常用放射性同位素活度檢測(cè)的儀器介紹

　　放射性同位素,，也叫不穩(wěn)定核素,，是相對(duì)于穩(wěn)定核素來說的,。它是指不穩(wěn)定的原子核,，能自發(fā)地放出射線（如α射線,、β射線等）,，通過衰變形成穩(wěn)定的核素,，衰變時(shí)放出的能量稱為衰變能,。

　　原子核發(fā)生α衰變或β衰變時(shí)所形成的子核往往處于激發(fā)態(tài)能級(jí)。激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的,，通過放射γ射線（也叫γ光子）退激或級(jí)聯(lián)退激到基態(tài),，原子核由高能態(tài)自發(fā)地向低能態(tài)躍遷，叫做γ躍遷,，也叫γ衰變,。

　　常用于實(shí)驗(yàn)室中檢測(cè)放射性物質(zhì)活度儀器有活度計(jì)、γ計(jì)數(shù)器,、閃爍計(jì)數(shù)器和動(dòng)態(tài)在線放射性檢測(cè)器,。

　　一、活度計(jì)

　　1.活度計(jì)原理

　　活度計(jì)采用高壓密封井型電離室作為探測(cè)器,，利用精密微電流測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行電離電流的測(cè)量,。

　　2.活度計(jì)的使用

　　活度計(jì)可以較程的檢測(cè)80多種標(biāo)定過的核素，檢測(cè)范圍0.1μCi-6Ci左右,，小于10μCi時(shí)檢測(cè)結(jié)果僅供參考,，檢測(cè)單位可以在Ci和Bq之間切換。儀器自帶衰減校正功能,，可以計(jì)算出檢測(cè)樣品在任意時(shí)間的放射性活度,。使用方法較為簡(jiǎn)單，先選定核素種類,，將活度計(jì)清零（本底校正）,，然后將待測(cè)樣品放入活度計(jì)，待活度計(jì)顯示器的示值穩(wěn)定3秒后,，再進(jìn)行讀數(shù)即可,。

　　CRC-55TR活度計(jì)

　　二、γ計(jì)數(shù)器

　　1.γ計(jì)數(shù)器原理

　　不同的放射性核素衰變時(shí)所釋放出的γ射線能量不一樣,，因此可以通過測(cè)定不同能量范圍的γ射線來對(duì)不同的放射性核素進(jìn)行定量檢測(cè),。首先儀器的碘化鈉晶體將放射性衰變能轉(zhuǎn)化為光子,，其強(qiáng)度與放射性衰變能量成正比，然

　　2.核素的能量和能窗設(shè)置

　　放射性核素在衰變時(shí)所釋放出的γ射線能量并不是單一的,，如18F,，在衰變時(shí)所釋放的低的γ射線能量不到1keV，的γ射線能量超過800keV,，但是如果在進(jìn)行γ計(jì)數(shù)檢測(cè)時(shí),，選取的能量窗范圍太大，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不太,，因此我們?cè)谠O(shè)置能量范圍時(shí),，應(yīng)當(dāng)選取能囊括該核素大部分γ射線的能量范圍，如125I核素,，超過97%的γ射線能量在15-85keV之間,，所以在檢測(cè)125I核素樣品時(shí)設(shè)置能窗范圍為15-85keV即可有效的檢測(cè)出樣品的125I放射性活度。

　　3.γ計(jì)數(shù)器的效率

　　由于能窗范圍的設(shè)置和儀器檢測(cè)過程中的損失,，儀器無法的接收到所有的γ射線,，因此儀器的終結(jié)果CPM（每分鐘計(jì)數(shù)值）通常小于核素的DPM（每分鐘衰變數(shù)），CPM與DPM的比值則為該儀器的效率,，可以通過測(cè)量核素已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品來測(cè)定γ計(jì)數(shù)器對(duì)該核素的檢測(cè)效率,，DPM值可以通過使用檢定過的活度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，再將樣品稀釋后用γ計(jì)數(shù)器檢測(cè)CPM值,。

　　4.γ計(jì)數(shù)器樣品檢測(cè)

　　γ計(jì)數(shù)器在檢測(cè)樣品時(shí)操作較為簡(jiǎn)單,，將待測(cè)樣品加入放免管中，樣品體積一般不超過1mL,，然后將放免管放到儀器樣品架上,，運(yùn)行儀器軟件即可完成檢測(cè)。多探頭γ計(jì)數(shù)器檢測(cè)效率快,，可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品，適用于低能核素如125I,、103Pd等,，但是在測(cè)量高能核素如89Zr、59Fe時(shí),，樣品在檢測(cè)時(shí)探頭間串?dāng)_比較嚴(yán)重,，對(duì)結(jié)果影響較大，此時(shí)只能使用單一探頭進(jìn)行檢測(cè),，且測(cè)量時(shí)γ計(jì)數(shù)器上只有一個(gè)樣品,，其余樣品放置到以鉛塊屏蔽的區(qū)域，減少其它樣品對(duì)正在檢測(cè)的樣品結(jié)果產(chǎn)生影響,，檢測(cè)結(jié)果的,。

