Введение При подготовке врачей большое внимание уделяется изучению различных разделов химии. Химия как основа всех биологических процессов входит в число наук, составляющих фундамент медицины.
Химические методы исследования и анализа применяются в диагностике заболеваний и профилактических обследованиях. Химический синтез является основой изготовления большинства лекарств. Разнообразные новые материалы широко используются в медицинском оборудовании и при изготовлении искусственных органов.
Физико-химические методы исследования это название большого числа способов количественного и качественного определения веществ, которые предполагают, как правило, применение различных, часто довольно сложных, измерительных приборов. За рубежом распространён термин “инструментальные методы анализа”. В основе физико-химичес-ких методов лежат законы физики и физической химии, а аппаратурное оформление основано на применении современных достижений оптики и электроники.
Непрерывно открываются новые свойства веществ, которые могут привести к созданию новых методов. Поэтому важно знать фундаментальные свойства и общие закономерности, на которых основано развитие тех или иных родственных методов, уметь выбрать метод, наиболее подходящий в данных обстоятельствах, дающий наибольшую и достоверную информацию. Надо отметить, что не существует универсального метода, пригодного на все случаи жизни. В последние годы получило развитие совместное использование двух или более методов.
Методы анализа, основанные на наблюдении и измерении физических свойств анализируемой системы (интенсивность окраски, электропроводность, потенциал электрода и т.п.), происходящих в результате определённых химических реакций, называют физико-химическими методами.
Общее число физико-химических методов анализа составляет несколько десятков. Наибольшее практическое значение среди них имеют:
1) спектральные методы;
2) электрохимические методы;
3) хроматографические методы.
Наиболее обширной по числу методов и важной по практическому значению является группа спектральных методов анализа, которая включает в себя методы эмиссионной атомной спектроскопии, атомно-абсорбционной спектроскопии, электронной и инфракрасной спектроскопии, спектрофотометрии и другие методы, основанные на измерении различных эффектов при взаимодействии вещества с электромагнитным излучением.
Группа электрохимических методов анализа, основанная на измерении электрической проводимости, потенциалов и других свойств, включает методы кондуктометрии, потенциометриии вольтамперометрии.
В группу хроматографических методов входят методы газовой и газожидкостной, жидкостной, распределительной, тонкослойной, ионообменной и других видов хроматографии.
Возрастающая абсолютная чувствительность методов позволяет анализировать содержимое отдельных клеток. Значение рН в клетках определяют давно, теперь можно анализировать целый ряд компонентов клетки, используя, например, капиллярный электрофорез или масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой. Примером может служить определение кадмия и цинка в микронавеске ткани, извлекаемой биопсией из простаты (изменение содержания этих элементов позволяет лучше понять механизм канцерогенеза).
Если стоит задача найти трансгенный протеин, то можно использовать хроматомасс-спектрометрию, капилярный электрофорез или жидкостную хроматографию. Последняя, например, была применена для обнаружения пимозина, продуцируемого генетически модифицированными организмами.
Повышение концентрации глюкозы в крови диабетиков может быть обнаружено не только непосредственно биотестами (некоторые из которых требуют лишь несколько микролитров крови), но и косвенно по повышенному содержанию ацетона в выдыхаемом воздухе. Неинвазивный метод определения гематокрита (отношение объёма эритроцитов к объёму плазмы) основан на использовании инфракрасной спектрометрии и приёмов хемометрики.
Биологические и биомедицинские исследования и медицинская практика на современном уровне требуют нестандартных аналитических решений. Это, в частности, диагностика заболеваний путем обнаружения и определения их биомаркеров в крови, моче, потовых выделениях, в тканях и выдыхаемом воздухе. На фоне известных, длительное время используемых для этой цели методов анализа, появляются и новые.