|
 Лекция 1 Обзор современных методов ядерных исследованийМЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ЯВЛЕНИИ
|
| бет | 2/13 | | Дата | 23.05.2023 | | өлшемі | 231,16 Kb. | | #42748 | | түрі | Лекция |
| lektsiya 1МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ЯВЛЕНИИ
РАДИОАКТИВНОСТИ
Методы анализа, основанные на явлении и эффектах радиоактивности, используют вещества-радиоизотопы, способные спонтанно или вынужденно распадаться с получением из ядра корпускулярного или электромагнитного излучения. Число радиоизотопов в настоящее время превышает 1100.
Сущность использования изотопов заключается во введении их в исследуемую систему и контроле перемещения или концентрирования в процессе функционирования данной системы. По распределению радиоизотопов в образце можно выявлять области с большей или меньшей относительной концентрацией интересующих исследователя соединений, определять размеры этих областей, изучать особенности протекания реакций/Введение активных изотопов в соединения и регистрация их, а также вторичных излучений позволяют получать информацию о составе и структуре исследуемых сред. Радиоизотопный метод приобрел большое значение для медико-биологических лабораторий, где с его помощью уже можно определить более 50 различных биологических соединений. Основным преимуществом радиоизотопного метода по сравнению с другими является возможность изучения равновесных биологических процессов без нарушения их химического равновесия.
Все медико-диагностические радиоизотопные методики исследования можно разделить на две группы:
— in vivo — осуществляются на целом организме человека;
— in vitro — проводятся в предварительно отобранной из организма пробе.
Все исследования биопроб можно также разделить на два типа в зависимости от способа введения радиоактивного (РА) препарата: в первом случае РА-вещество предварительно вводится в организм, после чего уровень радиоактивности через определенное время измеряется в отобранной пробе (например, в крови); во втором — РА-препарат в организм вообще не вводится, а служит маркером для выявления конкретного компонента пробы (например, радиоиммунологический).
При выборе типа радиоизотопа должны выполняться некоторые специфические требования:
— учет характерности соединения для изучаемых процессов, которая выражается тропностью — отношением концентрации вводимого вещества к естественной концентрации этого вещества в исследуемой биопробе;
— минимальная токсичность соединений для исследователей, что определяет концентрацию используемых радиоизотопов;
— обязательный контроль процессов взаимодействия вводимого радиоизотопного индикатора с компонентами соединений;
— учет естественной убыли активности изотопа при анализе результатов (определяется временем полураспада Т0,5).
Для регистрации активности радиоизотопов используются методы спектроскопии ионизирующих соединений.
Одним из вариантов радиоизотопного метода является авторадиография ,в основе которой лежит фотохимический процесс. Вещество биопробы, содержащее предварительно введенные радиоизотопы, приводится в соприкосновение с фотоэмульсией на пленке. Интенсивность почернения эмульсии пропорциональна концентрации исследуемого компонента. Количественные измерения проводят на денситометрах после проявления пленки.
При исследованиях жидких проб их необходимо предварительно подготовить. С этой целью пробу наносят на подложку (чаще всего стеклянную). Затем препарат окрашивают красителями, содержащими радиоактивные изотопы. Эти вещества концентрируются на отдельных участках в соответствии с зонами исследуемого вещества.
Основной характеристикой метода является разрешающая способность, которая определяется как линейное расстояние между двумя точечными источниками излучения, различаемыми как отдельные на проявленной пленке. На достоверность авторадиограммы влияют качество фотоэмульсии, расстояние от поверхности образца до пленки, а также вид излучения. Альфа-излучение вызывает сильную ионизацию эмульсии, но оно токсично; а бета-излучение дает расплывчатое изображение. Широкое распространение получило гамма-излучение, хотя оно имеет более низкую ионизирующую способность.
Метод гамма-резонансной спектроскопии (ГРСС) основан на изучении зависимости числа гамма-квантов, прошедших через образец (т. е. интенсивности поглощенного гамма-излучения), от частоты излучения гамма-квантов РА-изотопом.
Метод позволяет получить необходимые сведения о строении молекул. Разная частота излучения создается изменением скорости перемещения источника гамма-излучения относительно образца (эффект Доплера). При определенной частоте гамма-излучения ядра атомов, поглощая гамма-кванты, переходят из нормального состояния в возбужденное. В спектре этому эффекту соответствует минимум пропускания (рис. 4.12.).
Эффект Мессбауэра, на котором основана гамма-спектроскопия, заключается в том, что относительная энергия основного и возбужденного состояний ядра атома зависит от электронной плотности около него. Поэтому метод оказывается чувствительным при изучении строения электронных оболочек атомов в различных химических соединениях.
Как уже отмечалось, при исследовании структуры и свойств молекул, взаимодействия молекул в растворах, процессов ассоциации молекул находит применение флуоресцентный анализ. Одной из разновидностью этого метода является рентгенофлуоресцентный анализ.Такие характеристики, как спектр излучения и длительность, не зависят от вида возбуждения. Флуоресценция с помощью радиоактивных веществ подкупает простотой своей технической реализации, поэтому она нашла применение при исследовании многих жидких биопроб и структуры биологических микрообъектов.
Достарыңызбен бөлісу: |
|
|
