CC BY
11
Динамика выделения метаболитов амидопирина (в %) с мочой в условиях индукции и ингибирования монооксигеназной
гидроксилирующей системы (М±т)
Условия опыта 4-ААП N-au-4-ААП
1 — 3 ч 3 — 6 ч 6 — 24 ч 1 — 3 ч 3 — 6 ч 6 — 24 ч
Фенобарбитал, 80 мг/кг (3 раза) Р ТМТД, 120 мг/кг (3 раза) Р 1,16±0.11 <0,05 0,39±0.05 <0,05 1,12±0,11 <0,05 0,69±0,07 >0,05 0,03 0,99±0,10 >0,05 4,90±0,78 >0,05 2,38±0,28 <0,05 3,56± 1,05 <0,05 8,42±0,65 >0,05 0,94±0,11 <0,05 7,16±0,82 >0,05
Контроль 0,64±0,07 0,78±0.03 0,81±0,07 4,56±0,56 7,80±0,45 10,24±0,70
При действии индукторов усиленное выведение метаболитов амидопирина (особенно 4-ААП) происходило через 3—6 ч после нагрузки. Так, после троекратного введения фенобарбитала в дозе 80 мг/кг с мочой крыс за 3 ч после нагрузки 4-ААП выделялось в 1,8 раза больше, чем в контроле (см. таблицу). В последующем (с 3-го до 6-го часа) усиленное выделение метаболитов амидопирина сохранялось, а с 6-го до 24-го часа его скорость резко снижалась. Следует отметить, что подобная картина изменений иногда иной выраженности, наблюдалась в опытах с ■у-ГХЦГ на 2, 4 и 8-е сутки после однократного воздействия в дозе 85 мг/кг и со 2-х по 60-е сутки ежедневного воздействия препарата в дозе 8,5 мг/кг. Но в сумме за 24 ч после нагрузки амидопирином при воздействии индукторов лишь в отдельные сроки исследования с мочой выделялось незначительно больше 4-ААП, а общее количество выведенных метаболитов обычно находилось на уровне контроля.
При действии ингибитора ТМТД наблюдалась замедленная экскреция метаболитов амидопирина через 3—6 ч после нагрузки. Так, после троекратного введения ТМТД в дозе 120 мг/кг за первые 3 ч после нагрузки с мочой выделялось в среднем 61% 4-ААП и 52% М-ац-4-ААП по сравнению с контролем. В последующий срок исследования (с 3-го до 6-го часа) экскреция метаболитов амидопирина может быть как замедлена, так и на уровне контроля. А от 6-го до 24-го часа количество выделившихся метаболитов компенсируется и в сумме за 24 ч не отличается от контроля. Подобную ди-
намику мы наблюдали также при однократном воздействии ТМТД в дозе 270 мг/кг (на 2-е сутки) и при ежедневном воздействии в дозе 27 мг/кг (4—30-е сутки).
Таким образом, оптимальное условие для оценки монооксигеназной гидроксилирующей системы в условиях целостного организма по выделению метаболитов амидопирина с мочой — проведение нагрузки в опытах на половозрелых животных одного пола с параллельным исследованием контрольной группы. Наиболее показательными для определения индукции и ингибирования монооксигеназной гидроксилирующей системы по выделению метаболитов амидопирина с мочой являются первые 3—6 ч после нагрузки.
Литература. Арчаков А. И. Микросомальное окисление. М., 1975. Комендантова М. В., Горбатова Е. А. — Фармакол. и
токсикол., 1964, № 4, с. 409—413. Кузьминская У. А. Биохимическая характеристика субклеточных структур печени при воздействии пестицидов (К механизму действия хлорорганических и карба-матных пестицидов). Автореф. дис. докт. Киев, 1975. Парамонова Г. И. — Фармакол. и токсикол., 1981, № 1, с. 98—101.
Попов Т. А., Леоненко О. Б. — Гиг. и сан., 1977, № 9, с. 56—59.
Farrel G■ С., Cooksleu W. G. Е. et al. —Gastroenterology,
1978, v. 75, p. 580—588. Frendt К- J- — Int. J. chin. Pharmacol., 1979, v. 17, p. 104—106.
Jori A., Dt Salle E., Quadri A. — Pharmacology, 1972, v. 8, p. 273—379.
Поступила 08.06.82
УДК 6 13.73:616.632.791+546.799.41-07
И. Д. Заблоцкая, Г. В. Воробьев, М. М. Голутвина
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРАНА, ПЛУТОНИЯ И ТРАНСПЛУТОНИЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В МОЧЕ
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
Важной задачей радиационной гигиены явля-• ется прижизненное определение содержания радиоактивных веществ в организме человека, контактирующего с ними в процессе производственной деятельности (Г. М. Пархоменко и соавт.). Для этой цели часто используют радиохимический ана-
лиз проб мочи. Во многих случаях он является наиболее чувствительным и точным, а нередко и единственно возможным методом (М. М. Голутвина и Н. М. Садикова). Содержание инкорпорированного нуклида можно оценить и сравнить с допустимым (НРБ — 76), если известен закон его выведе-
ния из организма через почки и получены необходимые данные о скорости его экскреции.
