Физико-химические методы анализа

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ 

 

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ 

ПОЛИТИКИ И РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ      
УНИВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ 

 
 
 
 
 
 
 

Барышев А.Н. 

 
 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ  

МЕТОДЫ АНАЛИЗА 

 

Учебно-методическое пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург 

2021 

УДК  543.2/5(075.8) 
 
 
 
 
Барышев 
А.Н. 
Физико-химические 
методы 
анализа: 
учебно-

методическое пособие / А.Н. Барышев ; МСХ РФ, СПбГУВМ.- Санкт-
Петербург : Изд-во СПбГУВМ, 2021. - 34с. 

 
 
 
 
В учебно-методическом пособии приведены перечень теоретических 

вопросов для подготовки по всем  разделам программы, а так же примеры 
лабораторных работ. Учебно-методическое пособие предназначено для 
студентов 2 курса очной формы обучения, по курсу "Физико-химические 
методы анализа", по направлению подготовки 06.03.01 - Биология. 

 

 

Автор 

к.х.н., доцент кафедры неорганической химии и биофизики Барышев А.Н. 

 
 

Рецензент 

к.ф-м.н.  Карулина Е.А. 

 
 
 
 
 

Рекомендовано для издания методическим советом ФГБОУ ВО СПбГУВМ      

Протокол № 9 от 13.12.21г. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

© ФГБОУ ВО СПБГУВМ, 2021 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Характерной чертой современного этапа развития клинической 

ветеринарной медицины является постоянный рост роли лабораторной 
диагностики. Степень развития лабораторной службы является 
первостепенным рейтинговым критерием ветеринарных служб. По 
данным ВОЗ, удельный вес лабораторных исследований составляет не 
менее 60% от общего количества исследований, проводимых во всех 
лечебных учреждениях мира, а их количество, необходимое для 
адекватного обследования пациентов, каждые 5 лет увеличивается 
вдвое. 
Вместе 
с 
тем 
результаты 
лабораторных 
исследований 

приобретают 
действительную 
ценность 
только 
при 
их 

целенаправленном проведении и объективной оценке специалистами 
соответствующей квалификации. 

Лабораторная диагностика - одно из приоритетных направлений 

медицинской деятельности, что постоянно развивается как в нашей 
стране, так и за рубежом. Без данных лабораторных анализов 
невозможна не только постановка клинического диагноза, но и 
контроль за эффективностью и безопасностью лекарственной терапии. 

В условиях рыночных отношений и конкуренции увеличивается 

потребность в высококвалифицированных специалистах, умеющих 
ориентироваться в сложных диагностических ситуациях и отвечающих 
высоким требованиям. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ФХМА 

 

Качество здравоохранения в стране является одним из самых 

выразительных показателей ее развития. В настоящее время в медицине 
достаточно 
широко 
используются 
достижения 
естественных 
наук, 

позволяющие с большой достоверностью установить диагноз. «Qui bene 
diag- noscit, bene curat» - «Кто хорошо распознает, хорошо лечит». Это 
древнее латинское изречение как нельзя лучше характеризует значение 
лабораторной диагностики - одной из важных составляющих клинической 
медицины в процессе сохранения здоровья каждого отдельного человека и 
общества в целом.  

Клинический потенциал лабораторной диагностики имеет три 

источника [5]:  

1. 
Знание физиологии, анатомии, биохимии в условиях нормы и 

при патологических состояниях позволяют выявить изменения химического 
и клеточного состава биологических систем организма.  

2. 
Физика, химия, биология являются источником методических 

приемов для выявления компонентов исследуемого объекта и определения 
их количества.  

3. 
Тесное взаимодействие с клинической медициной позволяет 

проверить на практике реальную диагностическую ценность теоретических 
представлений 
и 
аналитические 
качества 
лабораторных 
методов 

исследования.  

Рациональное использование этих методов позволяет строить 

стратегию и тактику получения лабораторной информации о состоянии 
организма и применять ее в интересах диагностики заболеваний, а также 
контроля за лечением больных.  

