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Aspekte des Laser-Einsatzes in Chemie und Biologie
This chapter is in the book Aspekte des Laser-Einsatzes in Chemie und Biologie
(HPD) aber auch mit Methylenblau betrieben. Die Wirkung der applizierten Substan-zen beruht auf ihrer vorzugsweisen (noch nicht genau verstandenen) Einlagerung im Tumorgewebe. Bei Bestrahlung mit Licht geeigneter Wellenlänge können die Gebiete mit Farbstoffeinlagerung durch Fluoreszenz sichtbar gemacht werden. Zur Behandlung benutzt man einen UV-Laser, dessen Licht diese Moleküle anregt. Anschließend laufen photochemische Reaktionen im wesentlichen aus dem untersten Triplettniveau ab (vgl. Abb. 5.5), z.B. die Bildung von Singlett-Sauerstoff durch Energie-Transfer oder die Erzeugung von Radikalen, die eine Zerstörung der Zellen bewirken. Die Kombi-nation von räumlicher Selektivität durch Anlagerung sowie durch Bestrahlung mit den spektralen Eigenschaften der Anregungsstrahlung bewirkt die spezifischen Möglich-keiten für Diagnostik und Therapie. An der FSU Jena läuft in Kooperation mit der HUB ein Programm zur Erforschung der ablaufenden Elementarprozesse sowie der biologischen Wirkungen und Nebenwirkungen, an dem Mediziner, Biologen, Chemi-ker und Physiker arbeiten. Im Tierversuch (solides Ehrlich Carcinom bei Mäusen) konnte mittels Methylenblau und Bestrahlung durch Krypton-Laser bspw. eine durch-schnittliche Reduzierung der Tumormasse um einen Faktor 8 bewirkt werden [5.19], [5.20]. Grundsätzlich könnte die Selektivität durch Anwendung von Mehrstufenanre-gungen (vgl. Abb. 5.5b und 5.5c) weiter erhöht werden. Eine experimentelle Verifi-tion steht aber noch aus. Dieses medizinische Beispiel soll nochmals andeuten, welche Vielfalt von selektiven Anregungsmöglichkeiten erschlossen werden kann und daß dazu ein noch wesentlich genaueres Verständnis der physikalischen und chemischen Elementarprozesse not-wendig ist. Beenden möchte ich meinen Vortrag mit einer Frage, die NEWTON in seiner „Optik" formulierte, und deren immer präzisere Beantwortung die Wissenschaft heute und morgen zu neuen Untersuchungen herausfordert: „May not bodies receive much of their activity from the particles of light which enter into their composition ?" Literatur [1.1] M. J. WEBER (Ed.): Handbook of Laser Science and Technology, Vols. 1-3, CRC, Boca Raton 1982. [1.2] M. L. STITCH (Ed.): Laser Handbook, Vol. 3-5, North Holland, Amsterdam 1979, 1985, 1986. [1.3] A. M. PROKHOROV (Ed.): Laser Handbuch, Sovyetskoye Radio, Moskau 1978. [1.4] W. SCHIRMER (Ed.): Möglichkeiten und Erfordernisse des Einsatzes lasergestützter Methoden in der Stoffwandlung, ZIPC, Berlin 1981. [1.5] U. KÖPF: Laser in der Chemie, Salle, Frankfurt a.M. 1979. [1.6] D. L. ANDREWS: Lasers in Chemistry, Akademie, Berlin 1987. [1.7] A. Y. SPASOV (Ed.): Lasers and their Application, World Scientific, Singapore 1987. [1.8] D. BÄUERLE: Laser Processing and Diagnostic, Springer, Berlin (West), Heidelberg, 1984. 31
© 2022 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Munich/Boston

