Рефрактометрія - це аналітичний спосіб, в основі якого лежить явище світлового заломлення при переході променів з одного середовища до іншого, яке пояснюється зміною швидкості світлового розподілу в різному середовищі.
Сьогодні цей метод аналізу широко застосовується в багатьох областях: часто використовується рефрактометрія у фармацевтичному та харчовому аналізі, а також у вивченні очей.
Рефрактометрія в офтальмології це один з об'єктивних методів дослідження заломлюючої здібності ока – рефракції, що проводиться за допомогою спеціалізованого обладнання – очного рефрактометра. Метод рефрактометрії використовується для виявлення таких очних захворювань, як:
Зверніть увагу! "Перш ніж почнете читати статтю, дізнайтеся, про те, як Альбіна Гур'єва змогла перемогти пробеми із зором скориставшись...
Даний метод дослідження дозволяє лікарям максимально швидко отримати точні дані щодо здоров'я очей пацієнта. Проведення процедури можливе в будь-якому віці: і у дітей, і у дорослих – у цьому певна перевага методу.
Як уже згадувалося, рефрактометрія проводиться на спеціалізованому офтальмологічному обладнанні – рефрактометрах, які бувають кількох типів:
Складається з таких деталей:
Сама процедура відбувається наступним чином: в оптичну систему вводиться тестовий символ, яким є три вертикальні та дві горизонтальні смуги. Світловий промінь від пристрою направляється в обстежуване око пацієнта і проектує на сітківку картинку тестових символів, що відносяться оптичною системою очей на фокальну площину рефрактометра. Вихідним положенням оптики пристрою є вимірювальна шкала з нульовими показниками, які поєднуються з далекими точками чистого зору емметропічного ока. Лікар бачить тестовий символ через окуляр приладу.
При нормальній рефракції ока, дві частини напівкартинки вертикальних та горизонтальних смуг зливаються, а от у випадку з і навпаки – розходяться. Горизонтальне зміщення смуг і вертикальної осі свідчить про .
Повертаючи прилад горизонталлю, офтальмолог мінімізує розбіжність смуг за допомогою установки апарату в один з головних меридіанів. Таким чином вимірюється рефракція у конкретному меридіані. Лікар, обертаючи спеціальне кільце, розташоване біля окуляра пристрою, досягає злиття смуг, а шкала рефрактометричного пристрою означає різновид і розміри рефракційних здібностей очного апарата. Межа вимірювання цього виду обладнання від -20,0 до +20,0 дптр., а ось точність - до 0,25 діоптрій.
Найчастіше сьогодні використовуються автоматичні комп'ютерні рефрактометри. Сутність їх роботи також заснована на випромінюванні мікроскопічних пучків інфрачервоних променів, які перетинають зіницю та заломлююче середовище, відображаються від очного дна та йдуть у зворотному напрямку. Сенсор пристрою зачитує отримані відомості, а спеціальний додаток аналізує вихідні та заново отримані дані, за допомогою яких розраховується клінічна рефракція очей. Усі отримані результати миттєво передаються на монітор та роздруковуються.
Процедура вимірювання рефракції відбувається так:
У готовому роздруківці міститься вся інформація про стан рефракції наших очей, про їхнє здоров'я. І, природно, результати у будь-якого пацієнта викликають чималий інтерес. Однак далеко не кожен може вільно прочитати рефрактограму. Як відбувається розшифровка показників?
Готовий роздрук складається з трьох колонок:
Показники рефрактометрії змінюються протягом усього життя. Наприклад, у новонародженої дитини найчастіше виявляється далекозорість, але до 20 років мета аномалія залишається лише у третини. Близько 40% молодих людей мають нормальну рефракцію, тоді як решта страждає від міопії. А з віком рефракція погіршується, що спричинено віковими змінами кришталика, тим часом у пацієнтів починає розвиватися п . Тому дуже важливо періодично проходити обстеження, щоб своєчасно запобігти розвитку захворювань очного апарату.
Для отримання максимально точних результатів перед процедурою призначає офтальмолог курсову атропінізацію, яку пацієнт проходить протягом трьох днів. Полягає ця процедура в щоденному закопуванні розчину атропіну двічі: вранці та ввечері. Концентрація препарату встановлюється відповідно до вікової групи обстежуваного, але може бути змінена внаслідок індивідуальних факторів.
