстра вазальное пространство приводит к пятнистой гиперфлюоресценции.

В поздних фазах ангиограммы отмечается диффузная гииерфлюоресценция. B.Lafaut и соавт. подчеркивают вариабельность флюоресцентной картины остеомы, что можно объяснить различной степенью дистрофических изменений в пигментом эпителии, мембране Бруха, сетчатке. По мнению авторов, картина диффузной флюоресценции остеомы в поздние фазы помогает оценить степень распространения опухоли.

Ангиография с индоцианином зеленым при остеоме демонстрирует в ранних фазах гиперфлюоресценцию в зоне распространения опухоли, хотя границы этой зоны дифференцируются с трудом. Начальная неравномерная диффузная флюоресценция развивается на фоне флюоресцирующих хориоидальных структур.

В поздние фазы фоновая гипофлюоресценция хориокапилляров вследствие вымывания красителя из последних сочетается с гиперфлюоресценций просочившейся краски из патологических собственных сосудов опухоли. На поверхности остеомы часто выявляется ярко светящаяся сеть из мелких сосудов («сосудистые пауки»).

Проведение параллельных исследований ФАГ и ангиографии с индоцианином зеленым при остеоме не выявляет гомогенной флюоресценции, так как изменения внутри опухоли и в окружающих тканях не могут не отражаться на характере ангиографической картины. Более важной является дифференциация собственной сосудистой сети опухоли и хориоидальной неоваскуляризации, которая иногда осложняет клиническую картину остеомы.

Хориоидальная неоваскулярная мембрана определяется в виде флюоресцирующей субрстинальной сосудистой сети о ранних фазах ангиограммы и увеличивающейся в размерах зоны диффузной флюоресценции — в поздних фазах, а также длительной задержкой красителя в этой зоне.

Метастатическая карцинома хориоидеи

Флюоресцентная ангиограмма характеризуется относительно слабой флюоресценцией. В ранних фазах исследования наблюдается относительная гипофлюоресценция в центральной, проминирующей, части опухоли с постепенным усилением гиперфлюоресцениии в последующих фазах. Периферическая зона опухоли характеризуется опухолеассоциированной флюоресценцией, связанной с дистрофическими изменениями пигментного эпителия (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Флюоресцентная ангиограмма. Метастатическая карцинома хориоидеи. Поздняя венозная фаза. Определяется слабоконтрастная неравномерная флюоресценция опухоли, по краю — множественные друзы, кисты пигментного эпителия

По периферии опухоли определяются множественные мелкие флюоресцирующие пятнышки, которые расположены поверхностно и представляют собою кисты пигментного эпителия; последние чередуются с мелкими, иногда точечными гипофлюоресцирующими очажками (глыбки пигмента) и создают картину, напоминающую «россыпь крупы».

Гиперфлюоресценция мелких кист сохраняется в поздних фазах ангиографии. Как показали наши исследования, описанные дистрофические изменения являются в ряде случаев причиной определяемых в поздних фазах формирований в виде «ложных розеток», когда гипофлюоресцирующие очажки окружены узкой зоной гиперфлюоресцирующих фокусов. В поздней фазе (через 40 мин) выявляется диффузная слабоконтрастная гиперфлюоресценция зоны опухоли.

Ангиография с индоцианином зеленым метастатической карциномы выявляет нежную диффузную, почти гомогенную гиперфлюоресценцию через 30 с после введения красителя. В зоне опухоли также определяются слабоконтрастио флюоресцирующие с расплывчатыми контурами хориоидальные структуры. Иногда они видны по периферическому сегменту опухоли: направляясь к центру, иногда они внезапно «обрываются».

Ангиография с индоцианином зеленым при метастазах демонстрирует более ровную гомогенную гипофлюоресценцию, определяющую размеры опухоли. Опухолевые сосуды не выявляются. Вокруг опухоли могут идентифицироваться хориоидальные сосуды. Однако ФАГ — более чувствительный метод для регистрации опухолевой прогрессии, чем ангиография с индоцианином зеленым, так как ФАГ более информативен в выявлении степени опухолеассоциированных дистрофических изменений в ретинальном пигментном эпителии и мембране Бруха.

А.Ф.Бровкина, В.В.Вальский, Г.А.Гусев

Опубликовал Константин Моканов

Флуоресценция - это... Что такое Флуоресценция?

Флуоресце́нция (вариант: флюоресценция) — физический процесс, разновидность люминесценции. Флуоресценцией обычно называют излучательный переход возбужденного состояния с самого нижнего синглетного колебательного уровня S₁ в основное состояние S₀. В общем случае флуоресценцией называют разрешенный по спину излучательный переход между двумя состояниями одинаковой мультиплетности: между синглетными уровнями или триплетными . Типичное время жизни такого возбужденного состояния составляет 10⁻¹¹−10⁻⁶ с.