Предлагаемый метод позволяет определять уран (U), обогащенный изотопом массой 235, плутоний (Ри) и сумму трансплутониевых элементов (ТПЭ) — америций (Am), кюрий (Cm), калифорний (Cf), в пробах мочи при наличии в организме первого — на уровне 0,02 ДСА и остальных — на уровне, близком к ДСд1. Чувствительность метода 3,7х Х10_3 Бк/проба. Так как уровень активности мочи в большинстве случаев низок, точность определения зависит главным образом от точности измерения выделенных препаратов. Химические выходы для обогащенного U составляют 67±2%, для Ри — 70±4%, для ТПЭ — 76±2%.
Чтобы извлечь U, Ри и ТПЭ из минерализованной пробы мочи использовали экстракцию (Schieferdecker) и соосаждение радионуклидов с бесцветными осадками. В процессе разработки метода установлено, что из водных растворов с фторидом лантана U соосаждается на 95—98%, с фосфатом висмута Ри и Am — на 98—99%, Cm и Cf — на 95%. Экстракцию нуклидов проводили из сернокислых растворов ди(2-этилгексил)фосфорной кислотой (Д2ЭГФК), последующую реэкстракцию — карбонатом аммония и соляной кислотой. Результаты представлены в табл. 1, из которой видно, что при выполнении этих операций и измерении а-актив-ности выделенных препаратов в слое твердого сцин-тиллятора (см. ниже) с эффективностью, близкой к 95%, выходы нуклидов составляют 70—90%.
Затем были проделаны модельные опыты с мочой. К пробе объемом 500 мл добавляли 10 мл концентрированной HN03 и изучаемые радионуклиды. Пробу доводили до кипения, кипятили несколько минут и осаждали аммиаком фосфаты кальция и магния. Чтобы разрушить органические вещества, сорбированные выпавшим осадком, его обрабатывали смесью HN03 и перекиси водорода до получения остатка белого цвета. Последний растворяли в 0,3 моль H2S04 и доводили pH до 2,5 с помощью концентрированного аммиака. Затем дважды извлекали все радионуклиды 20% раствором Д2ЭГФК в толуоле и количественно ре-экстрагировали Am, Cm, Cf, а также частично U и Ри двумя порциями 9 моль HCl. Чтобы снизить содержание Ри в объединенном солянокислом растворе, его промывали 20% Д2ЭГФК и присоединяли промывную жидкость к объединенной органической фазе. Затем солянокислый раствор выпаривали, обрабатывали HN03+H202, растворяли остаток в 1 моль HN03 и соосаждали 2ТПЭ с фосфатом висмута (маточник, содержащий U, сохраняли). Далее готовили препарат путем смешивания осадка BiP04 с твердым сцинтиллятором и из-
1 Из-за отсутствия необходимых данных в настоящее время принимают, что физиологическое поведение дол-гоживущих изотопов Аш, Сш и СГ сходно. Данный метод предусматривает отделение этих элементов, обладающих близкой радиотоксичностыо, от Ри и и и дальнейшее их совместное определение.
Таблица 1
Экстракция и реэкстракция U, Ри и транс плутониевых элементов из водных растворов
Изучаемый нуклид Экстракция 20 % Д2ЭГФК в толуоле нз раствора H,SOt, pH 2,5 Реэкстракция из Д2ЭГФК Выход нуклида, % Реэкстракция
краспр % о. в о <9 о, X %
Ь'обог 73±7* 98 5±1 80 78 \ 4 моль
238ри 18±2 94 3±1 74 70 / (NH4)sC03
»"Am 176±22 99 8±2 89 88 )
«14Cm 31±4 97 15±2 94 91 9 моль HCl
««Cf 141±18 99 14±7 91 90 J
Примечание. Краспр — коэффициент распределения нуклида между органической и водной фазами, звездочка — среднеквадратическая погрешность.
меряли его а-активность на установке ПП-8 («Волна»). Объединенную органическую фазу, содержа- « щую Ри и и, промывали дистиллированной водой до тех пор, пока рН последней становился равным 4,0—5,0. Затем из нее дважды реэкстрагнровалн нуклиды с помощью 4 моль раствора карбоната аммония. Объединенный карбонатный раствор упаривали и обрабатывали смесью НЫ03 и Н202. При этом карбонаты разрушались и Ри стабилизировался в четырехвалентном состоянии. Остаток растворяли в 1 моль Н1М03, соосаждали Ри с фосфатом висмута и измеряли, как описано выше.