Первые 
примитивные 
клинико-диагностические 
исследования 

связаны с попытками применения в медицине методов химического анализа 
и относятся к позднему средневековью и началу эпохи Возрождения. В XVII 
веке А.Левенгуком был сконструирован и усовершенствован микроскоп, 
который позволил впервые увидеть сложный мир микроорганизмов.  

Эра научной микроскопии в России начинается в ХVIII веке и связана 

с именем гениального русского ученого М.В.Ломоносова; в XIX веке 
основоположник петербургской терапевтической школы С.П.Боткин стал 
инициатором создания новой клиники, основанной на данных физиологии и 
на 
лабораторно-экспериментальных 
исследованиях. 
Именно 
ему 

принадлежит первенство в создании лаборатории при терапевтической 
клинике.  

Оценивая 
вклад 
российских 
ученых 
нельзя 
не 
вспомнить 

оригинальный метод исследования элементов крови Г.А.Захарьина, способ 
окраски крови по Д.Л.Романовскому, унитарную теорию кроветворения 
О.М.Крюкова, 
первое 
оригинальное 
руководство 
по 
клиническим 

лабораторным исследования на русском языке В.Е.Предтеченского, метод 
комплексного исследования крови, пункцию костного мозга, лимфатических 
узлов и селезенки И.А.Каирского.  

Следует отметить, что в развитии морфологического направления 

лабораторной диагностики большую роль сыграли труды С. Л. Ерлихая - 
основателя первой школы лабораторной диагностики в г. Харькове и его 
ученика О.Я.Альтгаузена, который углубил и продолжил это направление и 
является автором многих методов лабораторных исследований и учебных 
пособий по данной тематике [7].  

Процесс лечения больного человека очень сложный и требует 

привлечения специалистов разных специальностей. Правильность и 
скорость постановки диагноза, контроль за эффективностью лечения 
зависят не только от суммы знаний клинициста, но и во многом от 
степени эффективности работы лабораторной службы, без тесного 
контакта с которой трудно представить себе деятельность врача какой-
либо сферы медицины. Иными словами, клиническое мышление врача 
основывается на обобщении, осмыслении данных, полученных в ходе 
лабораторного 
обследования, 
в 
тесной 
связи, 
в 
комплексе 
с 

клиническими проявлениями болезни, с данными других методов 
обследования.  

На сегодняшний день около 60-70% диагностической информации 

содержат данные именно лабораторного и инструментального обследования. 
Наряду с этим, в период организации территориально-медицинских 
объединений 
и перехода 
к 
страховой 
медицине 
инструментально-

лабораторная диагностика кроме лечебного приобретает еще и социально-
экономическое значение. Чем точнее назначен комплекс исследований, 
который будет осуществляться при госпитализации, тем надежнее 
диагностика заболевания и короче срок пребывания больного в стационаре 
до начала активной терапии.  

Лабораторная диагностика на доклиническом этапе необходима еще 

и для более раннего выявления молекулярных и биохимических сдвигов, 
которые 
обусловливают 
проявление 
и 
течение 
заболевания, 
и, 

следовательно, профилактических мероприятий [1].  

Растущий уровень задач, которые призвана решать лабораторная 

служба, можно обеспечить только усилиями квалифицированного кадрового 
контингента, 
способного 
технически 
грамотно 
выполнить 
анализ, 

результаты 
которого 
позволят 
специалисту 
сделать 
всесторонне 

обоснованный вывод относительно материалов исследования, то есть 
поставить лабораторный диагноз.  

Подготовку кадров для лабораторной службы еще в советское время 

осуществляли медицинские училища. Комплектация кадров для клинико-
диагностических лабораторий осуществлялась по остаточному принципу. 
Это объяснялось отсутствием в медицинских высших учебных заведениях 

системы подготовки кадров по специальности «Лабораторная диагностика». 
Поэтому и на сегодняшний день среди врачей-лаборантов 50-60%, а иногда 
и больше, составляют специалисты с немедицинским образованием, 
прошедшие стажировку в течение короткого периода на соответствующих 
кафедрах институтов усовершенствования врачей.  