Строго забороняється починати використовувати краплі самостійно, оскільки це може призвести не тільки до хибних показників, але й погіршити здоров'я очей. Ще одним важливим факторомУспішністю процедури є відмова від алкоголю за кілька днів до проведення рефрактометрії.
У разі появи алергічної реакціїна атропін необхідно терміново повідомити офтальмолога, що лікує, і припинити закопування препарату.
Рефрактометрія(Від лат. refractus- Заломлений і грецьк. metroo- Вимірюю) - метод аналізу, заснований на явищі заломлення світла при проходженні з одного середовища в інше. Заломлення світла, тобто зміна його початкового спрямування, зумовлене різною швидкістюрозподілу світла у різних середовищах.
При цьому відношення синуса кута падіння променя ( ε ) до синуса кута заломлення
(ε 1) для двох стикаються середовищ є постійна величина, звана показником заломлення (n).
Мал. 1. Хід променів на межі поділу двох середовищ
n = -------
Показник заломлення ( n)залежить
природи речовин;
Від температури (показник заломлення визначають за температури 20 0 С);
Від концентрації розчину;
Від довжини хвилі (вимірювання виробляють за довжини хвилі 589,3 нм).
Примітка: При концентрації речовини менше 3- 4% не рекомендується використовувати метод рефрактометрії.
Рефрактометромназивають прилад, який служить визначення показника заломлення світлових променів у прозорих рідинах. Принцип дії приладу заснований на явищі повного внутрішнього відображення, що виникає на межі розділу двох середовищ, при переході променя з більш щільної оптично в
оптично менш щільне середовище.
В результаті в заломлених променях утворюється різка межа між світлою та темною областями.
Головною частиноюРефрактометр є система двох прямокутних призм (рис. 2), зроблених зі скла з великим показником заломлення (n = 1,7). Межі виміру показників заломлення 1,3-1,7.
Показник заломлення, виміряний при 20°С та довжині хвилі світла 589,3 нм, позначається індексом n 0. Показник заломлення n 0для води, виміряної за цих умов дорівнює постійній величині, що дорівнює 1,3333.
Залежність показника заломлення від концентрації речовини у відсотках виражається формулою:
C % =-------
У г/мл наступною формулою:
C г/мл =-------
де n і n 0 - показники заломлення розчину та розчинника; С – концентрація речовини в розчині; F – фактор показника заломлення.
Значення показників заломлення та факторів для різних концентрацій розчинів речовин наведені в рефрактометричних таблицях, які є в Додатку 4.
Пристрій рефрактометра
Рис. Зовнішній виглядрефрактометра ІРФ-454
Рефрактометр ІРФ-454 складається з наступних основних частин: корпусу 2, зорової труби з окуляром 1 і рефрактометричного блоку 3 нижня частина є вимірювальною призмою, а верхня - освітлювальної.
Рефрактометричний блок жорстко з'єднаний зі шкалою відлікового пристрою, розташованого всередині приладу. Щоб знайти кордон
розділу та поєднати її з перехрестям сітки, необхідно, обертаючи гвинтом 8, нахилити рефрактометричний блок до потрібного положення. Для
усунення забарвленості спостерігається межі розділу служить компенсатор. Гвинтом 10 можна обертати призми компенсатора одночасно різні сторони, усуваючи при цьому кольорову облямівку кордону
розділу. Досліджувана рідина підсвічується дзеркалом 6 (рис. 3 воно
показано в закритому положенні), а шкала показників заломлення -
дзеркалом 5.
Порядок роботи
1. До початку вимірювань перевірити чистоту поверхонь призм, що стикаються.
2. Перевірка нульової точки. На поверхню вимірювальної призми нанести 2-3 краплі дистильованої води, обережно закрити освітлювальною призмою. Відкрити освітлювальне віконце 3 і встановити у напрямку найбільшої інтенсивності джерела світла за допомогою дзеркала 6. Шляхом обертання гвинта 8 отримати різке, чітке, безбарвне розмежування світлого і темного поля зору окуляра. Обертаючи гвинтом 8, нанести лінію світла і тіні точно до збігу з точкою перетину лінії у верхньому вікні окуляра. Вертикальна лінія в нижньому вікні окуляра вказує результат вимірювання - показник заломлення води при 20 ° С дорівнює 1,333. У разі інших показань показник заломлення води слід повторити вимірювання, попередньо обробити рефрактометричний блок 3 спиртом і ретельно витерти фільтрувальним папірцем.