Маточный раствор, образовавшийся при соосаж-дении трансплутониевых элементов с В1Р04, содержит около 32% и, а образовавшийся при со-осаждении Ри с В1Р04 — около 36%. Их объединяли, доводили рН до 2,0—2,5 с помощью аммиака, восстанавливали и трехвалентным титаном до и (+4), соосаждали с фторидом лантана, смеши- * вали с твердым сцинтиллятором и измеряли (см. схему). Поведение изучаемых нуклидов при анализе мочи по предлагаемой схеме показано в табл. 2, из которой следует, что химические выходы всех радионуклидов лежат в пределах 67—78%.
Таблица 2
Распределение I), Ри и трансплутониевых элементов в ходе анализа мочи по выбранной схеме (в % от введенной активности)
Добавленный нуклид Водная фаза I Осадок В1РОл I (ТПЭ) Водная фаза III Осадок BIPO, 11 (Ри) Ос лдок LaF, (U) Материальный баланс, %
23 6JJ 1.5(2) 1.0(6) 1,5(2) 1,0(6) 67(8) 77(2)
"»Ри 1.4(8) 2.7(5) 0,7(2) 70(11) 2.4(4) 73(3)
«"Am 0,5(2) 72(7) — 0,9(5) 2,3(5) 72(2)
®44Cm 3,8(3) 78(8) — — 86(3)
««Cf 0,2(2) 77(8) — — — 78(3)
Примечание. В скобках указано число выполненных анализов.
Схема анализа мочи на содержание обогащенного II, Ри и трансплутониевых элементов
500 мл мочи, и, Ри, Аш, Сш, а
Кипячение, добавление концентрированной ИН,,ОН Отстаивание в течение ночи, отделение осадка
Сброс
-«- Маточник
Осадок фосфатов щелочноземельных элементов и, Ри, Ат, Сш, С{
Раствор и, Ри, Аш, Сш, С1
Обработка концентрированной НЫ03 + Н2Р, Растворение в 0,3 моль Н^БО! Доведение рН до 2,5
_Экстракция 20 %_
раствором Д2ЭГФК в толуоле (2 раза)
Добавление Ш4ОН (рН 2,0—2,5) и ТЧС13
Сброс Маточник
(III)
Осадок "ПР04
и
Растворение в 6 моль НС1 + 4 моль НР. Добавление Ьа+3 и концентрированной НР
Сброс 1 1
Маточник Осадок
(IV) ЬаРз(и)
Таблица 3
Коэффициенты очистки и, Ри и трансплутониевых элементов при их выделении из проб мочи по выбранной схеме
Коэффициент очистки
Определяемое вещество
от и от Ри от ТПЭ
Обогащенный и 33 32
Ри 70 — 72
Трансплутониевые элементы 76 28 —
Коэффициенты очистки, рассчитанные на основании данных табл. 2, приведены в табл. 3. В случае необходимости можно повысить очистку препаратов Ри и ТПЭ от и. Для этого следует растворить осадок фосфата висмута в кислоте и провести его повторное выделение с помощью раствора ЫаН2Р04. Если известно, что анализируемая моча содержит лишь ТПЭ и Ри, коэффициент очистки трансплутониевых элементов от Ри может быть увеличен приблизительно в 7 раз путем окисления последнего до шести валентного состояния с помощью бихромата калия и повторного ТПЭ на фосфате висмута.
При этом химический выход ТПЭ понизится до 60%, но и количество Ри, захваченное осадком В!Р041, сократится до 0,3%.
Описанные эксперименты были выполнены пу-
тем внесения одного из изучаемых нуклидов в пробу мочи. Далее требовалось подвергнуть анализу мочу, содержащую смесь интересующих нуклидов, и доказать, что предложенная схема обеспечивает их надежное разделение. Эта задача была решена методом а-спектрометрии.
Опыты по контролю надежности предложенного метода, включая доказательство четкости разделения радионуклидов в ходе анализа, состояли в следующем. Готовили раствор из смеси обогащенного и и Ри. Аликвотную долю этого раствора наносили на стальную мишень и снимали а-спектр препарата. Из полученной спектрограммы (рис. 1, А) следует, что в приготовленной смеси на долю 239Ри приходится 45% общей активности, на долю и —55%. Суммарная примесь 238Ри и 241 Аш составляет не более 0,7%.
