Объекты лабораторных исследований

Значительную часть аналитических исследований биологической направленности составляют исследования, проводимые в здравоохра­нении, медицинской промышленности, микробиологии, научно-ис­следовательских учреждениях биологического и медицинского про­филей, лабораториях судебно-медицинской экспертизы. Также много общего с задачами, характерными для медико-биологических клини­ческих исследований, имеют проблемы, решаемые в аптечном деле и фармацевтической промышленности, в биотехнологическом произ­водстве и экологических центрах.

Биологиче­ский материал - вещество, так или иначе вовлеченное в биологические процессы. Вещества, содержащиеся в них, либо непосредст­венно связаны с функционированием организмов, т. е. являются про­дуктами их жизнедеятельности, либо являются внешними по отноше­нию к организму, но способствующими поддержанию в нем физиоло­гических процессов. Это могут быть:

— часть исследуемого объекта, например организма, при изуче­нии свойств веществ из его внутренней среды (ВС);

— часть среды обитания организма, например пробы воздуха или воды из окружающей среды (ОС), в которой постоянно находится ор­ганизм в процессе жизнедеятельности;

— продукты питания, потребляемые организмом с целью попол­нения запасов энергии и веществ, необходимых для осуществления его жизненно важных функций;

— активные минеральные и растительные вещества, например лекарства и пищевые добавки, оказывающие значимое влияние на процессы жизнедеятельности в организме, усиливая или угнетая по­следние.

Биологическая проба (биопроба, БП_ИС) - некоторое количество биологического материа­ла, взятого из любой исследуемой среды (ИС), будь то внутренняя сре­да организма человека или некий внешний источник вещества из окру­жающей среды.

Биопроба исходно может быть представ­лена в различных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газо­образном. При этом для нее возможен переход из одного агрегатного состояния в другое (рис. 1). Эту возможность иллюстрирует рис. 1.1, а, на ко­тором приведена диаграмма, характеризующая связь между различны­ми агрегатными состояниями, и операции, позволяющие осуществить тот или иной переход. На рис. 1.1, б приведен пример фазовой диа­граммы перехода в зависимости от давления Р и температуры Т. Зная такие диаграммы для биологических материалов, можно управлять их агрегатным состоянием. Таким образом, всегда существует возмож­ность привести исходный материал биопробы к оптимальному для его изучения состоянию.

Несмотря на исключительное разнообразие физических и химиче­ских свойств жидких сред, а соответственно, и требований, предъяв­ляемых к аналитической аппаратуре, жидкостный объект исследования особенно удобен при лабораторных препаративных и измерительных процедурах. Вследствие этого нередко оказывается целесообраз­ным даже анализ твердых и газообразных проб сводить к работе с жидкостными системами, хотя имеются и обратные ситуации, когда биопроба, представленная в жидкой фазе, преобразуется в твердую или газообразную форму (например, газовая хроматография, спек­тральный анализ, микроскопия препаратов, фиксированных на пред­метных стеклах, и т. п.).

Рис. 1.1. Связь агрегатных состояний (а) и пример фазовой диаграммы (б):

Ра — атмосферное давление; РЭ — давление в эксперименте; Т—тройная точка; — точка кипе­ния; I — твердое тело; II— жидкость;III—газообразное вещество; АВС — все три состояния; DE — только два состояния