CC BY
9
2. Основываясь на данных перфузии легких, можно утверждать, что химические вещества даже без предварительной механической или химической связи с белком (in vitro) при определенном режиме поступления в организм животного будут способствовать развитию анафилактической реакции.
3. Токсическое воздействие малеинового ангидрида и а-нафтохино-на на организм животных не сопровождается явлениями экспериментального бронхоспазма.
ЛИТЕРАТУРА
А до А. Д. Арх. пат., 1951, в. 3, с. 3. — А до А. Д., Ишимова Л. М. Вестн. АМН СССР, 1964, № 10, с. 16. — Абрайтис Р. И. Роль ацетилхолина, серотонина и гистамина в механизме экспериментального аллергического бронхоспазма. Авто-реф. дисс. канд. Каунас, 1965. — Нгуен Нанг А н. Механизмы анафилактических реакций изолированных гладкомышечных органов. Автореф. дисс. докт. М., 1963. — Сиротинин Н. Н. В кн.: Основы и достижения современной медицины. Харьков — Киев, 1934, т. 2, с. 28. — Bhattacharye В., Del auna is A., Arch. int. Pharmaco-dyn., 1953, v. 101, p. 495.
Поступила 1/VI 1967 r.
УДК 616-008.821.9-073.916
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЫШЬЯКА В БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ МЕТОДОМ НЕЙТРОН-АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА
А. Б. Дукенбаева, В. Ф. Смирнов
Кафедра медицинской радиологии и проблемная электронно-физическая
лаборатория ЦИУ
Известно, что ранняя диагностика хронического арсеникоза трудна, так как начальная стадия заболевания протекает скрыто, без проявления характерных симптомов. Поэтому определение этиологических факторов, среди которых главную роль играет содержание мышьяка (Аэ) в организме, имеет большое значение для распознавания и профилактики хронического арсеникоза. Ни один из применяемых сейчас методов химического анализа на Аэ полностью не удовлетворяет требованиям, определяемым спецификой медико-биологических исследований. Прежде всего необходима высокая чувствительность, позволяющая уверенно обнаруживать в образцах биологических тканей концентрации Аэ в миллионных долях грамма на 1 г ткани и ниже.
Метод нейтрон-активационного анализа является эффективным способом определения ничтожно малых примесей различных элементов в материалах. Принцип его состоит в следующем. Образец элемента, подлежащий анализу, подвергается облучению медленными нейтронами в ядерном реакторе. Вместе с ним облучается калибровочный образец («стандарт») с известным содержанием того же элемента. В результате захвата нейтронов атомными ядрами образуется радиоактивный изотоп данного элемента в количестве, пропорциональном его содержанию в образцах. Если после облучения сравнить скорости распада (активности) образовавшегося изотопа 1в образцах, то по известному содержанию элемента в стандарте можно найти его количество в исследуемом образце.
Аэ принадлежит к числу элементов, ядерные характеристики которых весьма благоприятны для анализа путем активации нейтронами. Абсолютная чувствительность нейтрон-активационного анализа на Аз должна составлять Ю-9—Ю-10 г. Однако, чтобы добиться ее, необходи-
5*
67
мо решить следующую задачу. При облучении нейтронами биологического материала одновременно с интересующим нас изотопом (Аз76) возникают радиоактивные изотопы других элементов, активность которых может во много раз превышать активность Аэ76. Поэтому сравнение активности стандарта с суммарной активностью исследуемого образца не позволяет непосредственно найти содержание искомого элемента в биологическом материале.
Для определения изотопа в смеси радиоактивных веществ прибегают к различным методам радиохимического анализа, составляющим 2 большие группы. К 1-й из них относятся так называемые инструментальные методы. При этом используют возможность избирательной регистрации излучения, испускаемого изотопом, например у-квантов с энергией, характерной для него (метод у-спектрометрии). Ко 2-й группе принадлежат методы, основанные на химическом выделении из облученного образца исследуемого элемента вместе с его радиоактивным изотопом. Чисто инструментальные методы удобны тем, что они полностью исключают необходимость химической обработки облученных образцов и потому более производительны, особенно при использовании современной вычислительной техники для обработки снятых спектров у-из-лучения.