Часть приготовленного активного раствора вносили в пробу мочи объемом 0,5 л. Мочу минерализовали и обрабатывали по схеме. Аликвотную долю раствора, образовавшегося в результате растворения остатка от разрушения карбоната Аш, наносили на мишень, прокаливали и измеряли. Полученный толстослойный препарат оказался малопригодным для идентификации выделенных нуклидов (рис. 1, Б). С целью получения тонкослойного препарата удаляли Са, перешедший из пробы мочи в Д2ЭГФК, с помощью промывок последней серно-
234.
и«77
234,
1/4.24
\
233.
Ри 5,15
£(1Г+Ри)
г г
Ри5,5
2Э41Г4.Т7
239 Рс/5, /5
400
500
ЗОО
400
500
600
Л^Ц]
400
] I
ТТТТ ТТТ. I
500
600
Рис. 1. а-Спектры препаратов, выделенных из мочи, меченной и и Ри. По оси абсцисс — номер канала; А —спектр исходно!) смеси; В—спектр препарата/полученного в,'результате'разрушения карбоната Аш; В — спектр препарата, выделенного[путем эфирной экстракции.
1-я экстракция (40°и)
2-я экстракция
(&о%)
233 Ри 5,15
244
Ст 5. вО
1000 1200 5 кэВ/канал
И
400
500
6СЮ
400
500
500
600
Рис. 2. а-Спектры препаратов, выделенных из мочи, меченной Ри и Ст. А — спектр исходной смеси: Б, В — спектры плутониевых фракций, выделенных путем экстрагирования эфиром; Г — спектр
фракции ТПЭ.
кислым раствором (рН 1,5). Остаток от разрушения карбоната Аш растворяли в 8 моль НЫ03 и совместно извлекали и и Ри с помощью равновесного диэтилового эфира. Судя по данным литературы (О. Вик), 239Ри экстрагируется при этом на 90%, а и — на 65%. Эфирный слой наносили на мишень, выпаривали, прокаливали и измеряли (рис. 1, В). Отсутствие на спектрограмме размытого низкоэнергетического «хвоста» указывает на хорошее качество приготовленного препарата. Линии 234 и (4,77 МэВ) и 239 Ри (5,15 МэВ) полностью разрешены.
Таким образом, а-спектрометрия подтвердила, что и и Ри, присутствующие в моче, извлекаются из нее с помощью Д2ЭГФК и затем реэкстрагиру-ются карбонатом Аш. Дальнейшее разделение нуклидов достигается методами соосаждения.
Затем был проведен опыт со смесью 239 Ри и 244 Сш, которую добавляли к пробам мочи. Спектрограмма исходной смеси представлена на рис. 2. Полученный в результате анализа 9 моль соляни-кислый раствор (см. схему) выпаривали и остаток растворяли в 1 моль Н>Ю3. Из азотнокислого раствора готовили тонкослойный препарат, нанося аликвотную долю на подложку. Полученная спектрограмма (см. рис. 2, Г) подтвердила, что выделенная активность принадлежит 244Ст, примесь 239 Ри в котором составляет менее 1%.
В ходе дальнейших операций остаток от разрушения карбоната Ат растворяли в 8 моль НЫОз и дважды экстрагировали равновесным диэтило-вым эфиром. а-Спектры*выделенных препаратов (см. рис. 2, Б, В) принадлежат 239 Ри, примесь 244 Ст в котором не обнаружена. Расчет показывает, что в каждом из этих препаратов она не превышает 0,1 %.
Во всех этих исследованиях использовали полупроводниковый а-спектрометр, изготовленный на базе кремниевого детектора ДКПС-100, электронного тракта типа СЭС2-02 и многоканального анализатора импульсов на 1024 канала. Спектрометр обладал разрешением 25 кэВ на линии 5,48 МэВ (241 Аш). При таком энергетическом разрешении можно довести чувствительность определения каждого из излучаемых нуклидов до 8,4-10-4 Бк/про-ба при длительности измерения 24 ч и геометрии измерения 20%. Важным условием увеличения чувствительности является также изготовление тонкослойных препаратов. Высокочувствительная спектрометрия особенно необходима для идентификации радионуклидов, выделяемых из низкоактивных проб мочи людей, имеющих производственный контакт с а-излучателями.
Выводы. 1. Предложен экстракционно-со-осадительный метод определения обогащенного и, Ри и трансплутониевых элементов в моче людей, имеющих контакт с этими веществами.
2. Надежность разработанного метода подтверждена с помощью полупроводниковой а-спектромет-рии.
Литература. Голутвина М. М-, Садикова
Контроль за содержанием радиоактивных веществ в организме человека. М., 1979. Нормы радиационной безопасности НРБ-76. М., 1978. Пархоменко Г. М-, Егорова М. С., Копаев В. В. Гигиена труда при работе с трансплутониевыми элементами. М., 1974.
Плутоний. Справочник. Пол ред. О. Вика. М., 1971, т. 1.
Поступила 23.08.82