3. Після встановлення приладу на нульову точку піднімають камеру освітлювальної призми та фільтрувальним папером витирають воду. Потім наносять 1-2 краплі досліджуваного розчину на площину вимірювальної призми, закривають камеру. Обертають гвинти до збігу межі світла і тіні з точкою перетинів ліній. За шкалою в нижньому вікні окуляра роблять відлік коефіцієнта заломлення розчину.
Що таке рефрактометр?
Рефрактометр - оптичний прилад, що вимірює показник заломлення світла в середовищі. Рефрактометрія, що виконується за допомогою рефрактометрів, є одним з поширених методів ідентифікації хімічних сполук, кількісного та структурного аналізувизначення фізико-хімічних параметрів речовин
Робота рефрактометра ґрунтується на вимірі показників заломлення світла в різних середовищах. Якщо щільність субстанцій зростає, її індекс рефракції зростає пропорційно (наприклад, коли розчиняють цукор у воді). Рефрактометр зчитує відносну "вагу" зразка в порівнянні з дистильованою водою.
Направте рефрактометр у напрямку природного денного освітлення та подивіться в окуляр. Ви побачите круглу область (поле) із центром внизу. (На малюнку 1 показана шкала без калібрувальної або будь-якої іншої рідини.) |
 |
Підкрутіть гвинт калібрування до тих пір, поки кордон між верхньою синьою областю і нижньою білою областю не зустрінуться точно в нульовій позначці. |
 |
 |
Малюнок 1 Цей малюнок ілюструє, що ви можете бачити в окулярі без будь-якого зразка. Зауважте, що вся шкала забарвлена синім. Під час перегляду переконайтеся, що ви використовуєте природний денне світло. Ви не повинні знімати показання у присутності флуоресцентного світла. |
 |
Малюнок 2 Це те, що ви бачите після того, як рефрактометр було відкалібровано. Зауважте, що при правильному калібруванні межа синьої та білої шкали повинна бути строго на нульовій позначці при використанні дистильованої води як зразок. |
 |
Малюнок 3 У цьому прикладі показано шкалу при вимірі соку винограду. Ви можете бачити, що прилад показує 23% Brix, найбільш вдалий часдля виготовлення вина! Після закінчення вимірювання переконайтеся, що ви почистили та висушили рефрактометр. |
Обслуговування рефрактометра
Точний вимір залежить від обережного та правильного калібрування. Нагадуванням, що різницю між навколишньою температурою і температурою зразка знижують точність показань. Не забудьте почекати приблизно 30 секунд перед тим, як зняти показання.
Не занурюйте інструмент у воду і не допускайте потрапляння води всередину.
Не виміряйте тверді або корозійні хімікати з цим інструментом, тому що вони можуть пошкодити покриття призми.
Чистіть інструмент між кожним вимірюванням, використовуючи м'яку тканину.
Рефрактометр – оптичний інструмент. Він вимагає обережного поводження та зберігання. При акрутному використанні та правильному зберіганніцей інструмент забезпечить надійну роботу багато років.
Температура повітря при калібруванні має бути 20 ° C. Однак, багато сучасних моделейвипускаються з ATC (автоматична температурна компенсація), так що ви можете не хвилюватися щодо температури повітря при калібруванні та температури зразка.
Джерела: www.grapestompers.com, www.patech.ru
Рефрактометр - це оптичний інструмент, призначений для вимірювання концентрації розчинів, в основі якого лежить явище заломлення світла.
Рефрактометрія - це метод дослідження речовин, заснований на визначенні показника (коефіцієнта) заломлення (рефракції) та деяких його функцій. Рефрактометрія ( рефрактометричний метод) застосовується для ідентифікації хімічних сполук, кількісного та структурного аналізу, визначення фізико-хімічних параметрів речовин.