Демографическое состояние населения сопровождается ростом 

смертности, 
особенно 
среди 
лиц 
трудоспособного 
возраста, 
его 

значительной инвалидизацией, что вызывает все большее беспокойство. 
Поэтому проблема здоровья народа должна быть приоритетной в 
государстве и может быть решена, в первую очередь, за счет улучшения 
подготовки 
высококвалифицированных 
медицинских 
специалистов 
в 

высших учебных заведениях.  

Диагностика заболеваний, оценка их течения, прогноз, выбор 

правильной тактики лечения с последующим улучшением качества жизни 
пациента не может обходиться без использования лабораторных методов 
исследования [2, 5]. Ветеринарный врач должен быть уверенным в 
достоверности проведенного анализа, поэтому особую роль играет качество 
выполненных 
исследований, 
что 
может 
быть 
обеспечено 
только 

специалистами высокого уровня.  

Степень 
развития 
лабораторной 
службы, 
с 
точки 
зрения 

компетентных специалистов, в том числе и экспертов ВОЗ, становится 
важным критерием эффективного лечения. По данным экспертов ВОЗ, 
объем лабораторных исследований составляет не менее 60% от общего 
числа обследований, а их количество и качество за каждые пять лет растет в 
два раза [2].  

Результаты лабораторных исследований получают действительную 

стоимость только при целенаправленном назначении и корректной оценке 
результатов, при применении современной аппаратуры и качественных 
диагностикумов, ассортимент которых ежегодно расширяется, а врачи не 
всегда владеют информацией об их возможностях.  

Сложность ситуации заключается еще в том, что учебными планами 

высших 
медицинских 
заведений 
(академий, 
университетов) 
не 

предусмотрено 
изучение 
возможностей 
клинической 
лабораторной 

диагностики на старших курсах будущих врачей различных специальностей, 
на 
курсах 
усовершенствования 
и 
предаттестационных 
циклах 

последипломного образования.  

Исследованием 
структуры, 
состава 
и 
свойств 
различных 

биологических 
материалов 
занимаются 
субдисциплины 
клинической 

лабораторной диагностики (патогистология, цитология, микробиология, 
паразитология, иммунология, биохимия и др.). В последние годы быстро 
развиваются новые аналитические методы (полимеразная цепная реакция, 
цитоморфологические исследования, иммунохроматологические экспресс-
методы и др.)  

В основу современных методов клинической диагностики положен 

многолетний опыт врачей-лаборантов различного профиля (клиницистов, 
биохимиков, иммунологов, бактериологов и др.).  

Достижения клинической медицины, лабораторной диагностики и 

организации медицинской помощи может облегчить задачу врачей по оценке 
(толкованию) 
результатов 
клинико-лабораторных 
исследований, 

предоставить 
необходимый 
объем 
лабораторных 
исследований 
при 

заболеваниях, которые чаще всего встречаются в клиниках.  

Постоянная тесное сотрудничество врача-клинициста и лаборанта 

является тем фактором, который положительно влияет на результативность 
диагностического поиска, а в конечном итоге - и на эффективность лечения 
больного.  

В практике медицинских лабораторий широко используются такие 

методы, 
как 
спектрофотометрия, 
нефелометрия, 
турбидиметрия, 

флуориметрия, 
поляриметрия, 
радиоиммунный, 
иммуноферментный, 

флуоресцентный 
и 
хемилюминисцентный 
анализы 
и 
др. 
[4, 
6]. 

Биохимические анализаторы могут выполнять до 1000 исследований в час.  

За последние годы достигнут значительный прогресс в развитии 

молекулярной биологии, исследовании генома, изучении роли регуляторных 
факторов (кинины, факторы роста, цитокинины, специфические белки и 
т.д.), что требует углубления уровня знаний студентов [3]. Значительные 
достижения в клинической биохимии позволяют на основе современных 
методов исследования использовать новейшее оборудование для улучшения 
диагностики заболеваний и их прогнозирования.  

Определение в биологических жидкостях организма гормонов, 

иммуноглобулинов, онкомаркеров, регуляторных пептидов приводит к 
углубленному пониманию биохимических процессов в норме и при 
различных патологических состояниях организма [4].  

Современные 
высокочувствительные 
методы 
лабораторной 

диагностики отдельных заболеваний даже превосходят по информативности 
инструментальные методы и входят в перечень стандартных исследований, 
необходимых для верификации диагноза. Важным разделом лабораторной 
медицины становится лекарственный мониторинг.  

