Гамма-спектрометрические методы анализа проб

Метод основан на измерении энергии и интенсивности гамма-квантов, испускаемых атомными ядрами при радиоактивных превращениях. В состав гамма-спектрометрической установки входит детектор излучений(сцинтилляционный или полупроводниковый), схема усиления и формирования сигналов, амплитудный анализатор (одноканальный или многоканальный). На экране дисплея самого анализатора или подключённого компьютера, по пикам спектра определяются находящиеся в пробе р/нуклиды и их активность.

46. .Радиоизотопные методы исследования в области физиологии и биохимии животных (радиоиндикационный метод (метод меченых атомов) авторадиография, нейтронно-активационный анализ, методы (ин витро) радиоизотопных исследований вне организма, радиоиммунологический метод анализа (РИА).

1. Радиоизотопные методы исследования в области физиологии и биохимии животных.

Р/а изотопы, как индикаторы или меченые атомы, позволяют проводить исследования в области биологии, биохимии и физиологии на молекулярном уровне. Перемещения отдельных молекул, атомов, ионов в организме можно изучать без нарушения нормальной жизнедеятельности организма.

Применяются следующие методы исследования:

- Радиоиндикационный метод (метод меченых атомов). Основан на введении в организм радионуклидов, входящих в структуру химических соединений (радиоизотопы водорода, углерода, фосфора, калия, кальция, йода и др).

Эти изотопы ведут себя в организме так же, как и их стабильные аналоги и позволяют проследить судьбу меченых ими органических и неорганических соединений и контролировать превращения их в процессе обмена.

Проводя внешние радиометрические измерения, можно измерить радиоактивные изотопы, масса которых 10-18 -10-20 г (обычными аналитическими методами можно обнаружить 10-6 г). Всё это позволяет очень точно описывать биохимические и физиологические процессы на языке формул и математических уравнений.

Так были получены принципиально новые данные о скорости кровотока, массе крови, функциональном состоянии щитовидной железы и других органов и систем животных. Получены широкие представления о состоянии обменных процессов в живом организме, непрерывном обновлении живых клеток. В частности установлено, что рост злокачественных опухолей обусловлен не (только ?) усиленным синтезом, а задержкой распада белковых веществ опухоли. Прослежены скорость и пути распространения микробов, вирусов, и вакцин в организме подопытных животных.

-Авторадиография – это метод получения фотографических изображений распределения радиоактивных изотопов в органах и тканях животного. Сущность метода:

· Введение изотопа подопытному животному.

· Изъятие необходимых органов и изготовление из них препаратов (гистосрезов, шлифов, мазков крови и т. д.)

· Контакт между препаратом и плёнкой.

· Проявление и фиксация материала и его проявление.

Есть и прижизненные методы авторадиографии. Эти методы позволили получить сведения о белково-минеральном обмене в костной ткани и другие данные.

-Нейтронно-активационный анализ – облучение образцов продукции растениеводства и животноводства мощным потоком нейтронов. В результате образуются радиоактивные продукты активации, которые подвергаются радиохимическому анализу и радиометрии. Только этим методом обнаруживаются пестициды в с/х продукции до величин 10-5 %.

-Методы (ин витро) радиоизотопных исследований вне организма

Нашли широкое применение в эндокринологии, микробиологии, вирусологии, фармакологии и других научных исследованиях. При этом радионуклиды не вводят в организм, исключая лучевую нагрузку на организм обследуемого человека или животного. Находят применение в медицинской и лабораторно-клинической практике.

Рдиоиммунологический метод анализа (РИА). Создан в 60-е годы. Позволяет определить содержание гормонов, ферментов, рецепторных белков в биологических жидкостях и тканевых экстрактах. Применяют специальные препараты «Стерон ПМ-125».Используется реакция антиген – антитело (антисыворотки и меченые радиоактивной меткой антигены).