Класифікація:
1. Промислові
2. Лабораторні
3. Портативні цифрові
4. Портативні ручні
Промислові та лабораторні рефрактометрипризначені для дослідження речовин у наукових лабораторіях та контролю технологічних процесівна виробництві. Вони мають високу точністьвимірювань і порівняно великі розміри.
Портативні рефрактометрипризначені для оперативного контролю речовин у лабораторії, на виробництві чи польових умовах. У свою чергу, портативні рефрактометри можна класифікувати на цифрові та ручні.
Портативні цифрові рефрактометри мають рідкокристалічний дисплей, на якому відображається отримані результати вимірювань. Найчастіше вони також мають додатковими опціями, такими як одночасне вимірювання щільності та коефіцієнта заломлення розчину, перетворення результатів у різні одиниці вимірювання, підтримання температури зразка та інше.
Ручні (не цифрові) рефрактометри мають зазвичай компактніші розміри і не мають жодних електронних схем і елементів живлення (за винятком деяких моделей з підсвічуванням), що дозволяє їх з легкістю використовувати для вимірювань не тільки на виробництві, але і в домашніх умовах. Сьогодні такі рефрактометри дуже популярні завдяки своїй точності, зручності експлуатації, портативності та невисокій доступній ціні.
На чому ж ґрунтується принцип роботи рефрактометра?
Принцип дії рефрактометраґрунтується на використанні явища рефракції (заломлення) світлового потоку. При переході променя світла з однієї речовини в іншу він відхиляється від прямолінійного напряму деякий кут. Співвідношення кута входження світлового променя в речовину та кута заломлення його на межі розділу двох середовищ називається коефіцієнтом (показником) заломлення.
Будова типового рефрактометра схематично зображено малюнку нижче. Основним оптичним елементом рефрактометра є призма, на яку наноситься речовина, що досліджується. Призма складається з матеріалу із високим показником заломлення.
Завдяки цьому падаюче світло, проходячи через речовину і призму, переломлюється під досить великим кутом. Далі, через систему оптичних лінз, світло потрапляє на шкалу рефрактометра (проградуйоване коло). Залежно від кута заломлення промінь світла виявляється вищою або нижчою на шкалі приладу. Освітлена частина шкали при цьому буде світлою; та частина, яку промінь світла не потрапляє, виявиться темною. Величина кута заломлення світла залежить від складу розчину та його концентрації. Таким чином, за положенням межі розділу між світлом і тінню можна однозначно визначити коефіцієнт заломлення або оптичну щільність досліджуваного розчину.
Потрібно, однак, пам'ятати, що показник заломлення речовини також залежить від температури. Деякі моделі ручних рефрактометрів враховують вплив температури за допомогою функції ATC (Automatic Temperature Compensation System – система автоматичної компенсації температури). Усередині корпусу знаходиться біметалічна пластина. Вона стискається чи розтягується залежно від перепадів температури. Біметалічна пластина з'єднана з оптичною системою рефрактометра, плавно пересуваючи її за змін температури. Розмір зрушень розрахована отже вплив температури на коефіцієнт заломлення речовини повністю компенсується. При покупці рефрактометра обов'язково звертайте увагу на наявність у ньому функції АТС. У разі її відсутності необхідно користуватися спеціальними таблицями для перерахунку отриманих значень залежно від температури навколишнього середовища.
Проведення вимірів
Перед проведенням вимірювань ручний рефрактометр необхідно відкалібрувати. Для калібрування більшості рефрактометрів використовується дистильована вода. На головну призму за допомогою піпетки наноситься кілька крапель води, потім закривається захисне скло. При цьому потрібно стежити, щоб вода під захисним скломрівномірно покрила поверхню призми, не залишаючи бульбашок повітря. Далі за допомогою калібрувального гвинта (або у випадку з більш простими моделямикалібрувальної викрутки) на шкалі приладу виставляється значення 0,0. Після калібрування призму потрібно акуратно протерти м'якою ганчірочкою (бажано використовувати ганчірочку для лінз окулярів, її матеріал не зашкодить лінзу рефрактометра). Тепер рефрактометр готовий до вимірів. Якщо шкала рефрактометра починається не з нуля (0 це дистильована вода), то рефрактометр калібрується за спеціальним маслом.