Интенсивно развиваются новые разделы лабораторной медицины - 

протеомика и геномика, выявление маркеров опухолей. Изучением и 
расшифровкой генетической информации занимается геномика [7].  

Данные ее исследований позволили приступить к изучению 

структуры рибонуклеиновой кислоты (РНК) и белка, которые находятся уже 
«за» геномом. Протеомика занимается инвентаризацией белков, то есть 
определением 
совокупности 
белков 
в 
определенных 
образцах 
и 

одновременно сравнение этих комплексов с другими образцами.  

Если диагноз основан на лабораторных данных, врач должен быть 

уверен в надежности метода и в качестве выполнения исследования. При 

этом под качеством понимают наличие уверенности в том, что правильно и 
своевременно назначенный диагностический тест, необходим для пациента, 
выполнен на достаточном аналитическом уровне и сопровождается 
необходимой информацией для его интерпретации.  

Важной проблемой для клинициста является выбор наиболее 

целесообразного диагностического теста, который зависит от цели 
проведения 
исследования 
(скрининговый, 
диагностический, 

дифференциально-диагностический, мониторинг эффективности лечения и 
др.). Основой для установления необходимой точности становится 
биологическая вариация того или иного лабораторного параметра.  

Принципиально важным является вопрос достоверности полученных 

результатов и необходимости повышения роли врача клинической 
лабораторной диагностики в формировании диагностического алгоритма и 
интерпретации результатов. В связи с этим, нельзя недооценивать 
значимость действенного сотрудничества клинициста и специалиста по 
лабораторной медицине - в клинической практике.  

Сегодня актуальны сказанные много лет назад, слова академика  

А.Н. Тареева: «Особенно существенным я считаю знание врачом истинной 
ценности 
лабораторных 
исследований, 
правильную 
и 
глубокую 

интерпретацию 
получаемых 
ответов. 
Без 
этого 
даже 
прекрасно 

оборудованная лаборатория работает в определенной степени зря ...».  

Очевидно, что клиницистам крайне необходимы знания основ 

лабораторной 
диагностики 
и 
четкое 
понимание 
целесообразности 

назначаемых исследований, а специалист по лабораторной медицине, в свою 
очередь, обязательно должен обладать клиническим мышлением и 
совершенствовать его.  

Проведение лабораторных исследований имеет смысл только при их 

соответствии своему назначению. Это выполняется, если лабораторные 
исследования соответствуют клинической задаче, правильно проведен отбор 
образцов и их транспортировка в лабораторию, исследования выполнены 
аналитически грамотно, а результаты исследований профессионально 
интерпретированы.  

Процесс осуществления анализов включает в себя много этапов, от 

качества выполнения которых зависит качество и достоверность анализа: 
взятие материала для исследования, его подготовка для исследования, 
предварительный анализ, выполнение простых разделов анализа и др. В 
выполнении таких операций не обязательно участие специалиста с высшим 
образованием, но для некоторых из них уровня образования младшего 
специалиста недостаточно.  

Для 
выполнения 
ответственных 
и 
сложных 
исследований 

специалисту 
необходимо 
иметь 
квалифицированного 
помощника 

(ассистента), который должен иметь серьезную медико-биологическую и 
химическую подготовку и опыт работы с использованием современных 

методов инструментального анализа. Таким ассистентом может стать 
выпускник высшего медицинского или фармацевтического учебного 
заведения с квалификацией «бакалавр».  

В сочетании со стремительным развитием науки и техники быстро и 

всесторонне развиваются и методы анализа. На сегодняшний день их 
существуют 
десятки: 
иммунологические, 
бактериологические, 

цитологические, гистологические, биохимические, собственно клинические 
лабораторные с привлечением или без использования самых современных 
приборов и тому подобное.  

Специалист с высшим образованием должен обладать всеми 

методами лабораторного анализа, но на этапе подготовки ему нужен 
помощник, который в отдельных случаях способен заменить его. К тому же 
бакалавр лабораторного дела: это высшее базовое образование и после курса 
последипломного образования он имеет право работать как специалист по 
клинико-лабораторных исследованиям. Опыт такой подготовки имеет 
Германия: бакалавр + курс последипломного образования = специалист.  

