Провести сравнительное изучение электрофореза и фонофореза ионов йода в ткань клубня картофеля.
1. Провести электрофорез ионов йода в ткань клубня картофеля.
2. Провести фонофофорез ионов йода в ткань клубня картофеля.
3. Провести электрофорез ионов йода в ткань клубня картофеля, после чего подвергнуть образец действию ультразвука.
4. Исследовать зависимость глубины проникновения ионов йода при электрофорезе от времени и величины электрического тока.
1. Провести электрофорез ионов йода в ткань клубня картофеля.
Для этого, подготовить:
Стандартный аппарат для электрофореза, например
Элфор-Проф (Невотон),
компактный аппарат для домашнего пользования ЭЛФОР.
Рис.1 Стандартные аппараты для электрофореза
Перед проведением исследований следует внимательно ознакомиться с прилагаемыми к аппаратам инструкциями.
Продолжительность процедуры лечебного электрофореза в среднем составляет 15-20 минут. Питание портативного прибора осуществляется либо от поставляемого отдельно сетевого адаптера, либо от элемента питания типа "Крона". Одной батареи в среднем хватает на проведение 10-12 процедур электрофореза.
Можно также воспользоваться любым источником постоянного тока, например, зарядным устройством для мобильных гаджетов с электродами, выполненными из металлических дисков подходящего размера, в частности из монет.
Для исследовательских целей можно ограничиться простой, собранной в лаборатории, схемой
| 1 |
| - |
| + |
| 3 |
| a b c d |
| 2 |
| mA |
| 4 |
| 2 |
| 5 |
Рис.2. Принципиальная лабораторная схема для осуществления электрофореза:
1. – батарея*, с напряжением 9 вольт (например, крона).
2. - миллиамперметр постоянного тока, с пределами измерения 0 - 50 мА,
3. - потенциометр (переменное сопротивление) на 35 – 45 кОм,
4. - измерительная ячейка:
a –положительный электрод,
b – исследуемый образец,
c – губка, смоченная вводимым раствором (KJ), d-отрицательный электрод,
5. - выключатель.
*Вместо батареи элементов можно использовать и зарядное устройство для гаджетов.
Для электрофореза (Рис.2), цилиндрический образец ткани клубня картофеля помещают между двумя плоскими электродами. Между катодом и образцом помещают пористую прокладку, пропитанную 0,5 М раствором KI. Электрофорез проводят постоянным током, величиной в ~ 25 мА.
В приведенном случае, вводят в ткань картофеля положительные ионы. При необходимости введения ионов калия, полярность электродов на ячейке следует поменять на обратную.
После проведения электрофореза, образец разрезают, прополаскивают в проточной воде и помещают на 10-15 секунд в 1-2% раствор перекиси водорода. В тех местах, где клетки ткани картофеля оказались разрушенными при разрезании, поверхность образца окрашивается в сине-фиолетовый цвет.
Глубину окрашенного слоя измеряют, данные вносят в таблицу, в которой предварительно указаны характер и параметры воздействия. Полученные результаты фотографируют и описывают, указывая толщину прокрашенного слоя.
Рис.3. Образец, разрезают по оси, прополаскивают в чистой воде и помещают плоскостью разреза на 10 – 15 секунд в 1-2% раствор Н2О2.
2. Провести фонофофорез ионов йода в ткань клубня картофеля.
Для проведения фонофореза ионов йода в ткань клубня картофеля. подготовить стандартный ультразвуковой аппарат, предназначенный специально для ультразвуковой терапии, например, УЗТ -1.01 Ф, или аналогичный и тщательно ознакомится с его инструкцией.
Рис. 4. Ультразвуковой
терапевтический аппарат
УЗТ -1.01 Ф.
На излучатель терапевтического аппарата следует надеть специально изготовленную термостатирующую кювету, или пластмассовую трубку (можно вырезать из полиэтиленового флакона подходящего диаметра). В качестве уплотнителя, между корпусом излучателя и трубкой можно воспользоваться силиконовыми герметиками.
Рис.5. Кювета для проведения фонофореза в ткань клубня картофеля.
1-исследуемый образец,
2- 0,5 М раствор KJ,
3- излучатель ультразвука,
4- термостатирующая кювета.
Для исследования, используя трубчатый нож, вырезают цилиндрические образцы из клубня картофеля высотой 15-20 мм и помещают в кювету, дном которой служит излучатель ультразвука (Рис5.). Специальная подставка обеспечивает постоянное расстояние между поверхностью излучателя и образцом. (Можно также исследуемый образец, предварительно наколоть на спицу, и опустить в кювету на фиксированную глубину (Рис.6).
Рис.6 Образец, наколотый на тонкую спицу, опущенный на фиксированную глубину в кювету, выполненную из корпуса полиэтиленового флакона подходящего размера.
В кювету заливают 0,5 М раствор йодистого калия так, чтобы только нижний край образца оказался в контакте с раствором.
После воздействия на образец ультразвуком (0,88 МГц, 0,1-2 Вт/см2), или с другими параметрами, обеспечиваемыми техническими характеристиками используемого аппарата, образец разрезают на две полуцилиндрические половинки, обмывают водой и плоскостью среза помещают на несколько секунд в 0,5 – 2% раствор перекиси водорода. При взаимодействии с Н2О2 ионы йода окисляются и окрашивают образец.
Глубину окрашенного слоя измеряют, данные вносят в таблицу, в которой предварительно указаны характер и параметры воздействия. Полученные результаты, сравнивают с результатами, полученными при электрофорезе.
3.Провести электрофорез ионов йода в ткань клубня картофеля, после чего подвергнуть образец действию ультразвука.
Образец, в который предварительно, с помощью электрофореза введены ионы йода, разрезать на две части и одну часть опустить в раствор перекиси водорода на несколько секунд, как указано на Рис.3. Вторую половину образца поместить плоскостью разреза на поверхность излучателя ультразвука, подвергнуть действию ультразвука, промыть водой и, разрезав перпендикулярно плоскости первого разреза, опустить, как и первую, в раствор перекиси водорода.
Описать полученные результаты, сравнивая их с результатами, полученными при электрофорезе.
4.Исследовать зависимость глубины проникновения ионов йода при электрофорезе от величины электрического тока и времени
Используя полученные навыки, исследовать зависимость глубины проникновения ионов йода при электрофорезе от величины электрического тока и фиксированном времени, а также от времени процесса при фиксированном (среднем) значении электрического тока.
Полученные данные внести в таблицу, построить по полученным данным кривые зависимостей от времени фонофореза и величины электрического тока, выразить полученные зависимости в виде математических выражений, оценить погрешности измерений.
Статистическую обработку полученных результатов осуществляют, рассчитывая относительную дисперсию воспроизводимости и доверительный интервал среднего значения.
,
где N – количество экспериментов,
γ – количество повторностей в каждом эксперименте
yij – значение, полученное в эксперименте;
– среднее значение определяемой в эксперименте величины;
– число степеней свободы.
Доверительный интервал:
,
где t – критерий Стьюдента, определенный по числу степеней свободы f для общего массива данных при надежности 95%. Для определения доверительного интервала, накрывающего математическое ожидание, находим по таблице квантилей распределение Стьюдента по заданной доверительной вероятности и числу степеней свободы квантиль t = 2,78:
Результат статистической обработки записывают в виде:
,
Пользуясь данными, из литературных источников, ссылки на которые приведены в списке литературы, объяснить полученные результаты и сформулировать выводы.