32.4: Методи розведення ізотопів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 27156

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ще одним важливим радіохімічним методом аналізу нерадіоактивних аналітів є розведення ізотопів. Зовнішнє джерело аналіту готується в радіоактивній формі з відомою активністю\(A_T\), для його радіоактивного розпаду - ми називаємо цю форму аналіту трасувачем. Для підготовки зразка до аналізу додаємо відому масу трасера, w _T, до частини зразка, яка містить невідому масу, w _x, аналіту. Після гомогенізації зразка та простежувача ми виділяємо г _А грам аналіту, використовуючи серію відповідних хімічних та фізичних процедур. Оскільки ці хімічні та фізичні процедури не можуть розрізняти радіоактивні та нерадіоактивні форми аналіту, ізольований матеріал містить обидва. Нарешті, виміряємо активність ізольованого зразка, А _А. Якщо ми відновимо весь аналіт-як радіоактивний трактор, так і нерадіоактивний аналіт - тоді _{A A} і\(A_T\) рівні, а w _x = w _A - w _T. Як правило, ми не в змозі відновити всі аналіти. При цьому\(A_A\) менше\(A_T\), ніж, і

\[A_{A}=A_{T} \times \frac{w_{A}}{w_{x}+w_{T}} \label{13.8} \]

Співвідношення ваг в Equation\ ref {13.8} становить будь-яку втрату активності, яка є наслідком нашої нездатності відновити весь аналіт. Розв'язування рівняння\ ref {13.8} для w _x дає

\[w_{x}=\frac{A_{T}}{A_{A}} w_{A}-w_{T} \label{13.9} \]

Те, як ми обробляємо зразок, залежить від аналіту та матриці зразка. Ми можемо, наприклад, переварити зразок, щоб привести аналіт у розчин. Після фільтрування зразка для видалення залишкових твердих речовин ми можемо осад аналіту, ізолювати його фільтрацією, висушити в печі та отримати його вагу.

Враховуючи, що мета аналізу полягає у визначенні кількості нерадіоактивного аналіту в нашому зразку, усвідомлення того, що ми не можемо відновити весь аналіт, може вразити вас як тривожне. Одне видобуток рідини - рідко має ефективність екстракції 100%. Однією з переваг розведення ізотопів є те, що ефективність вилучення для нерадіоактивного аналіту та для трасера однакова. Якщо ми відновлюємо 50% трасера, то ми також відновлюємо 50% нерадіоактивного аналіту. Оскільки ми знаємо, скільки трасера ми додали до зразка, ми можемо визначити, скільки нерадіоактивного аналіту знаходиться в зразку.

Приклад Template:index

Концентрація інсуліну у виробничому чані визначається розведенням ізотопів. 1,00-мг зразка інсуліну, міченого ¹⁴ С, що має активність 549 cpm, додають до зразка 10,0-мл, взятого з виробничого чана. Після гомогенізації зразка частина інсуліну відокремлюється і очищається, отримуючи 18,3 мг чистого інсуліну. Активність для виділеного інсуліну вимірюється при 148 cpm. Скільки мг інсуліну в вихідному зразку?

Рішення

Підстановка відомих значень у рівняння\ ref {13.8} дає

\[w_{x}=\frac{549 \text{ cpm}}{148 \text{ cpm}} \times 18.3 \text{ mg}-1.00 \text{ mg}=66.9 \text{ mg} \text { insulin } \nonumber \]

Рівняння\ ref {13.8} і Equation\ ref {13.9} дійсні лише в тому випадку, якщо період напіврозпаду трасера значно довший за час, необхідний для проведення аналізу. Якщо це не так, то зниження активності обумовлено як неповним відновленням, так і природним зниженням активності трасера. У таблиці Template:index наведено список кількох поширених засобів розведення ізотопів.

Таблиця Template:index. Загальні трасери для розведення ізотопів
ізотопу	період напіврозпаду
³ Ч	12,5 років
¹⁴ С	5730 років
³² П	14.3 днів
³⁵ С	87,1 днів
⁴⁵ Са	152 дні
^{55 Лт}	2, 91 років
⁶⁰ Ко	5,3 років
¹³¹ Я	8 днів

Важливою особливістю розведення ізотопів є те, що не потрібно відновлювати весь аналіт, щоб визначити кількість аналіту, присутнього в вихідному зразку. Отже, розведення ізотопів корисно для аналізу зразків зі складними матрицями, де повне відновлення аналіту утруднено.