Для проведення вимірювань виконуються ті ж дії, що і при калібруванні, але замість дистильованої води на призму приладу наноситься розчин, що досліджується. Калібрувальний гвинт при цьому залишається у своєму первісному положенні. Після нанесення розчину необхідно почекати 30 секунд, щоб температура розчину зрівнялася з температурою приладу. Потім рефрактометр направляють на джерело світла (денне світло або лампа розжарювання) та знімають показання.
Після проведення вимірювань призму знову потрібно протерти м'якою ганчірочкою. Ручний рефрактометрне можна опускати у воду; це може призвести до потрапляння води всередину приладу та затуманювання шкали. Не вимірюйте рефрактометром тверді чи корозійні речовини, оскільки вони можуть пошкодити покриття призми. Також не вимірювайте і дуже гарячі розчини, оскільки головна лінза може відклеїтись. Для більшості рефрактометрів температурний приділ 50С.
Застосування рефрактометрів
Рефрактометри широко використовуються в різних областях людської діяльності. Нижче наведено деякі з найбільш поширених сфер застосування рефрактометрів:
1. контроль якості ;
2. визначення масової частки розчинних сухих речовин у продуктах переробки плодів та овочів;
В медицині:
1. визначення білка у сироватці крові;
2. визначення щільності сечі, субретинальної рідини ока;
Офтальмологія крокує вперед справді семимильними кроками. За кілька десятиліть лазерна хірургія зуміла просунутися майже з нуля до неймовірних вершин, а практично все ручні методидослідження органу зору змінилися на апаратні. Немає потреби пояснювати, що вони набагато точніші та надійніші, ніж дослідження, що вимагають обчислень та вимірювань від людини. А око – це не тільки орган почуттів, а й найскладніша оптична система, яка потребує філігранної точності. Є діагностичні методи, які застосовуються рідко, тільки в особливих випадках. Але є, навпаки, рутинні, без яких дослідження ока вже неможливо. До таких належить рефрактометрія – що це таке, як і навіщо її проводять, як слід трактувати її результати?
Рефрактометрія – це вимір рефракції ока. Однак не можна говорити про рефракцію, не звернувши увагу на те, як влаштовано око, хоча б загалом.
Таблиця. Із чого складається орган зору.
| Анатомічна одиниця | Характеристика |
|---|---|
| Допоміжний апарат | Повіки, вії, брови, очниця, слізні залози та їх система, м'язовий комплекс. |
| Очне яблуко | Це апарат органу, що сприймає. Через його прозорі елементи проникає світловий пучок та фіксується на сітківці. У свою чергу, має кілька шарів у будові та відіграє основну роль у процесах рефракції та акомодації. |
| Провідна система | Нерви, що з'єднують сітківку та мозкові структури. |
| Підкіркові елементи та вищі нервові центри | Області в головному мозку, що відповідають за обробку зорових сигналів. |
Окремо слід розглянути будову очного яблука. Воно складається з кількох структур:
Більшість людей у своєму житті стикалися або хоча б чули про такі поняття як «близорукість» і «дальнозоркість». Ці слова є науковими термінами і замінюють складніші « » і « », але описують саме порушення рефрактерной здатності зорового аналізатора.
Процес рефракції – це здатність заломлювати світлові промені. Око – це система оптичних середовищ, і основними заломлюючими елементами є рогівка та кришталик. Всі інші прозорі середовища є світлопровідними. Щоб заломлення та проведення світла здійснювалося повноцінно, всі середовища мають бути ідеально прозорими.
В офтальмології існує поняття про фізичну та клінічну рефракцію. Це з тим, що око – як сукупність світлообробних структур, а й орган нервової системи.
Фізична рефракція‒ це безпосередньо здатність ока заломлювати світлові пучки, заломлююча сила описується в діоптріях. Новонароджені діти практично нічого не бачать і заломлююча сила їхніх очей не перевищує 50 діоптрій. Але поступово чіткість зору зростає й у результаті зростає до 70 діоптрій.