Флуоресценцию следует отличать от фосфоресценции — запрещенного по спину излучательного перехода между двумя состояниями разной мультиплетности. Например, излучательный переход возбужденного триплетного состояния T₁ в основное состояние S₀. Синглет-триплетные переходы имеют квантово-механический запрет, поэтому время жизни возбужденного состояния при фосфоресценции составляет порядка 10⁻³−10⁻² с.

Происхождение термина

Термин «флуоресценция» происходит от названия минерала флюорит, у которого она впервые была обнаружена, и лат. -escent — суффикс, означающий слабое действие.

История изучения

Впервые флуоресценцию соединений хинина наблюдал физик Джордж Стокс в 1852 году.

Теоретические основы

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 поглощенного света соотносятся между собой уравнением:

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

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 поглощенного фотона теряется, а испускаемый фотон имеет меньшую энергию, и, соответственно, большую длину волны.^[1]

Схематическое изображение процессов испускания и поглощения света. Диаграмма Яблонского

Схематически процессы поглощения света и флуоресценции показывают на диаграмме Яблонского.

При нормальных условиях большинство молекул находятся в основном электронном состоянии . При поглощении света молекула переходит в возбужденное состояние . При возбуждении на высшие электронные и колебательные уровни избыток энергии быстро расходуется, переводя флуорофор на самый нижний колебательный подуровень состояния . Однако, существуют и исключения: например, флуоресценция азулена может происходить как из , так и из состояния.

Квантовый выход флуоресценции

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

где — количество испускаемых в результате флуоресценции фотонов, а — общее количество поглощаемых фотонов. Чем больше квантовый выход флуорофора, тем интенсивнее его флуоресценция. Квантовый выход можно также определить с помощью упрощенной диаграммы Яблонского^[2], где и — константы скорости излучательной и безызлучательной дезактивации возбужденного состояния.

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

Из последней формулы следует, что если , то есть если скорость безызлучательного перехода значительно меньше скорости излучательного перехода. Отметим, что квантовый выход всегда меньше единицы из-за стоксовых потерь.

Флуоресцентные соединения

К флуоресценции способны многие органические вещества, как правило содержащие систему сопряженных π-связей. Наиболее известными являются хинин, POPOP, флуоресцеин, эозин, акридиновые красители (акридиновый оранжевый, акридиновый желтый), родамины (родамин 6ж, родамин B) и многие другие.

Применение

В производстве красок и окраске текстиля

Флуоресцентные пигменты добавляются в краски, фломастеры, а также при окраске текстильных изделий, предметов обихода, украшений и т. п. для получения особо ярких («кричащих», «кислотных») цветов с повышенным спектральным альбедо в нужном диапазоне длин волн, иногда превышающим 100%. Данный эффект достигается за счет того, что флуоресцентные пигменты преобразуют содержащийся в естественном свете и в свете многих искусственных источников ультрафиолет (а также, для жёлтых и красных пигментов, коротковолновую часть видимого спектра) в излучение нужного диапазона, делая цвет более интенсивным. Особой разновидностью флуоресцентных текстильных пигментов является оптическая синька, преобразующая ультрафиолет в излучение синего цвета, компенсирующее естественный желтоватый оттенок ткани, чем достигается эффект белоснежного цвета одежды и постельного белья. Оптическая синька применяется как при фабричной окраске тканей, так и, для освежения цвета при стирке, в стиральных порошках. Аналогичные пигменты применяются и в производстве особо высококачественной мелованной бумаги.

Флуоресцентные краски, в сочетании с «чёрным светом», часто используются в дизайне дискотек и ночных клубов. Практикуется также применение флуоресцентных пигментов в красках для татуировки.

В биологии и медицине

В биохимии и молекулярной биологии нашли применение флуоресцентные зонды и красители, которые используются для визуализации отдельных компонентов биологических систем. Например, эозинофилы (клетки крови) называются так потому, что имеют сродство к эозину, благодаря чему легко поддаются подсчёту при анализе крови.

Лазеры

Флуорофоры с высокими квантовыми выходами и хорошей фотостойкостью могут применяться в качестве компонентов активных сред лазеров на красителях.

В криминалистике

Отдельные флуоресцирующие вещества используются в оперативно-розыскной деятельности (для нанесения пометок на деньги, иные предметы в ходе документирования фактов дачи взяток и вымогательства. Также могут использоваться в химловушках)

В гидрологии и экологии

Флуоресцеин был применен в 1877 для доказательства того, что реки Дунай и Рейн соединены подземными каналами. ^[3]. Краситель внесли в воды Дуная, и спустя несколько часов характерную зелёную флуоресценцию обнаружили в небольшой речке, впадающей в Рейн. Сегодня флуоресцеин используют также как специфический маркер, который облегчает поиск потерпевших крушение летчиков в океане. Для этого просто разбивается ампула с красителем, который, растворяясь в воде, образует хорошо заметное зелёное пятно большого размера. Также флуорофоры могут использоваться для анализа загрязнения окружающей среды (обнаружение утечки нефти (масляных пленок) в морях и океанах).