При наличии положительного, проверенного временем опыта 

европейских стран, а 
также 
исходя 
из объективной потребности 

отечественной практической медицины в специалистах такого профиля, 
необходимо 
осуществлять 
подготовку 
бакалавра 
по 
лабораторной 

диагностике. Бакалавр по лабораторной диагностике сможет в совершенстве 
овладеть 
следующими 
методами 
измерения 
(идентификации 
и 

количественного определения исследуемых веществ): гравиметрическим, 
объемными, манометрическими [5].  

Изучение физико-химических дисциплин позволит осуществлять 

качественное 
и 
количественное 
(потенциометрическое, 
оптическое, 

спектроскопическое, полярографическое, хроматографическое) определение 
веществ с помощью современных приборов. Химическая подготовка 
бакалавра будет способствовать овладению знаниями методов разделения 
биологического материала (диализа, электрофореза, экстракции, различных 
видов хроматографии и т.д.).  

Очень важным является формирование у студентов старших курсов 

клинического мышления, которое на основании базовой теоретической 
подготовки, логических выводов, практического опыта, позволяет соотнести 
известные симптомы определенной болезни с выявленным у больного 
симптомокомплексом 
и 
принять 
решение 
относительно 
природы 

заболевания, выбора целесообразных методов диагностики и лабораторного 
обследования, лечения, мониторинга, прогноза. 

В современном медицинском образовании сложилась ситуация, 

когда преподавание клинических дисциплин на старших курсах 
несколько оторвано от дисциплин теоретического профиля. Именно 
поэтому курс клинической лабораторной диагностики (КЛД) имеет 
целью объединить теоретические знания, которые студенты получают 

при 
изучении 
фундаментальных 
дисциплинах 
с 
потребностями 

практической медицины.  

На занятиях по КЛД студенты знакомятся с современными методами 

лабораторных 
исследований, 
констелляции 
и 
дифференциально-

диагностическими биохимическими программами, учатся анализировать и 
правильно 
интерпретировать 
лабораторные 
показатели, 
использовать 

оптимальный подбор тестов для решения различных клинических задач 
(неотложное состояние, установление диагноза, дифдиагноз, мониторинг 
лечения).  

Выполнение лабораторных исследований с анализом результатов - 

обязательный компонент каждого занятия. Для объективной оценки знаний, 
кроме базового тестирования, что часто исключает возможность логического 
и 
критического 
мышления, 
используются 
конкретные 
клинические 

ситуации, на примере которых студенты учатся находить биохимическую и 
физиологическую основу патологических процессов, выявлять связи между 
причиной и следствием, устанавливать закономерности между нарушением 
метаболических путей и клиническими проявлениями болезни, оценивать и 
анализировать 
результаты 
лабораторных 
исследований, 
подбирать 

адекватные тесты для достижения определенной клинической цели, 
аргументировать свой выбор, четко и ясно формировать и выражать свои 
мысли. 

Большое значение в формировании клинического мышления имеет 

самостоятельная работа студентов, что выполняется в виде обязательного 
домашнего задания и заключает знания, полученные на занятиях, а также 
«обучает студентов учиться», то есть активирует умственную деятельность, 
стимулирует внутреннюю потребность в получении знаний, формирует 
навыки пользования научной и справочной литературой. 

 

2. МЕСТО И РОЛЬ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА В 

ПРАКТИКЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЙ 

 

Современные лабораторно-инструментальные методы обследования 

базируются на новейших достижениях современной физики, химии, 
иммунологии и требуют для их проведения более или менее сложных 
инструментов и оборудования и специально обученного медицинского 
персонала. Применение этих методов позволяет не только глубже изучить 
известные заболевания, но и, что более важно, в некоторых случаях 
обеспечивает диагностику болезни на состоянии доклинического ее 
развития. Чаще всего инструментальное исследование используют для 
решения сложных диагностических проблем у отдельных больных. В 
настоящее 
время 
организованы 
диагностические 
центры, 
которые 

аккумулируют новейшую аппаратуру, что позволяет использовать ее более