Для анализа берётся молоко или кровь. Сравнивая реакции стандартных ситуаций, например известного количества радиоизотопа и известного количества гормона с результатом реакции препарата с пробой молока или крови животного и, проводя радиометрию на гамма или бета счётчике определяют количество гормона по построенной градуировочной кривой.

Например, количество полового гормона протестерона в молоке (или крови) позволяет контролировать оплодотворяемость животных в ранние сроки на 12-18 день после осеменения. А обычные (ректальные) исследования позволяют установить это на 2-3 месяце беременности.

Радиоиммунологические методы используются в селекционной работе для характеристики генофонда, генотипической структуры и её изменений в процессе совершенствования животных.

(Препарат Стерон очень дорогой , импортного производства.)

47. Радиационно – биологические технологии в сельском хозяйстве.

В растениеводстве.

В растениеводстве широко внедрена радиационно-биологичекая технология, использующая в основном источники облучения Со-60 и Сs-137.

Для нужд с/х и научных исследований создан целый ряд передвижной и стационарной техники.

Стационарная установка типа “Гамма-поле” предназначена для хронического и острого облучения с/х растений в селекционной работе. Установка «Гамма-панорама» используется для облучения растений в целях селекции и стимуляции их роста и развития. Для аналогичных целей она используется и в животноводстве.

Передвижные установки типа «Колос», «Стебель», «Стерелизатор», смонтированные на грузых автомобилях или прицепах, предназначены для предпосевного облучения семян зерновых, зернобобовых, технических и других культур в условиях хозяйств.

Широко применяется метод изотопных индикаторов для:

· Разработки рациональных способов удобрений и других химических средств.

· Изучения состояния и сорбции веществ в почвах.

· Изучения динамики переноса воды и солей в почвогрунтах.

· Определения влажности и плотности почвогрунтов.

Радиационная обработка с/х продукции, закладываемой на хранение, даёт значительное увеличение сроков хранения.

Широко применяются радиационные методы борьбы с насекомыми – вредителями по направлениям половой стерилизации самцов, радиационной селекции болезнетворных для насекомых – вредителей микроорганизмов, радиационной дезинсекции.

В выше перечисленных методах радиационно- биологических технологий используются высокие дозы ионизирующих облучений и источники большой активности.

· Предпосевное облучение 102 – 103 рад.

· Ингибирование прорастания корнеплодов 103 – 104 рад.

· Пастеризация 105 – 106 рад.

· Стерилизация 106 – 107 рад.

· Прямая дезинсекция 104 – 105 рад.

· Селекция 103 – 105 рад.

· Консервирование до 106 рад.

Применяются излучатели с мощностью дозы от 10 рад/с до 103 рад/с и активности радиоизотопных источников гамма излучения от 103 г/экв Ra до 106 г/экв Ra ( от тысячи до миллиона кюри).

Для научных и практических целей в с/х созданы мощные ренгеновские установки, генерирующие излучения с мощностью дозы до 104 рад/с (36 миллионов Р/ч).

В животноводстве.

· Стимуляция хозяйственно полезных качеств у с/х животных и птицы под действием малых доз облучения. Установлено увеличение массы тела свиней и яйценоскости у птиц на 15%.

· Обеззараживание сырья животного происхождения (кожа, пушнина, шерсть, щетина, перо, пух).

· Стерилизация ветеринарных, биологических и лекарственных препаратов.

· Обеззараживание отходов с/х производства (навоз, навозные стоки).

· Консервирование мясных туш.

· Перспективен, но мало разработан метод лечения раковых опухолей нейтронами (нейтроно-захватная терапия), позволяющий обстрелять опухоль изнутри альфа – частицами. В организм вводится стабильный изотоп (бор-10 или литий-6), который под действием нейтронного облучения становится радиоактивным и в толще опухоли испускает a-частицы . Обладая высокой удельной ионизацией они уничтожают вокруг себя раковые клетки, не доходя до здоровых.