Методы практической биохимии - Уильямс Б.
Скачать (прямая ссылка):
6.2.3. Методы регистрации, основанные на возбуждении
Некоторые соединения при радиоактивном облучении начинают светиться (флуоресцировать)'. Флуоресценция под действием радиации называется сцинтилляцией. Испускаемый сцинтиллятором свет можно регистрировать фотоумножителем, который преобразует световую энергию в электрический сигнал, пропорциоанальный интенсивности падающего света. Свечение сцинтиллятора в свою очередь определяется энергией радиации. Тот факт, что регистрируемый электрический импульс связан с энергией радиоактивного распада, является основным преимуществом сцинтилляционныхг счетчиков перед счетчиками Гейгера—Мюллера. Позже мы покажем, что с их помощью можно измерить отдельно радиоактивность каждого из двух и более изотопов, содержащихся в одной пробе (разд. 6.2.3).
Методы сцинтилляционного счета. Существует два основных способа регистрации радиоактивности с помощью сцинтилляторов; (рис. 6.5); при одном из них используются твердые, а при другом — жидкие сцинтилляторы. В твердотельных сцинтилляционных счетчиках (внешний сцинтилляционный подсчет распадов) образец помещают в непосредственной близости от кристаллического флуоресцирующего вещества. Для регистрации у -излучения используется иодистый натрий, а-частиц — в основном сульфид цинка, а для подсчета р -радиоактивности — органические сцинтилляторы, например антрацен. Сам сцинтиллятор находится рядом с фотоумножи-
196 Часть III. Аналитические методы
Внешний сцинтиляя - Внутренний сцинтилляци-
ционный счет онный счет
(твердый сцинтилля- (жидкий сцинтиллятор)
тор)
Рис. 6.5. Иллюстрация принципа счета в твердом и жидком сцинтилляторах.
1 — образец; 2 — свинцовая защита; 3 — флуорофор; 4 — фотоумножитель; S — источник высокого напряжения; 6 — регистрация; 7 — образец-fфлуорофор.
телем, сигнал от которого подается на регистрирующее устройство. Твердотельные сцинтилляционные счетчики применяются в основном для регистрации у-излучения.
В счетчиках с жидким сцинтиллятором (так называемый внутренний сцинтилляционный подсчет распадов) образец помещают в жидкость, содержащую соответствующий сцинтиллятор. Жидкостные сцинтилляционные счетчики незаменимы для регистрации мягкого р-излучения таких широко применяемых в биологических исследованиях изотопов, как 3Н, 14С и 35S. Большинство исследователей, работающих с этими изотопами, имеют дело с жидкостными сцинтилляционными счетчиками повседневно, поэтому стоит специально остановиться на этой методике, хотя надо подчеркнуть, что все сказанное ниже в принципе относится и к твердотельным сцинтилляционным счетчикам.
Перенос энергии в жидкостных сцинтилляционных счетчиках. При бомбардировке частицами — продуктами радиоактивного распада — часть молекул органического растворителя флуоресцирует. Испускаемый свет имеет очень маленькую длину волны и регистрируется имеющимися фотоумножителями с малой эффективностью (рис. 6.6). Если же в органический растворитель добавить вещество, молекулы которого поглощают свет, испускаемый растворителем, и флуоресцируют в более длинноволновой области, то конечную флуоресценцию такой смеси можно регистрировать с большей эффективностью. Такое соединение называется первичным флуорофо-ром; обычно это 2,5-дифенилоксазол (РРО). Однако флуоресценция РРО регистрируется все же недостаточно эффективно, поэтому в
Га. 6. Радиоизотопные методы • 197
Раство-
, ритвль РРО РОРОР
Чувствительность
фотоумножителя
Длина волны, нм
Рис. €.6. Спектры испускания различных флуорофоров и их связь с чувствительностью фотоумножителей.
смесь вводят еще один компонент ¦— вторичный фдуорофор, который флуоресцирует с еще большей длиной волны. Вторичным флуоро-фором для РРО является 1,4-ди-[-2(5-фенилоксазоил)]-бензол (РОРОР). Итак, процесс передачи энергии выглядит следующим образом:
Резонно спросить, зачем нужен первичный флуорофор, если регистрируется свет только вторичного. Оказывается, однако, что растворитель не может передать возбуждение непосредственно на вторичный флуорофор.
РРО и РОРОР — одни из первых флуорофоров, которые стали применяться в жидкостных 'сцинтилляционных счетчиках, но и по сей день они широко используются. Недавно появился конкурент — 2-(4'-/-бутилфенил)-5-(4"-дифенилил)-1,3, 4-оксадиазол; это соединение снискало популярность благодаря тому, что оно, являясь первичным флуорофором, сразу испускает свет подходящей для регистрации длины волны, и, следовательно, отпадает необходимость использовать вторичный флуорофор.
Преимущества сцинтилляционных счетчиков. Уже сам факт, что сцинтилляционные счетчики чрезвычайно широко применяются в биологических исследованиях, указывает на их преимущества перед счетчиками Гейгера—Мюллера. Рассмотрим эти преимущества более подробно.
Радиация -*¦
Возбужденный
растворитель
Первичный флуорофор Возбужденный вторичный флуорофор
I ->- Свет
198 Часть III. Аналитические методы
1. Высвечивание флуорофора происходит за время, намного меньшее мертвого времени счетчика Гейгера—Мюллера, поэтому можно работать при очень большой скорости счета.
