Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Применение сквид-магиитометров в биомагнитных исследованиях Все приборы, описанные в предыдущем разделе, применялись и прв проведении бномагниткых исследований. Чтобы Облегчить чнтатея1с Выбор необходимого прибора. Мы рассмотрим в зтом разделе кесколькС примеров применения зтих приборов для Выявления, идентификации В анализа свойств ма!.Нитных материалов В биологических образцах, 5.1. Выявление магнитных Включений в биологических образцах Проблема выявления магнитных включений в биологических образци приилекла к сабе внимание сравнктель1ю недавно в связи с исследо ванкями поведения животных. имевшими цель усгановить, могут ли чтя животные кспользоват», гсомагкнтное поле для навигации, В зтоз» ; »хчас наиболее пригодны нслользуюц1ийся в геофизике магкитометр и , рлд«»снт»«метр, описанные выше.
))животных небольшого размера можно помешать в рабочий канал «»а»нпгомсзра целикОм; если жс зто сделать исВОзмОжко, приходится „р«»бсгать расчленению животнзго на ~асти подходящих размеров. г'т»»1»Нарт»н1»с 1грибОры имеют Обыч!Ю»»сртнкальный раоочий канал нп»метром Около 5 см, открытый только сверху. Приборы с горк»,«!»Галькым открытым с обеих сторон рабочим каналом более улабиы, п»«скольку такая конструкция позволяет пропускать образец через рабочий капал к использовать пРОтяженныс О6Разпы ЧувствительнОсть р»«.'1О61!Ых прибОрОВ ПО маГнитнОму МОмснту Обь1чнО сОставляет !О " Л-м~.
Предварительно намагничивая образец, можно увели- »«!!1, его остаточную намагниченность к тем самым повысить чувствигсльность прн дс»схткрованни маГннтных Включений (см. Гл, 5,) В случае использонаннн градиектометров образец нс нужно аомс- !»1!»!ь внутрь прибора, лос»аточно перемещать прибор относигельно пс! О (плп каобОрот), Это позвол»»с!' Обследовать Все телО жнвОт»ю!"О. пс рас11лс»»яя его. При зтом Отпадает проблема ма!нитного загряз!Гсннх »«61мзп»!»» Процессе расчленения. Метод сканирования позволяет иссле- 1!»«Фагь и живых животных. !"ущестяу»от два подхода к Выявлению мап»итных Включений в биолшических обр»!зцах с помощью градиентометров.
В Одном случае »»:»х»Ори»о'!' магнитное полс, связанное с остатОчным маГнитным момен" гом, »» другом индуцируют намагничсшн«сть, поместив образец в маг»»!»»!»»«е попс, и регистрируют поле, связа!Пюс с н!»дуцкрованным ~оме~- том. При таких н'.!мсрскиях скан!~-Градиентометр кспОльзустся подобно классическому астаткчсскому магкитометру, когда образец в основном азаимолсйствуст с Одним из магнитов ас гатической пары, нечувст а»ГГСЛЬНОЙ К ОДНОРОДНОМУ МаГНИТНОМУ ПОЛЮ. ! $«адисптомстры ужс примсня1отся В медицине для регистра»»ни м и п»»тной восприимчивости разлн«!Кых тканей, В простейшем варианте Обри зс!1 намагничивают Б ОднорОд»юм постоянном ма Гннтном пОле, создаваемом болыанми катушками Гельмгольца, Такой м»ягод использ»«»»»»лся лчя измерений ма»нитной восприимчивости тка!Гей псчснк '»с.»О»»Ока 1Гаггей е! а),, )980), которая зависит от содержания железа в -'яиком органе к может свидетельствовать о каких-то расстройствах ФРО»»створ!»Ой системы.
81!»»Чалс измерения проводились с помоц1ью ! Р»»лнс!» ! Ометра второго порядка при низком уровне магнитных шумов, П»«зжс отой же группе ученых удалось провестк исследования Ф клинике, »дс уровень помех был значительно выше, Для зтого они использовам "'»ту»»»ку, с»«здававшую поле с определенным градиентом в исследуемом »1бъсме.
и граднентометр второго порядка. Чтобы умспыцкть влияние ГК«Л!«жспкя ГрадиснтоМЕтра ОтНОСитЕЛЬНО тЕЛа Пациеита Ка результаты '!»Мсрспий, которое Обусловлено различием магнитной Фосприимчивос'!» Лнамагнитных воздуха и тхапсй Организма, между телом и дьниром »» «х»е»»ыли резиновый мешок с водой !рис, 4.! 3). Ч. П. П«)ио)ры и знчиодь а = )«НЕЕ««Т, Нрн а«1 Р«)с.
