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技術(shù)文章
Technical articles珀金埃爾默公司PerkinElmer于1978年進(jìn)入中國(guó),40余年期間在環(huán)境健康、食品安全、生命科學(xué)、實(shí)驗(yàn)室服務(wù)、大數(shù)據(jù)整體信息化解決方案、診斷等業(yè)務(wù)領(lǐng)域建立了強(qiáng)大的技術(shù)和售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)。
PerkinElmer先后推出MicroBeta、Tri-Carb、Quantulus GCT等系列液體閃爍計(jì)數(shù)儀產(chǎn)品,該系列儀器是需要進(jìn)行放射性檢測(cè)的學(xué)術(shù)界、新藥研究、環(huán)境分析和政府研究人員的B備。
液體閃爍計(jì)數(shù)儀(LSC)是使用液體閃爍體(閃爍液)接受射線并轉(zhuǎn)換成熒光光子的放射性計(jì)量?jī)x。液體閃爍計(jì)數(shù)法是一種放射性碳定年技術(shù),主要測(cè)定發(fā)生β核衰變的放射性核素,尤其對(duì)低能β更為有效,依賴于放射性核素發(fā)射的β粒子與閃爍液中的一個(gè)構(gòu)成成分閃爍體之間的相互作用。
PerkinElmer Quantulus GCT 6220液體閃爍計(jì)數(shù)儀中D有的鍺酸鉍檢測(cè)器防護(hù)裝置,以及防護(hù)補(bǔ)償降低背景技術(shù) (GCT) 相結(jié)合,可進(jìn)一步降低儀器本底,增強(qiáng)儀器靈敏度從而準(zhǔn)確測(cè)量接近本底的樣品活度。尤其是適用于需要檢測(cè)超低水平Alpha和Beta放射性的環(huán)境應(yīng)用。
其中典型應(yīng)用有:考古學(xué)樣品的放射性碳測(cè)年;飲用水中氚、氡、鐳和鈾的測(cè)量以及總α放射性、總β放射性的測(cè)定;食品、醇和生物燃料中14C的測(cè)定;核電廠氚和14C輻射的評(píng)估;石油勘探中的示蹤物測(cè)量;紅酒、食醋的鑒別等等。
GB/T29649-2013《生物基材料中生物基含量測(cè)定 液閃計(jì)數(shù)器法》,以及GB/T 22099-2008《釀造醋酸與合成醋酸的鑒定方法》,都是基于以下原理:碳14由于受到宇宙射線中子對(duì)氮14原子的作用,不斷地形成于大氣上層。它在空氣中迅速氧化,形成二氧化碳并進(jìn)入全球碳循環(huán)。動(dòng)植物在它們的一生中都從二氧化碳中吸收碳14,當(dāng)它們死亡后,就停止與生物圈的碳交換,其碳14含量開(kāi)始減少,減少的速度由放射性衰變決定。而由億萬(wàn)年形成的化石原料(石油、煤、天然氣)及其衍生產(chǎn)品中的C14活性接近于0,因此,通過(guò)對(duì)C14不穩(wěn)定碳的鑒定,便可判定該產(chǎn)品是全部或部分來(lái)自于石油衍生制品(合成)。
美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM D6866標(biāo)準(zhǔn),利用超低本底液體閃爍技術(shù),測(cè)定不同原料來(lái)源的泡沫材料中放射性碳同位素14C含量,轉(zhuǎn)化為生物基含量,從而用于鑒別生物基泡沫材料。
在此方法中,通過(guò)測(cè)定碳-14衰變時(shí)產(chǎn)生的β粒子數(shù),得出碳-14的衰變數(shù),間接測(cè)定碳-14的含量。由于天然成分碳-14含量在一定范圍內(nèi),而化工合成的碳由于大量衰變,只有微量殘存,因此,通過(guò)液體閃爍計(jì)數(shù)儀測(cè)定碳-14含量可以進(jìn)行天然與合成的分別。
基于上述方法原理,還可以用于年份酒的鑒別,如中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院秦人偉利用碳-14測(cè)定年份酒的時(shí)間,就是利用液體閃爍計(jì)數(shù)儀。
液體閃爍計(jì)數(shù)儀的使用方便,液體樣品前處理也簡(jiǎn)單,只需要加入閃爍液與樣品混合均勻,就可以上儀器測(cè)定。在維護(hù)方面,除了常規(guī)檢查和清潔之外,不需要特別的預(yù)防性維護(hù)。還有以下優(yōu)點(diǎn):
閃爍光的壽命極短,分辨時(shí)間很短,無(wú)需作死時(shí)間校正;
對(duì)于能量低,射程短、易被空氣和其它物質(zhì)吸收的α射線和低能β射線(如3H和14C),有較高的探測(cè)效率,液體閃爍計(jì)數(shù)器是α射線和低能β射線的S選測(cè)量?jī)x器;
由于能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中光子產(chǎn)額與射線能量成正比,且形成的脈沖大小與光子產(chǎn)額成正相關(guān),進(jìn)而可以進(jìn)行α、β能譜分析;因本底計(jì)數(shù)率小,可以進(jìn)行低本底精確測(cè)量;自動(dòng)化程度高,可以處理多批次試樣及程序控制。
就目前我們主要用于香精香料天然度鑒別與年份酒鑒別的情況,有以下需要克服的問(wèn)題:
由于碳-14的半衰期相當(dāng)長(zhǎng)(約5730年),約5.7萬(wàn)年衰變完。而且通常每克碳每分鐘只有幾十個(gè)C原子衰變(β-衰變),同時(shí)碳-14的β粒子能譜既連續(xù)又低于一般放射性同位素。計(jì)數(shù)值較低,導(dǎo)致各不同年份酒中碳-14的變化不是很顯著。因此,使用液體閃爍計(jì)數(shù)儀測(cè)定不同年份原酒中碳-14,只能確定大致范圍,準(zhǔn)確度還需提高。利用放射性同位素C14變化規(guī)律,測(cè)得的是年份酒平均貯存時(shí)間,而不能分別提供各年份酒的比例。
與閃爍液溶解性的問(wèn)題,需要嘗試不同性質(zhì)的閃爍液,如測(cè)定3H和14C,水溶還是脂溶閃爍液的選擇。有些香精香料,如丙三醇、乳酸,在閃爍液的溶解性不好解決。