См. также

Литература

Англоязычная

Bernard Valeur Molecular Fluorescence: Principles and Applications. — Wiley-VCH Verlag GmbH, 2001. — ISBN 3-527-60024-8
Joseph R. Lakowicz. Principles of Fluorescence Spectroscopy / R. J. Lakowicz. -N.Y.: Springer Science, 2006. — 960 p.

Примечания

Флуоресцентная ангиография сетчатки глаза (ФАГ)

15.08.2018

Флуоресцентная ангиография сетчатки представляет собой вид контрастного рентгенологического исследования, цель которого – визуализация кровотока в органе зрения. Состояние сосудов в области глазного дна, передняя камера глаза и сосудистая оболочка являются важными оптическими структурами. Оценка их состояния в медицине имеет значение как в прямом, так и в косвенном смыслах.

Что дает флуоресцентная ангиография сетчатки?

Сетчатка является своеобразным зеркалом состояния организма, которое отражает его функциональные возможности. По состоянию глазного дна опытный офтальмолог может сказать многое о течении определенной патологии, в том числе судит о стадии гипертонической болезни, сахарного диабета, а порой офтальмолог может запретить показанное больному оперативное вмешательство, основываясь на данных осмотра глазного дна.

Итак, какие же состояния может диагностировать проведение флуоресцентной ангиографии сетчатки:

Аневризмы сосудов глазного дна, в том числе так называемые микроаневризмы – мельчайшие расширения сосудистой стенки;
Наличие гемангиом, не видимых при обычном осмотре в щелевой лампе;
Неоваскуляризация;
Реканализация, развитие коллатералей в случае венозной или артериальной окклюзии;
Воспалительные очаги в ретине, наличие субретинального отека;
Ретинопатии, в том числе гипертензивные;
Порой возможна даже диагностика злокачественных новообразований.

Как видно, флуоресцентная ангиография имеет широкий спектр диагностических возможностей. Назначают данное исследование чаще с целью диагностики и дифференциальной диагностики патологии, уточнения ее локализации и размеров, как процедуру, определяющую возможность проведения того или иного метода лечения. Также исследование рассматривают как эффективный метод мониторинга целесообразности назначенной терапии.

Флуоресцентная ангиография: есть ли противопоказания?

Суть контрастного метода исследования сводится к тому, что в вену пациента болюсно вводят вещество-краску, которое особым образом окрашивается в лучах определенной длины. Это вещество носит название флуоресцеина, и как любое контрастное вещество, оно способно вызвать нежелательные аллергические реакции организма. Кроме того, орган зрения также должен находиться в подходящем для процедуры состоянии, поскольку нет никакого смысла вводить контрастное вещество в глаз, в котором ничего не будет видно.

Потому далеко не всем пациентам можно проводить данное исследование. Существует перечень состояний, при которых флуоресцентную ангиографию придется отложить либо на конкретные, либо на неопределенные сроки.

Наличие у пациента заболевания под названием глаукома, которое не позволит зрачку расшириться настолько, как требует этого техника проведения процедуры.
Дегенеративные и обменные заболевания органа глаза, влияющие на прозрачность его структур.
Сердечно-сосудистая патология.
Неврологические заболевания, в том числе перенесенные. Так, пациентам, находящимся в периоде активной реабилитации после перенесенного острого нарушения мозгового кровообращения, придется отложить ангиографию до окончания первого ее года.
Патология почек, сопровождающаяся нарушением концентрационной и выделительной функций.
Бронхиальная астма.
Отягощенный аллергоанамнез.
Не рекомендуют проведение исследования детям возрастом до 16 лет, а также людям пожилого и преклонного возраста.

Флуоресцентную ангиографию проводят в помещении, оборудованном на случай возникновения неотложных состояний, спровоцированных введением контраста. Пациенты сталкиваются со следующими реакциями организма:

Кашель либо чихание;
Тошнота и рвота;
Головокружение, шум в ушах, потемнение в глазах;
Потеря сознания;
Сыпь по типу крапивницы;
Металлический привкус во рту, горечь, парестезии;
Ангионевротический отек;
Анафилактический шок.

Последние осложнения встречаются крайне редко, но, тем не менее, медперсонал должен быть готов к их возникновению.

Как проводится флуоресцентная ангиография сетчатки глаза?