К сожалению, в ряде случаев концентрационная чувствительность методов у-спектрометрии недостаточна, так как при малом содержании исследуемого изотопа в образце его определению все же может мешать у-излучение других радиоактивных изотопов, если они присутствуют в образце в относительно большом количестве и испускают у-кванты энергии, близкой к энергии ¡исследуемого изотопа или более высокой, чем она. у-Спектрометрические исследования образцов биологической ткани, облученных в реакторе, показали, что по амплитудному распределению импульсов трудно судить о присутствии Аэ, если его концентрация не превышает 5—10 мкг на 1 г ткани. Определению Аэ мешает главным образом у-излучение Ыа24, а возможно, и других изотопов (К42, Си64 и т. д.).
Мы применили метод, основанный на химическом выделении мышьяка. Для выделения радиоактивного изотопа из облученных образцов прибегают в основном к тем же реакциям, какие используют для обычного химического анализа. Однако то. что искомый элемент определяют лишь по радиоактивности его изотопа, не только обеспечивает высокую чувствительность, но и позволяет достигнуть высокой точности, значительно упростить и ускорить сам процесс выделения. Путем введения в реактивную колбу вместе с образцом некоторого количества исследуемого элемента («носителя») можно исключить влияние потерь на результаты измерений и добиться чистоты и высокого выхода химических реакций.
Для выделения Аэ из биологических тканей мы воспользовались хорошо известной реакцией восстановления мышьяковистых соединений до гидрида мышьяка с последующим улавливанием этого газа индикаторной ватой, пропитанной раствором сулемы. Наиболее доступным биологическим материалом для массовых профилактических и диагностических исследований по поводу хронического отравления Аэ являются волосы или ногти, так как известно, что этот элемент накапливается в них в заметном количестве. Хотя разработанный нами метод был испытан именно на этих материалах, он может быть применен и для исследования тканей различных органов, кожи и выделений.
Исследования проводятся в следующем порядке. Образцы волос весом 10—15 мг очищают от поверхностных загрязнений кипячением в дистиллированной воде, затем высушивают и после точного взвешивания на аналитических весах запечатывают в полиэтиленовые пакеты размером 2X2 см. В такой же пакет помещают стандарт, приготовлен-
ный путем нанесения на кусочек беззольной фильтровальной бумаги точно отмеренного количества (0,1 мл) раствора мышьяковистого ангидрида концентрации 0,01 мг Аэ на 1мл. Пакеты с исследуемыми образцами и стандартом в свою очередь герметически запечатывают в многослойный полиэтиленовый пакет больших размеров и в таком виде облучают в атомном реакторе. От применения алюминиевых контейнеров мы отказались, так как после облучения в реакторе они длительное время сохраняли наведенную активность, что приводило к излишнему облучению персонала. В своих исследованиях мы пользуемся потоком 5-Ю12 нейтронов на 1 см2 в секунду и облучаем образцы в течение 20—30 часов.
После активации образцы сначала подвергают минерализации смесью концентрированных азотной и серной кислот, а затем получаемый минерализат разводят дистиллированной водой и переносят в прибор для выделения Ав, состоящий из реакционной колбы и 2 съемных гофрированных патрубков. В нижний патрубок набивают около 0,7 г ваты, пропитанной 5% щелочным раствором уксуснокислого свинца.
I ^-2
Рис. 1. Схема установки для измерения активности образцов. / — алюминиевый стакан; 2—пробирка с препаратом; 3 — сцннтилляционный кристалл с «колодцем»; 4 — оболочка сцинтилляционного счетчика; 5 — фотоэлектронный умножитель; 6 — свинцовый экран; 7 — делитель напряжения и предусили-тель; 8 — источник питания фотоумножителя (высоковольтный выпрямитель); 9 — усилитель импульсов с дифференциальным амплитудным дискриминатором; 10—пересчетный прибор (счетчик импульсов); II — таймер (счетчик времени); 12— цнфропечатающее устройство.