4.13. Ожма ус«а«ююкк )У$я нзмсрсйня ).«йгпит$$«)$$ $)оси~У«$нмчи)$$)сти )«счйнв че)$$)))ек$$, сконс)руир«)в««н«$$)й «$ С)$$е %ез«ег«$ КС$егчс ~3$$)мсЫ«у 1йо$)и$)! е! Я«х !9Я), Отношение си!*!!)«л$«шум в описа«пюм методе измерения в принципа можно повь«сить, применяя переменное намагничииающсс поле и са6 хрониое детектирование. Однако группа упомянутых ученых не удалось улучшить разула гиты, получе)п«ые с испОльзОванием ПОстОянногО ПО Ромаии и др.
(Ко)пап! е! а!., 1932) объясняют зго сильным дрейф нулевой линии при использовании небольших намагничивающих ка шек и $$))охам пространственным разрешением при использовании боль-. ших. 5.2, Идентификация махнитных включений В биОЯОГичсских Образцах Магнитные включениЯ, ОбнаружиВаемые Описанными вы)пс мстодим могут содержать различныс магнитные фазы.
идентификация котор представляется важным зтапом исследования. Ниже мы обсу характеристики магнит««ых фаз н приведем некоторые соображения поводу применения магнитных методов для их иле!«тифика)$ии. ПОСКОЛЬКУ НамаГНИЧЕНИОСТЬ диамагиип«Ь«Х И Параматинтнык Обри~~ ЦОВ В ОТСУТСТВИС магинтиог~ ПОЛЯ Рааиа НУЛЮ, НХ де~ко ИЛС«г«)$фИИ~ЦЮ~ аат$» ПО этому Признаку, Однако в маГаитном попс Т$«кнс м«$тери$$ИЖ приобретают намаг)$иченкость.
Определяемую формулой М=)~о, ,у намагниченность, т,с. Маг))итный момент единицы объема, $)ам««гничиаак)«цсс поле, т м««г«$$$т$«ая восприимчивость. В единиц)«х ~ $,$ $)«)с«)рн)!мнив«)сть безразмерна, поск«глину и М, и Л измеряются в а'«$«ни«гах ™ Яос«)р)$$«мчивость диама«'$к.)'$)к«)в «зтрн$«атель)$$$ к не зависит От тем- „СР««т,!)ь).
Как уже отмечалось. ткани живых организмов, как и вода, «,«ах«лпи«$«ь«, и нх восприимчивость очень мжи. Такал широкая !Х«с)$Р«)с!'Р««$«синос!'ь днах!а!'$$с)'$«ков дел«$ст их локализ««ц)$$4ъ и идеи'$'ифи к;$!«)$««) пе столь и«$тереяюй. 1)«)с««Р$«и$$ «ииость парамагнстиков положи галька, поскольку в намаг)п$ $)«н«$«о«цсм полс И мв)-ви«ные момекты отдельных )«!омов и молекул ъ«;)с)'««ч««о $)ыстраивйютс)$ илОль но)$м.
! якому выстраиваии«О г«рсп)г$'с'$иу )о~ гс«$)«ов«ас флуктуации. Классичсска)$ теория ларамагнетизма привок стс;«у)«))$в)й зависимости памагничс)ниигги М от отношения $) )ИСР) ии ь««$! !«Ит!«О«.о момс$$ $а )$ атома или молекуль$ в п«ц)с И к средней Л«СР) ИИ зс)))$ОВОГО даижс)«кя; М = Ф!«Цн), РЯ ~4$$) = '1з, н «и =.Х$«Р ЖЗ)~в ). (38) 1$ $)$$Х формулах $$$$- п«)сто))ниа)$ Ы)льиман«$„7 темпер1«тур«$, Ц$$) -так «ьзз) иасх«ая функция Ланжевена. Кв««нтовомсх«$$«ичсскнй расчет приводи) х «$«$«$:«о)ич)$«)му Разу))ьтату, но вместо функции Ланжевсна в ур«$$$$«е««нс «)ходи! функция Ьри))$$$$)з««а. Харак«ернок особенностью, по ко'$Х)Рой ныявляют пар$«маг)$ит$«у«о фазу, служит обратная пропорцио$н«-)ьность меж,'«у 6«ъс7Ц)нимчииос«'ь«О и 'гсмпературой при малых з))аче пнях отн«)и!синя роЪ„7. При зтом использу)от приборы, позволяющие ""«СР)«гь вос)$риимчив«нл.ь в «нироком диапазоне темпсратур $',«)бич)$о '"' '$сь««)сра«.уры жидкого гелия до комнатной) прн достаточно сильных ~~~-')ях- $:.с')и в Образ««с присутствуют н дна- и пар«Р«аГ$«ит«)аа ф««зь«, то пО «сх)$)арн«ур)$«)й $««висимо«;ги вос$$риимчивости можно опредетить их солеРагаиис.