Пациенту предлагают занять удобное положение, поставив голову на специальную подставку и прикоснувшись лбом к перекладине. Медсестра вводит в сосуд флуоресцеин, и в течение некоторого времени пациенту полагается неподвижно сидеть в зафиксированном положении, не изменяя ритма дыхания. С момента введения контрастного вещества можно начинать проведение непосредственно исследования, делая снимки с частотой один в секунду примерно половину минуты. При необходимости фиксации взора в интересующих доктора направлениях пациент получит указания относительно этого.

Затем медсестра удаляет из вены иглу и накладывает повязку на место инъекции. Следующие снимки, показывающие выведение препарата в динамике, следует делать в течение двадцати минут от начала введения красителя.

На протяжении всей процедуры медперсонал пристально следит за самочувствием пациента, готовые оказать помощь при наличии признаков аллергической реакции.

Флуоресцентная ангиография глазного дна трактуется специалистом, который может сделать достоверное заключение о ее результатах. В норме флуоресцеин не должен визуализироваться за пределами сосудистого русла. Появление контраста в сетчатке всегда свидетельствует о ее патологии.

Если вы хотите доверить проведение флуоресцентной ангиографии сетчатки квалифицированным докторам по приемлемой цене, обратитесь в многопрофильный медицинский центр им. С. Федорова. Врачи и средний медперсонал, не один год работающие по данной методике, обеспечат быстрое и квалифицированное проведение флуоресцентной ангиографии глаза по цене, радующей глаз. Медцентр Федорова всегда на страже вашего здоровья!

Флюоресценция — Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

А. Г.

Источник: Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона на Gufo.me

Значения в других словарях

Флюоресценция — (лат. fluor течение, поток) кратковременная люминесценция, затухающая в течение 10-9—10-8 сек. после прекращения возбуждения; используется для качественного и количественного анализа биологически активных соединений. Медицинская энциклопедия
флюоресценция — флюоресценция ж. см. флуоресценция Толковый словарь Ефремовой
флюоресценция — -и, ж. физ. Свечение вещества, возникающее вследствие освещения его и быстро затухающее после прекращения. [От лат. fluor — течение] Малый академический словарь
флюоресценция — орф. флюоресценция, -и и флуоресценция, -и Орфографический словарь Лопатина
флюоресценция — Флюоресценция, флюоресценции, флюоресценции, флюоресценций, флюоресценции, флюоресценциям, флюоресценцию, флюоресценции, флюоресценцией, флюоресценциею, флюоресценциями, флюоресценции, флюоресценциях Грамматический словарь Зализняка
флюоресценция — ФЛЮОРЕСЦ’ЕНЦИЯ,ФЛЮОРЕСЦИРОВАТЬ. см. флуоресценция, флуоресцировать. Толковый словарь Ушакова
флюоресценция — ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ, ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ -и; ж. [от лат. fluor — течение и лат. -escentia — суффикс, обозначающий слабое действие] Физ. Свечение вещества, возникающее вследствие освещения его и быстро затухающее после прекращения. Толковый словарь Кузнецова
флюоресценция — Флюоресц/е́нци/я [й/а] и флуоресц/е́нци/я [й/а]. Морфемно-орфографический словарь
флюоресценция — [< лат. fluor течение, текущая жидкость] – физ. явление свечения некоторых веществ при освещении их светом; при этом обычно тела испускают лучи другого цвета, преимущественно с большей длиной волны, чем те, которыми свечение вызывается; так... Большой словарь иностранных слов
флюоресценция — сущ., кол-во синонимов: 3 автофлуоресценция 3 автофлюоресценция 3 флуоресценция 4 Словарь синонимов русского языка

ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ - это... Что такое ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ?

ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ: ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ, выделение излучения, обычно света, из вещества, атомы которого получили избыточное количество энергии при бомбардировке частицами, как правило, ультрафиолетового излучения электронов. В отличие от ФОСФОРЕСЦЕНЦИИ, флуоресценция прекращается при отсутствии источника энергии. Пары ртути являются флуоресцентным веществом и используются для изготовления люминесцентных ламп для освещения автострад. Экран телевизора также покрыт слоем флуоресцентного вещества.