Этот фильтр задерживает сероводород, выделяющийся во время реакции. В верхнем патрубке находится фильтр из ваты, пропитанной 5% раствором сулемы для улавливания мышьяковистого водорода.
К минерализату в колбе добавляют носитель — около 1 мг стабильного мышьяка в ¡виде раствора мышьяковистого ангидрида, 0,2 г хлорида олова, 1 г йодистого калия и 20 г металлического гранулированного цинка. Благодаря реакции между цинком и серной кислотой Аэ, находящийся в растворе, превращается в мышьяковистый водород. Вся реакция продолжается 1 '/г часа. Радиоактивный Аэ76 наряду с у-излуче-нием испускает р-частицы сравнительно высокой энергии.
Измерение мы проводили путем регистрации ■у-квантов сцинтилля-ционным кристаллом ЫаЛ(Т1) в виде колодца для помещения пробы. Такой способ позволяет наряду с высокой эффективностью регистрации излучения достигнуть хорошей воспроизводимости результатов при непосредственном измерении радиоактивности, содержащейся в ватных фильтрах, так как поглощение у-иэлучения в фильтре ничтожно мало, а благоприятные геометрические условия измерений («4я-геометр.ия») обеспечивают малую чувствительность устройства к неоднородностям в распределении радиоактивного изотопа в образце.
Собранная для измерений активности установка, показанная на рис. 1, состоит из сцинтилляционного счетчика с кристаллом сравнительно больших размеров(75X75 мм) с колодцем, дифференциального амплитудного дискриминатора с усилителем импульсов, пересчетного прибора и электронного счетчика времени. Данные измерений автома-
тически записываются цифропечатающим устройством >на бумажной ленте. Для снижения фона детектор излучения экранирован слоем свинца толщиной 50 мм. Чтобы свести к минимуму влияние р-излучения на воспроизводимость результатов измерений, стеклянную пробирку с образцом вставляют в алюминиевый цилиндр со стенками, достаточно
толстыми (4 мм), чтобы полностью поглотить р-ча-стицы и предотвратить прохождение их через сравнительно тонкие стенки колодца.
На этой установке бьгла исследована радиохимическая чистота отделения Аэ76. Для этого снимали амплитудные спектры импульсов (рис. 2), вызванных у-излучениеад стандарта и исследуемого образца (волосы) после химической обработки по изложенной выше методике. На рис. 2 .показано, что апектры обоих препаратов совершенно одинаковы. По спектрам можно установить, что они вызваны у-квантами энергии 560, 640, 1210, 1410, 1780, 2060 кэв, характерными для у-излучения Аэ76. Измерения периода полураспада дали значения для образцов, равные соответственно 26,82 и 26,76 часа, очень близкие к табличной величине периода полураспада, составляющие 26,75 часа
Для измерения выхода химической реакции по отделению Аэ мы сравнивали активности стандарта до и после химической обработки. Отношение измеренных активностей составило 1,01 ±0,05. Поэтому в дальнейшем мы могли принимать значение выхода ядерной реакции равным 100%.
Предварительные результаты исследований образцов у группы лиц, не контактирующих во время работы с Аэ, показали, что концентрации этого элемента в волосах колеблются от 0,011 до 2,8 мкг на 1 г волос.
Поступила 17/1 1967 г.
го 30 40 ¿V 60 Номер канала
Рис. 2. Амплитудные спектры импульсов, ные \-излучением. / — стандарт; 2 — образец.
1 Б. С. Д же ленов и Л. К. Пел ер. Схемы распада радиоактивных ядер. Изд. АН СССР, М,—Л., 1958.