(HPD) aber auch mit Methylenblau betrieben. Die Wirkung der applizierten Substan-zen beruht auf ihrer vorzugsweisen (noch nicht genau verstandenen) Einlagerung im Tumorgewebe. Bei Bestrahlung mit Licht geeigneter Wellenlänge können die Gebiete mit Farbstoffeinlagerung durch Fluoreszenz sichtbar gemacht werden. Zur Behandlung benutzt man einen UV-Laser, dessen Licht diese Moleküle anregt. Anschließend laufen photochemische Reaktionen im wesentlichen aus dem untersten Triplettniveau ab (vgl. Abb. 5.5), z.B. die Bildung von Singlett-Sauerstoff durch Energie-Transfer oder die Erzeugung von Radikalen, die eine Zerstörung der Zellen bewirken. Die Kombi-nation von räumlicher Selektivität durch Anlagerung sowie durch Bestrahlung mit den spektralen Eigenschaften der Anregungsstrahlung bewirkt die spezifischen Möglich-keiten für Diagnostik und Therapie. An der FSU Jena läuft in Kooperation mit der HUB ein Programm zur Erforschung der ablaufenden Elementarprozesse sowie der biologischen Wirkungen und Nebenwirkungen, an dem Mediziner, Biologen, Chemi-ker und Physiker arbeiten. Im Tierversuch (solides Ehrlich Carcinom bei Mäusen) konnte mittels Methylenblau und Bestrahlung durch Krypton-Laser bspw. eine durch-schnittliche Reduzierung der Tumormasse um einen Faktor 8 bewirkt werden [5.19], [5.20]. Grundsätzlich könnte die Selektivität durch Anwendung von Mehrstufenanre-gungen (vgl. Abb. 5.5b und 5.5c) weiter erhöht werden. Eine experimentelle Verifi-tion steht aber noch aus. Dieses medizinische Beispiel soll nochmals andeuten, welche Vielfalt von selektiven Anregungsmöglichkeiten erschlossen werden kann und daß dazu ein noch wesentlich genaueres Verständnis der physikalischen und chemischen Elementarprozesse not-wendig ist. Beenden möchte ich meinen Vortrag mit einer Frage, die NEWTON in seiner „Optik" formulierte, und deren immer präzisere Beantwortung die Wissenschaft heute und morgen zu neuen Untersuchungen herausfordert: „May not bodies receive much of their activity from the particles of light which enter into their composition ?" Literatur [1.1] M. J. WEBER (Ed.): Handbook of Laser Science and Technology, Vols. 1-3, CRC, Boca Raton 1982. [1.2] M. L. STITCH (Ed.): Laser Handbook, Vol. 3-5, North Holland, Amsterdam 1979, 1985, 1986. [1.3] A. M. PROKHOROV (Ed.): Laser Handbuch, Sovyetskoye Radio, Moskau 1978. [1.4] W. SCHIRMER (Ed.): Möglichkeiten und Erfordernisse des Einsatzes lasergestützter Methoden in der Stoffwandlung, ZIPC, Berlin 1981. [1.5] U. KÖPF: Laser in der Chemie, Salle, Frankfurt a.M. 1979. [1.6] D. L. ANDREWS: Lasers in Chemistry, Akademie, Berlin 1987. [1.7] A. Y. SPASOV (Ed.): Lasers and their Application, World Scientific, Singapore 1987. [1.8] D. BÄUERLE: Laser Processing and Diagnostic, Springer, Berlin (West), Heidelberg, 1984. 31
© 2022 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Munich/Boston

Chapters in this book

  1. Frontmatter I
  2. Vorwort 1
  3. 1. Einführung 3
  4. 2. Vergleich der Wirkung von Laser-Strahlung und thermischer Strahlung 7
  5. 3. Parameter von Lasern und einige Trends der Laser-Entwicklung 9
  6. 4. Messungen hoher spektraler, zeitlicher und räumlicher Auflösung sowie hoher Empfindlichkeit 15
  7. 5. Laserstimulierte Prozesse 22
  8. Literatur 31
  9. Backmatter 34
Readers are also interested in:
https://doi.org/10.1515/9783112548462-007

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  1. Frontmatter I
  2. Vorwort 1
  3. 1. Einführung 3
  4. 2. Vergleich der Wirkung von Laser-Strahlung und thermischer Strahlung 7
  5. 3. Parameter von Lasern und einige Trends der Laser-Entwicklung 9
  6. 4. Messungen hoher spektraler, zeitlicher und räumlicher Auflösung sowie hoher Empfindlichkeit 15
  7. 5. Laserstimulierte Prozesse 22
  8. Literatur 31
  9. Backmatter 34
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