Синонимы:

ФЛОЭМА
ФЛЮГЕР

Смотреть что такое "ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ" в других словарях:

Флуоресценция — уранового стекла в ультрафиолетовом свете … Википедия
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — свойство некоторых тел серно кислого хинина, эскулина, хлорофилла, урановых стекол и плавикового шпата мгновенно принимать голубоватый оттенок под влиянием крайних фиолетовых лучей или даже невидимых лучей спектра. Словарь иностранных слов,… … Словарь иностранных слов русского языка
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — флюоресценция .(от назв. минерала флюорит, у к рого впервые была обнаружена Ф., и лат. escent суффикс, означающий слабое действие), люминесценция, затухающая в течение короткого времени. Разделение люминесценции на Ф. и фосфоресценцию устарело,… … Физическая энциклопедия
флуоресценция — автофлуоресценция, флюоресценция, люминесценция, автофлюоресценция Словарь русских синонимов. флуоресценция сущ., кол во синонимов: 4 • автофлуоресценция (3) … Словарь синонимов
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, затухающая, в отличие от фосфоресценции, в течение короткого времени после прекращения возбуждения. Как правило, возникает при спонтанных квантовых переходах молекул или атомов, поэтому длительность флуоресценций определяется… … Большой Энциклопедический словарь
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — и флюоресценция, флуоресценции, мн. нет, жен. (от лат. fluor течение) (книжн.). Свечение некоторых тел под влиянием освещения, по прекращении которого свечение не наблюдается. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
флуоресценция — Спонтанное излучение вещества, возбужденного за счет любого вида энергии, кроме тепловой. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая оптика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] Тематики физическая… … Справочник технического переводчика
флуоресценция — – способность атомов или молекул вещества отдавать поглощенную энергию в виде холодного светового излучения. Словарь по аналитической химии [3] … Химические термины
Флуоресценция — * флуарэсцэнцыя * fluorescence один из видов люминесценции явление свечения некоторых веществ после освещения их светом … Генетика. Энциклопедический словарь
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — вид (см.) с коротким временем послесвечения после отключения его возбудителя (примерно на одну стомиллионную долю секунды 10 8 с) … Большая политехническая энциклопедия

