STEP #26 - La chimica e gli strumenti scientifici - Chemistry and scientific instruments

 In questo step possiamo prendere in considerazione e approfondire alcuni aspetti fondamentali, facenti parte del pulsossimetro, trattati in maniera superficiale all'interno degli step precedenti come ad esempio nello step 4 e nello step 8 relativi rispettivamente alla scienza e ai materiali costituenti e facenti parte di questo strumento.

• Diodo : Il diodo è un componente elettronico passivo non-lineare a due terminali (bipolo), la cui funzione ideale è quella di permettere il flusso di corrente elettrica in un verso e di bloccarla quasi totalmente nell'altro. Esistono diversi tipi di diodi tra cui il diodo ideale: in molte applicazioni di interesse, la caratteristica tensione-corrente di un diodo ideale, ottenuta in condizioni statiche, può essere approssimata con una funzione lineare a tratti. In tale approssimazione, la corrente si può considerare nulla se la tensione tra anodo e catodo è minore o uguale a un preciso valore di tensione (tensione di soglia); se invece la tensione è maggiore, il diodo può essere approssimato a un generatore di tensione di valore V, la cui corrente è imposta dal circuito a cui esso è sottoposto. Il valore di V è un valore di tensione tale per cui la corrente reale è maggiore di una ben precisa corrente utile per l'analisi del circuito, e, in generale, è abitudine utilizzare il valore convenzionale di 0.6 V i grado di caratterizzare con sufficiente con sufficiente precisione la caduta di tensione ai capi del diodo quando in esso scorrono correnti significative. Un altro esempio è il diodo in corrente continua il quale quando viene attraversato da una corrente continua è riconducibile a una resistenza o a un generatore di tensione a seconda della polarizzazione. I valori della resistenza ovviamente sono definiti dal costruttore, come anche la tensione del generatore.
• Emoglobina : L'emoglobina è una proteina globulare con struttura quaternaria formata da quattro subunità. E' solubile e di colore rosso. E' presente nei globuli rossi dei vertebrati per i quali svolge la funzione vitale di trasporto dell'ossigeno molecolare da un compartimento ad alta concentrazione di O2, il sangue arterioso, ai tessuti. Ognuna delle sue quattro catene polipeptidiche è legata covalentemente a un gruppo prostetico detto eme, costituito da una molecola di protoporfirina coordinante uno ione ferro Fe2+ che sporge leggermente dal piano della molecola. Quando si lega all'ossigeno l'emoglobina viene chiamata ossiemoglobina, nella forma non legata deossiemoglobina. La saturazione emoglobinica indica il rapporto percentuale tra il numero medio di molecole di ossigeno realmente legate alle molecole di emoglobina, e il massimo numero di molecole di ossigeno che potrebbero essere legate alle stesse molecole di emoglobina. Ogni molecola di emoglobina è in grado di legarsi, al massimo, con 4 molecole di O2 e quando ciò accade si dice sia satura. La saturazione dell'emoglobina per l'ossigeno è influenzata dalla pressione parziale dell'ossigeno che con legame cooperativo aumenta l'affinità dell'emoglobina verso l'ossigeno in risposta a un aumento della quantità dell'ossigeno, per cui l'emoglobina cambia conformazione passando da uno stato conformazionale a bassa affinità per l'ossigeno, definito Stato T, a uno ad alta affinità per l'ossigeno, definito Stato R.
• Luce : Il termine luce si riferisce alla porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall'occhio umano, approssimativamente compresa tra 400 e 700 nanometri di lunghezza d'onda, ossia tra 790 e 435 THz di frequenza. La luce, come tutte le onde elettromagnetiche, interagisce con la materia. I fenomeni che più comunemente influenzano o impediscono la trasmissione della luce attraverso la materia sono: l'assorbimento, la diffusione, la riflessione speculare o diffusa, la rifrazione e la diffrazione. Sebbene nell'elettromagnetismo classico la luce sia descritta come un'onda, l'avvento della meccanica quantistica agli inizi del XX secolo ha permesso di capire che questa possiede anche proprietà tipiche delle particelle e di spiegare fenomeni come l'effetto fotoelettrico. Nella fisica moderna la luce viene composta da quanti, unità fondamentali di campo elettromagnetico chiamate anche fotoni. La luce si propaga a una velocità finita. Anche gli osservatori in movimento misurano sempre lo stesso valore di c, la velocità della luce nel vuoto, dove c=299792458 m/s che viene approssimato in c=300000000 m/s, mentre viaggia nell'acqua a circa 225407863 m/s e nel vetro a 185057072 m/s.