І в цей момент у гру вступає акомодація. Це, у свою чергу, процес зміни конфігурації кришталика, який спрямований на підвищення чіткості зображення – фокусування. В офтальмології прийняті такі поняття як найближча та подальша точка ясного бачення. Подальша знаходиться в нескінченності - при повному розслабленнім'язів, які відповідають за акомодацію. Але як тільки людині необхідно подивитися на предмет, що знаходиться ближче від цієї подальшої точки, стає необхідною напруга м'язів ока.
У зв'язку з цим розрізняють два види клінічної рефракції.
Отже, на підставі наведених вище відомостей визначення рефрактометрії як процесу вимірювання рефракції стає зрозумілішим. Проводиться дослідження клінічної рефракції, оскільки важливим є здатність фокусувати зображення на сітківці. Причому вивчається як статична, і динамічна складова.
Якийсь час тому виміряти рефракцію можна було виміряти тільки ручним способом. Для цього використовувалися спеціальні схеми ока та методики ручного вимірювання рефракції. По точності вони багато в чому поступалися сучасним приладамКрім того, не можна було виключити ймовірність помилки.
Сьогодні рефрактометрія - це високотехнологічна процедура, що займає не більше п'яти хвилин. Для цього методу діагностики використовуються спеціальні прилади‒ рефрактометри. Принцип роботи цього пристрою ‒ інфрачервоне випромінювання. Рефрактометр розташовується на столі, у висоту становить близько півметра і має «виходи» з двох сторін – екран з панеллю управління для лікаря та спеціальний пристрій, куди дивиться пацієнт. З особливого об'єктиву у бік зіниць досліджуваного прямує пучок променів в інфрачервоному спектрі, який, проникаючи через отвір у райдужній оболонці, падають на сітківку. Відбується від дна ока та повернення до датчиків приладу. Лікарю потрібно лише направити промені через зіницю пацієнта. Пристрої, своєю чергою, роблять фіксацію отриманих даних, а комп'ютер здійснює розрахунок необхідних показників. Розрахунки відразу відображаються на екрані, а потім їх можна роздрукувати.
Незважаючи на простоту, швидке виконання та відсутність будь-яких негативних наслідківпроцедури, нераціонально проводити її всім та кожному. Зазвичай рефрактометри використовуються у спеціалізованих офтальмологічних центрах, де перевіряють зір перед будь-якими оперативними втручаннями та іншими серйозними процедурами, а також методика використовується для уточнення ступеня порушення рефракції після первинної діагностики порушення зору лікарем. Використання рефрактометрії як одного з диспансерних рутинних обстежень можливе, але не кожна лікарня може собі це дозволити.
Чіткі свідчення до рефрактометрії:
Протипоказання до цієї методики дуже умовні. З вузько специфічних лише одне – порушення прозорості склоподібного тіла, або таке захворювання як катаракта. З неспецифічних:
Щоб результати були максимально достовірними, необхідна недовга попередня підготовка. Вона полягає у закапуванні розчину атропіну в очі вранці та ввечері протягом трьох днів до передбачуваного дослідження.
Доза атропіну, що закопується, - по 1 краплі в кожне око. Залежно від віку може змінюватися концентрація розчину:
При проведенні підготовки слід бути акуратним, оскільки такі краплі в очі можуть викликати тимчасові порушення чіткості зору, що особливо небезпечно для водіїв та людей, діяльність яких потребує максимальної напруги очей, уваги до деталей. Крім того, атропін – досить сильний алерген, так що може розвинутись алергічний кон'юнктивіт – почервоніння, сльозогінність.
Власне, процес проведення рефрактометрії простий.
При апаратній рефрактометрії на роздрукованому листі можна виявити кілька видів показників окремо для правого (R) та лівого (L) ока.
Вміти розшифровувати ці значення самостійно зовсім не потрібно: про будь-які відхилення проінформує лікар. А ось зберегти дані після дослідження рекомендується, щоби можна було проводити спостереження в динаміці.
Основний момент ув'язнення, озвученого лікарем – це тип рефракції та ступінь порушення зору (важливі для отримання лінз або окулярів). Види рефракції:
Таким чином, рефрактометрія - це сучасний інформативний метод діагностики стану зору, який займає мінімум часу, є абсолютно безпечним як для дорослих, так і для дітей, а також дуже простий у виконанні.