ЭСБЕ/Флюоресценция — Викитека

Флюоресценция — Некоторые вещества обладают свойством делаться особенным образом самосветящимися в течение того времени, пока они подвергаются освещению посторонним источником света. Так, напр., слабый раствор сернокислого хинина, подкисленный несколькими каплями серной кислоты, на дневном свете сияет с поверхности слабым голубоватым светом; свечение это особенно хорошо заметно, если смотреть сверху в стакан, в который налита эта жидкость; свечение тотчас исчезает, как будет прекращен доступ света к жидкости. Так как раствор хинина вполне бесцветен, то голубоватое сияние поверхности его нужно приписать самосвечению жидкости под влиянием освещения дневным светом. Это явление самосвечения называется флюоресценцией, а тела, обладающие означенным свойством, — флюоресцирующими. Явление Ф. было впервые исследовано Гершелем в 1845 г. на растворе сернокислого хинина и названо им «эпиполической дисперсией» (поверхностным светорассеянием) по причине того, что свойством самосвечения обладала, как казалось Гершелю, лишь самая поверхность жидкости. Брюстер, исследовавший (1846—53) тот же самый раствор, заметил, что при достаточной силе освещения жидкости заметна Ф. и у внутренних, более глубоких слоев жидкости; он назвал поэтому явление «внутренней дисперсией». Изучено явление Ф. было впервые Стоксом (Stokes, 1852—1864), который и дал ему название «Ф.», так как это явление наблюдалось им в фиолетовых и зеленых разновидностях Дербиширского плавикового шпата (флюорита). Главнейшие из результатов, найденных Стоксом и подтвержденных позднейшими исследователями Ф., следующие: 1) явление Ф. возникает в способных к Ф. телах почти исключительно под влиянием света, содержащего лучи короткой длины волны — фиолетовые и ультрафиолетовые. Ввиду этого богатый ультрафиолетовыми лучами солнечный свет, свет вольтовой дуги и в особенности свет электрической искры вызывают в сильной степени явление Ф., между тем как при свете керосина или газа Ф. еле заметна. Если образовать на белой стене спектр от источника света, богатого ультрафиолетовыми лучами (солнечный свет или вольтова дуга), и перемещать вдоль спектра испытуемое Ф. вещество (напр. пластинку уранового стекла), то можно заметить, в каких лучах спектра тело будет флюоресцировать; произведенные по этому методу опыты показали, что почти все способные к Ф. тела начинают заметно флюоресцировать лишь у синего конца спектра и приобретают наиболее интенсивную Ф. в ультрафиолетовых лучах. Есть лишь немногие исключения — так, напр., спиртовый раствор нафталиновой красной краски (магдала) приобретает наибольшую интенсивность Ф. в желто-зеленой части спектра. 2) Лучи, вызывающие Ф. тела, всегда поглощаются этим телом. В вышеописанном опыте со спектром лучи свободно проходят сквозь тело в тех частях спектра, которые не вызывают Ф., и поглощаются телом (т. е. тело бросает тень на экран) в частях спектра, в которых заметна Ф. тела. Этот закон не может иметь исключений, так как он является необходимым следствием закона сохранения энергии: когда тело флюоресцирует, оно излучает энергию, запас которой может при данных условиях поддерживаться постоянным исключительно путем поглощения падающей на тело световой энергии. Поглощением лучей, возбуждающих Ф., объясняется также, почему явление Ф. наблюдается всегда главным образом на поверхности флюоресцирующего тела; действительно, уже первые слои флюоресцирующего тела поглощают в значительной мере те составные части падающего на тело пучка света, которые могут вызвать Ф., а в глубжележащие слои проникают лишь лучи, не могущие возбудить Ф. 3) Лучи, иссылаемые флюоресцирующим веществом, обладают всегда меньшей преломляемостью (большей длиной волны, меньшим числом колебаний), чем поглощенные этим веществом и вызвавшие Ф. лучи. Это правило, высказанное Стоксом, подвергалось внимательному исследованию Ломмелем, Хагенбахом и Штенгером, работы которых указали, что в общем правило Стокса оправдывается в огромном большинстве случаев и что все тела, представляющие исключения из этого правила (эозин, флюоресцеин, хлорофилл и др.), обладают ярко выраженными полосами поглощения (см. Спектральный анализ). Флюоресцирующих веществ весьма много, из них больше всего жидких тел. Из твердых тел отличаются яркой Ф. кристаллы платиново-синеродистых солей бария или калия, затем некоторые соли урана и так наз. желтое урановое стекло, плавиковый шпат и др. По мнению Э. Видемана, давшего (1888) классификацию всех явлений свечения, не вызванных повышением температуры (явления люминесценции), Ф. твердых тел нельзя считать за истинную Ф. — это скорее фосфоресценция (см.), флюоресцирующими же в тесном смысле слова могут быть лишь тела жидкие и газообразные. Растворы флюоресцирующих твердых тел не всегда дают флюоресцирующие жидкости; так, напр., платиново-синеродистые соли флюоресцируют лишь в виде кристаллов; с другой стороны, напр., азотнокислый уран флюоресцирует и в твердом виде, и в растворе. Из огромного числа флюоресцирующих жидкостей замечательны по интенсивности Ф. растворы: сернокислого хинина, флюоресцеина, эозина, хлорофилла, лакмуса, затем неочищенный керосин и некоторые минеральные масла. Особенно ярко флюоресцирует зеленым светом флюоресцеин в слабых водных растворах; по исследованиям Э. Видемана, даже очень слабый раствор флюоресцеина (около 0,002 %) излучает еще около 1/300 того количества зеленого света, который содержится в пучке, возбуждающем Ф. Подробный список флюоресцирующих веществ (главным образом жидких) можно найти в книге К. Noack, «Verzeichniss fluorescirender Substanzen» (Марбург, 1887). Ф. паров удалось открыть лишь недавно; Ломмель наблюдал Ф. у паров йода, затем Э. Видеман заметил, что некоторые жидкости (напр. раствор эозина) флюоресцируют и выше их критической температуры. В 1895 г. Видеман и Шмидт нашли еще целый ряд веществ, флюоресцирующих в парообразном состоянии, как то: антрацен, нафталин, натрий и калий. Все перечисленные выше вещества обладают сравнительно интенсивной Ф.; для исследования веществ с весьма слабой Ф. Стокс предложил весьма чувствительный «метод 2 дополнительных поглощающих середин», дающий возможность заметить даже слабые признаки Ф. Падающий на исследуемое тело солнечный свет проходит предварительно через первое поглощающее вещество, пропускающее только синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи и вполне поглощающее все остальные лучи спектра. Исследуемое тело рассматривается через второе поглощающее вещество, дополнительное в отношении спектра поглощения к первому, т. е. поглощающее все лучи, свободно прошедшие через первое вещество, и свободно пропускающее остальные лучи. Очевидно, что эти две середины, вместе сложенные, не пропускают вовсе солнечного света, падающего на одну из них. Если же между серединами поместить флюоресцирующее тело, то, будучи освещено фиолетовыми лучами, пропущенными первой серединой, оно начнет флюоресцировать (по правилу Стокса) лучами, которые свободно проходят через вторую середину, и глаз наблюдателя увидит сквозь вторую середину очертания флюоресцирующего тела. Пользуясь этим методом, Стокс убедился, что слабой Ф. обладает множество тел: бумага, кость, пробка, кожа, известковый шпат, почти все сорта стекла. Некоторые вещества флюоресцируют заметно лишь под влиянием крайних ультрафиолетовых лучей; источником последних может служить электрическая искра между кадмиевыми или алюминиевыми электродами; при этом освещении особенно ярко флюоресцируют некоторые сорта стекла, не флюоресцирующие при освещении солнечными лучами. Еще действительнее лучи, возникающие при прохождении электрических разрядов через разреженные газы; многие вещества, помещенные на пути разряда, особенно на пути катодных лучей (см. Разряд), флюоресцируют ярким светом. Лучи Рентгена (см.) вызывают также яркую Ф. некоторых веществ, напр. платиново-синеродистых солей бария или калия. Удовлетворительной теории явления Ф. до сих пор не имеется. Если не вдаваться в детальный механизм явления, то Ф. во всяком случае следует себе представить следующим образом: энергия падающих на тело лучей увеличивает живую силу колебаний атомов или молекул тела, поглотившего энергию; в нефлюоресцирующих телах это увеличение живой силы сказывается повышением температуры тела и сообразным с ним изменением интенсивности и состава того потока лучей, вообще говоря, невидимых, которые тело испускает. У флюоресцирующих тел часть поглощенной энергии идет на обычное повышение температуры, часть же на столь существенное увеличение энергии колебания, вероятно, незначительного числа атомов, что эти атомы способны воздействием своим на эфир вызвать в последнем волны видимого света. Мгновенное прекращение Ф. по миновении вызывающего ее освещения Э. Видеман приписывает быстрому рассеянию живой силы атомов вследствие частых столкновений их (см. Кинетическая теория газов) с соседними. Такие частые столкновения возможны лишь в газообразных и жидких телах; в твердых телах частицы менее удобоподвижны, следовательно, в твердых телах Ф. должна была бы продолжаться и после освещения, т. е. Ф. должна была бы перейти в фосфоресценцию (см.). В справедливости этого соображения Видеман убедился опытом: прибавляя к флюоресцирующему раствору все больше и больше желатина, он наконец получил студень, который по высыхании дал фосфоресцирующее тело. — Ф. находит применение к физике при исследовании невидимой глазом ультрафиолетовой части спектра. Если эту часть спектра заставить упасть на флюоресцирующий экран (бумага, пропитанная сернокислым хинином, или пластинка уранового стекла), то благодаря Ф. вся ультрафиолетовая часть сделается видимой и поддастся исследованию; для этой цели Соре построил особый окуляр, в который помещена пластинка уранового стекла. Эти субъективные методы наблюдения не нашли, однако, значительного применения, так как фотография дала объективный метод значительно большей чувствительности. В технике лучей Рентгена (см.) применяются флюоресцирующие экраны, покрытые мельчайшими кристаллами платиново-синеродистого бария.