　　WIZARD23470γ計(jì)數(shù)器

　　三,、閃爍計(jì)數(shù)器

　　1.閃爍計(jì)數(shù)器的原理

　　放射性核素衰變發(fā)出的射線能量被閃爍液中的溶劑分子吸收，使溶劑分子激發(fā),，這種激發(fā)能量在溶劑內(nèi)傳播時(shí)傳遞給溶質(zhì)（閃爍體）,，引起閃爍體分子的激發(fā)，當(dāng)閃爍體分子回到基態(tài)時(shí)就發(fā)射出光子,，產(chǎn)生的光子數(shù)與能量成正比,。該光子透過透明的閃爍液及樣品瓶的瓶壁，被光電倍增管的光陰極接收,，繼而產(chǎn)生光電子并通過光電倍增管的倍增極放大,，然后被陽極接收形成電脈沖，完成了放射能→光能→電能的裝換,。

　　對(duì)于能量低,、射程短、易被吸收的α射線和低能β射線有較高的探測(cè)效率,，在實(shí)驗(yàn)室中常用于3H,、14C核素樣品的檢測(cè)，本底計(jì)數(shù)小,，分辨率高,，可進(jìn)行低本底測(cè)量。

　　2.閃爍計(jì)數(shù)器的效率

　　放射能量在測(cè)量瓶?jī)?nèi)的傳遞和轉(zhuǎn)換過程并非100%,，每一環(huán)節(jié)都存在能量的散失,，使得放射能減少，甚發(fā)生能量傳遞的中斷,，導(dǎo)致測(cè)量效率下降,，這種現(xiàn)象稱為閃爍計(jì)數(shù)的淬滅。產(chǎn)生淬滅的因素有樣品本身吸收了部分輻射或吸收閃爍體發(fā)出的光,，溶劑向閃爍體傳遞能量時(shí)的損失,，閃爍體自身吸收一部分熒光，還有閃爍液中各成分的化學(xué)相互作用使得光輸出減少,。

　　由于淬滅的存在,，導(dǎo)致閃爍計(jì)數(shù)器在檢測(cè)樣品時(shí)，檢測(cè)效率是動(dòng)態(tài)變化的,，通過淬滅校正才能得到樣品的DPM值,。通常使用的淬滅校正方法為外標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換譜指數(shù)法（tSIE），通過制作淬滅曲線來對(duì)不同淬滅程度的樣品進(jìn)行檢測(cè)效率的校正,。配制6-10個(gè)DPM相同但是淬滅程度不同的樣品,，用儀器的QuenchStandards(淬滅標(biāo)準(zhǔn)曲線)測(cè)定功能按照淬滅程度由低到高或由高到低進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量完成后儀器自動(dòng)生成淬滅曲線,。不同的閃爍液有著不同的淬滅曲線,，因此在測(cè)定樣品時(shí),，需選擇正確的淬滅曲線才能得到正確的DPM值。

　　3.閃爍計(jì)數(shù)器樣品檢測(cè)

　　閃爍計(jì)數(shù)器有液體閃爍計(jì)數(shù)器和固態(tài)閃爍體微孔板計(jì)數(shù)器,，前者可以用來進(jìn)行的DPM值測(cè)量,，后者由于儀器內(nèi)部沒有鋇-133內(nèi)標(biāo)源，在檢測(cè)DPM值時(shí)并不十分,，所有通常只用于測(cè)量樣品的CPM值,。

　　液體閃爍計(jì)數(shù)器在檢測(cè)樣品時(shí)要樣品和閃爍液的充分混勻，顏色較深的樣品還需添加脫色劑以降低顏色對(duì)樣品檢測(cè)的干擾,，建立protocol時(shí)要選擇制備樣品所使用的閃爍液對(duì)應(yīng)的淬滅曲線,，檢測(cè)時(shí)間一般設(shè)置為2-5min，以確保在低活度樣品測(cè)量時(shí)能夠得到較為的結(jié)果,。部分樣品的淬滅程度過高或過低（tSIE值過大或過?。瑫?huì)超出儀器的淬滅曲線,，儀器的輸出結(jié)果會(huì)提示E（error,，錯(cuò)誤），此時(shí)需要重新制定更大范圍的淬滅曲線以滿足檢測(cè)的需要,，也可調(diào)節(jié)樣品的tSIE值使其能夠囊括在儀器的淬滅曲線范圍內(nèi),。固態(tài)閃爍體微孔板計(jì)數(shù)器主要用來進(jìn)行24/96/384孔板樣品的檢測(cè)，儀器有多個(gè)探頭,，可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)樣品孔中樣品,。樣品加入孔板后需再加入閃爍液（部分規(guī)格的孔板自帶固化的閃爍體，無需再手動(dòng)加入閃爍液）,，充分混勻后進(jìn)行檢測(cè),，為計(jì)數(shù)結(jié)果的可靠，在配制樣品時(shí),，樣品的體積成分和閃爍液的體積需盡量保持一致,。

　　MicroBeta22450固態(tài)閃爍體微孔板計(jì)數(shù)器

　　Tri-Carb4910TR液體閃爍計(jì)數(shù)器

　　四、動(dòng)態(tài)在線放射性檢測(cè)器

　　放射性同位素在線檢測(cè)器可與HPLC/UPLC連接,，通過色譜柱分離,，可用于放射性化合物放射化學(xué)純度和代謝產(chǎn)物譜研究，根據(jù)同位素種類可分為γ放射性同位素在線檢測(cè)器和低能β放射性同位素在線檢測(cè)器,，其中低能β放射性同位素在線檢測(cè)器需要與配套的動(dòng)態(tài)閃爍液一起使用,。