н парах«а$ $«с!'яках 6«и«нмодсйствна между маг)«итными МОМ« н $««м««оглслы)ых атомов и молекул очспь ма)«О. На)«р«)тнв, в ферро-, «ифср1ю- к 4)сррим««гис«иках )«вблюдастся значнтелы«ое обмсни«)с "$м«))«СЙС'$внс, «)ре«волан«се к упорядочении) ма) ни'гных моментов. ц ""СРРОЗ$«««з)е«иках магнитные моменты всех атомов и молекул парал- "-'$ н) $ .«Ру« другу, а и $)$«тифсрро$$а$-кстиках в каждой злементарной Ре|)мех|!и нит)!и|! е1!!ъе!101 е)!ре;!ее!е!!и!! !емие|и!Г).р!! К!При. .ъ !$Ъ мн)з)ит)кй! ячсйх! Од|к! 1к)скин|на момен $ Ов $|кти$!Врал:|слыла д!)у| Он т$$!г что В Отсутстаис впспп)его маг)|ит||О|'0 $|О."|я ними!'$|ичс|п|ость равщ нул)о, Фсррих)$$! Неткхами иаъь|в|цотси всызх;Гв!$ а которых м|)жнг Выдсл|Г) ь две 1'руп|пи $$с раве|ых $|О веники!!с М4$$'$|нтных х)омс)$ТО)х н!!$$р$!В))с)$!$$,$х паве.грсчу друг дру1 у.
Нам!!г$!и !с!П)ость фсррич$)гнс)ттха !|с 1ъивни !$~".$к),$$|жс В Отсугс)'Бис миГиитнОГО поля. Ма)'пи!'$!!)Му упор|$. )|очи|и!|о 1)ее!>$!$ П1)спятствуст те|!Анапе,)вк)кс)$нс.' $!р$$ д!)Ститочпо Высо* хОЙ |смпс1ы|ту1ъс упо1)ялочсеп|с пОзность)о исчезает и ма)з|нтныи матс. 1)иал $$с1)сх$) $и г и и!)р!$М!$1 $$итнос сост$)и$!ие. $..!)Отвстствук)!лая тсмпсра- 1 у1и! Ка:Ф)А!1!1с'$'ся тсмпс1ъа'1 у1)ой К)ори в случ|)с фсрроми!'е)е'!'и)ГОВ В ! Смнер)$ Гуро$$ Нссля В случ!1е антк 1$ фсрр))м|!Гнсткк|)$$. Тсмпсратура! при которой исчезает м!)г))ит)$ос уно|ъядочснкс, ивАясгс)$ мс|ъой силы ОбмснкОГО Взаимодействия н может $$с$!ш!1:$!)в!!'!'Ься лчя ВыяВлсция то$$ илн нной мап|итной фазы.
1 их)пс]ъс!'1'уру 1ъазупО1ъвдочснкх ма! нит||ь|х ь|атср$$3.:)о)$ $и$рс,'$сдя|от $$з темпсратурнон заа$$сим!)Сти р|1:)лг)к!Нх параметров $)им!$г1$кчснност$$, м!$$ $$нт$$О$! Воспркимчивостн ц т, и $сь)., например. Г. о11$пвоп с| а1. 19671. ,цля )п|хих иеслсдов!|Ниц можно ис||оиг|ов!|ть ИВГ)ц$$омстр, $!р||маняк)!!$К))ся в гсофнзцхс. илк нриоор. Кзмсряюп|$|й восприимчивость, с$$!$$1.$ив его устро$$стиом л)!$! $$1$грсв!$1$НЯ образна 11ри .н$)Х$ ис)$одьзук)т разные в|стол)и, 1$!!!$рих|ер:!!)зср~щ$$' (0$)у с| $$1., 197$)$)! или и!жокоча$~ тот$$ЫЪ! (К.
К. %а1$$)1). Частнос сообъщсцнс1, Кроме то| о, благодаря малому времепи $пмсрс$$)$я В схВид м!!!'!!ит|)м$-1'ре обр$$зс$$ ухрсплснкыи ня спс)ГЦ$$А! Пом хв||рцсВОм дсржа'$'с')с. мОжнО $$1)Грсть 61|с $$р$$бор!$, а затс$!т быстро цомсс!и гь его в млгнктоь|стр, Пр|$ перекосе обри)ци и за врсмя НЗМС1)С||ни его гс)$пср|$ ! ур|$ НС уСПСВ|1С г Зна !и ге1$1.1)О КЗМСННТЬСЯ (.1. й, %11)п, $$сопублнков!$$!1$ыс тын!!1,$е1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