А. Г.

Разница между фотолюминесценцией и флуоресценцией

Ключевое различие между фотолюминесценцией и флуоресценцией состоит в том, что фотолюминесценция происходит посредством поглощения и испускания фотонов, имеющих либо разные, либо равные длины волн, тогда как флуоресценция происходит посредством поглощения большей длины волны, чем излучаемая длина волны.

Люминесценция — это процесс излучения света. Префикс «фото» — с термином люминесценция используется, когда излучение света связано с поглощением и излучением фотонов. Иногда поглощенные и испущенные фотоны имеют одинаковую длину волны. Однако иногда длина поглощенной волны превышает длину излучаемой волны. Этот тип свечения называтся флуоресценцией. Следовательно, флуоресценция является формой фотолюминесценции.

Содержание

Обзор и основные отличия
Что такое фотолюминесценция
Что такое флуоресценция
В чем разница между фотолюминесценцией и флуоресценцией
Заключение

Что такое фотолюминесценция?

Фотолюминесценция — это форма свечения, которая возникает при фотовозбуждении через поглощение фотонов. Это излучение света происходит, когда вещество поглощает электромагнитное излучение и повторно это излучение излучает. Процесс начинается с фотовозбуждения. Это означает, что электроны вещества испытывают возбуждение, когда вещество поглощает фотоны, и электроны переходят в состояния с более высокой энергией из состояний с более низкой энергией. После этих возбуждений также происходят релаксационные процессы. На этапе релаксации фотоны переизлучаются или испускаются. Период времени между поглощением и излучением фотонов может варьироваться в зависимости от вещества.

Схема процессов возбуждения-релаксации фотолюминесценции

Существует несколько форм фотолюминесценции, которые отличаются друг от друга по нескольким параметрам. При рассмотрении длины волны поглощенной и испускаемой длин волн фотонов, существует два основных типа флуоресценции и резонансной флуоресценции. Флуоресценция описывает, что длина волны испускаемого излучения меньше, чем длина волны поглощенной длины волны. Резонансная флуоресценция описывает, что поглощенное и испущенное излучение имеет эквивалентные длины волн.

Что такое флуоресценция?

Флуоресценция — это форма фотолюминесценции, при которой вещество излучает свет с длиной волны, отличной от длины волны поглощения. Обычно излучаемый свет имеет большую длину волны, чем длина поглощенной волны. Поэтому энергия излучаемого света ниже, чем поглощенного света.

Флуоресценция различных веществ в ультрафиолетовом свете выглядит как радуга

В большинстве случаев вещество поглощает световое излучение в ультрафиолетовом диапазоне, излучая свет в видимой области; таким образом, мы видим цвет, исходящий от этих веществ. Мы можем видеть этот цвет только тогда, когда подвергаем вещество воздействию ультрафиолета. Однако излучение прекращается вскоре после того, как мы уберем вещество от источника ультрафиолета. Существует множество областей, в которых мы применяем процесс флуоресценции: минералогия, геммология, медицина и т.д.

В чем разница между фотолюминесценцией и флуоресценцией?

Фотолюминесценция — это форма свечения, которая возникает при фотовозбуждении через поглощение фотонов. Флуоресценция — это форма фотолюминесценции, при которой вещество излучает свет с длиной волны, отличной от длины волны поглощения. Хотя флуоресценция является формой фотолюминесценции, фотолюминесценция может относиться либо к флуоресцентной, либо к резонансной флуоресценции, которые отличаются друг от друга в зависимости от длин волн поглощенного и испущенного излучения. Исходя из этого, различие между фотолюминесценцией и флуоресценцией состоит в том, что в фотолюминесценции длины волн поглощенного и испущенного фотонов могут быть одинаковыми или разными. Но при резонансной флуоресценции длина волны поглощенных фотонов выше, чем излучаемых фотонов.

Заключение — Фотолюминесценция против флуоресценции

Как фотолюминесценция, так и флуоресценция являются формами свечения, испускания света. Разница между фотолюминесценцией и флуоресценцией состоит в том, что фотолюминесценция происходит посредством поглощения и испускания фотонов, имеющих либо разные, либо равные длины волн, тогда как флуоресценция происходит посредством поглощения большей длины волны, чем излучаемая длина волны.

Флюоресценция глаз что это такое

Флуоресценция глаз (ФАГД) - метод исследования глазного дна

Суть метода

Схема проведения

Как действует краситель

Возможные цели исследования

Показания в офтальмологии

Ход исследования

Чтение ангиограмм

Что означает гипофлуоресценция

Экранирование

Аномальная перфузия

Сбои хориоидальной перфузии

Гиперфлуоресценция

Сосудные патологи

Преимущества метода ФАГД

Возможные побочные эффекты

Флуоресценция переднего сектора глаз

Заключение

Контактные линзы каких брендов вам знакомы?

Флюоресценция - это... Что такое Флюоресценция?

как проводится исследование сетчатки глаза и глазного дна

Что достигается с обследованием

Принцип действия

Показания к обследованию

Противопоказания к обследованию

Возможные осложнения

Подготовка к диагностике

Последовательность проведения обследования

Рекомендации после обследования

Преимущества флуоресцентной ангиографии

Недостатки процедуры

Расшифровка полученных результатов

Флуоресцентные репортеры и их репортажи

Флуоресценция: свечение, индуцированное светом

Язык флуоресцентных репортеров

Какие они, флуоресцентные репортеры?

Как читают флуоресцентные репортажи...

...И что из них можно узнать

Что высветили в микромире флуоресцентные репортеры

Флюоресцентная ангиография при внутриглазных опухолях

Флюоресцентная ангиограмма нормального глазного дна

Флюоресцентная ангиография при опухолях радужки

Флюоресцентная ангиография при опухолях сетчатки

Ретинобластома

Флюоресцентная ангиография при опухолях хориоидеи

Меланома хориоидеи

Гемангиома

Остеома хориоидеи

Метастатическая карцинома хориоидеи

Флуоресценция - это... Что такое Флуоресценция?

Происхождение термина

История изучения

Теоретические основы

Соотношение спектров поглощения и флуоресценции

Схематическое изображение процессов испускания и поглощения света. Диаграмма Яблонского

Квантовый выход флуоресценции

Флуоресцентные соединения

Применение

В производстве красок и окраске текстиля

В биологии и медицине

Лазеры

В криминалистике

В гидрологии и экологии

См. также

Литература

Англоязычная

Примечания

Флуоресцентная ангиография сетчатки глаза (ФАГ)

Что дает флуоресцентная ангиография сетчатки?

Флуоресцентная ангиография: есть ли противопоказания?

Как проводится флуоресцентная ангиография сетчатки глаза?

Флюоресценция — Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

Значения в других словарях

ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ - это... Что такое ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ?

Смотреть что такое "ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ" в других словарях:

ЭСБЕ/Флюоресценция — Викитека

Разница между фотолюминесценцией и флуоресценцией

Содержание

Что такое фотолюминесценция?