Примечание
Авторы методики: ГНЦ РФ Биофизика, ЦМИИ ГП ВНИИФТРИ
В работе над методикой принимали участие: НПП “Доза” при ГП “ВНИИФТРИ”, ЦНПВРЛ, ЦНПВРЛ
3.2.3. Приготовление счетных образцов из проб молока и молочных продуктов.
Предлагаемый метод позволяет получить в течение 1,5¸2,5 часов из проб молока и молочных продуктов счетных образцов для измерения активности р/н Sr-90 на бетта - спектрофотометре комплекса “Прогресс” обеспечивающего за 0,5 ч. измерений значения МИА на уровне 0,2 Бк/дм3 для исходной пробы объемом 0,5дм3.
В основу метода положена способность оксалата кальция соосаждать оксалаты стронция и иттрия.
В молоке кальций может быть связанным с фосфатными остатками основного молочного белка казеина и входить в коллоидные фосфаты, образуя мицеллы в сыворотке молока. В рамках современных представлений предполагается, что наличие стронция и иттрия в молоке обусловлено их способностью замещать кальций в мицеллах коллоидных фосфатов. Тем самым образование оксалатов кальция, стронция, иттрия “напрямую” невозможно ввиду их недоступности для взаимодействия с оксалат-ионом.
Высвобождение кальция из казеина достигается разрушением структуры казеина (его денатурированием), а освобождение кальция, стронция, иттрия из коллоидных фосфатов проводится вытеснением ионами натрия.
Таким образом, процедура ускоренного радиохимического приготовления счетных образцов предусматривает денатурирование казеина, вытеснение кальция, стронция, иттрия из мицелл ионами натрия и заканчивается высаждением оксалатов. Вся процедура проводиться в два основных этапа:
I. Денатурирование белка 6 моль/дм3 хлористоводородной кислотой.
II. Соосаждение с оксалатами кальция оксалатов Sr-90, Y-90 с сохранением в счетном образце степени радиоактивного равновесие этих радионуклидов, сложившегося к моменту анализа в исследуемой пробе.
Полное время приготовление счетного образца молока составляет 1,5¸2,5 часа в зависимости от жирности, содержания белка и объема пробы.
Ход анализа при массе проб до 200 г.
1. В широкогорлую коническую колбу вместимостью 0,75 дм³ помещают 200 см³ молока или навеску 200 г молочных продуктов. Добавляют 20 см³ раствора СаCl2 с титром по Са2+-40 мг/см³ и 200 см³ 6 моль/дм³ HCI. Раствор кипятят в течение 15 минут, периодически перемешивая.
2. К горячему раствору добавляют 30 см³ 5 моль/дм³ NaOH и 30 см³ этилового спирта. Смесь нагревают на слабом огне до расслоения (отделения казеиновой белковой фракции).
3. Белковую фракцию отфильтровывают из горячего раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента. Осадок на фильтре промывают 100 см³ горячей дистиллированной воды.
4. К фильтрату добавляют 10 см³ насыщенного раствора NaCl, и раствор интенсивно перемешивают.
5. К раствору добавляют 50 см³ 6 моль/дм³ HCI и 50 см³ насыщенного раствора H2C2O4 (или 5 г сухой щавелевой кислоты). Раствор нагревают до кипения, но не кипятят.
6. Горячий раствор нейтрализуют 25% раствором NH4OH строго до pH 4,0 (по индикаторной бумаге). Для формирования осадка раствор нагревают до кипения, но не кипятят.
7. Взвешивают бумажный фильтр белая или красная лента.
Осадок общих оксалатов отфильтровывают из горячего раствора через складчатый фильтр, промывают на фильтре кипящей дистиллированной водой объемом 300 см3, высушивают до постоянного веса.
Высушенный осадок общих оксалатов взвешивают вместе с фильтром, переносят в измерительную кювету, и вновь взвешивают.
Активность счетного образца измеряют по алгоритму ”90Sr=90Y”.
Ход анализа при массе проб до 1000 г.
1. В широкогорлую коническую колбу, вместимостью 2 дм³ помещают 1000 см³ молока или 250 г молочных продуктов. Добавляют 200 см³ концентрированного раствора HCI. Раствор кипятят в течение 30 мин., периодически перемешивая.
2. К горячему раствору добавляют 50 см³ 5 моль/дм³ NaOH и 50см³ этилового спирта. Смесь нагревают на слабом огне до расслоения (отделения казеиновой белковой фракции).
3. Белковую фракцию отфильтровывают из горячего раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента. Осадок на фильтре промывают 100 см³ кипящей дистиллированной воды.
4. К фильтрату добавляют 50 см³ насыщенного раствора NaCl, и раствор интенсивно перемешивают в течение 30 с.
5. К раствору добавляют 50 см³ концентрированной HCl и 75см3 2 моль/дм3 H2C2O4 или 5 г сухой щавелевой кислоты. Раствор нагревают до кипения, но не кипятят. Горячий раствор остужают на водяной бане при периодическом перемешивании до комнатной температуры (происходит укрупнение осадка сахаров в результате реакции полимеризации).
6. Осадок сахаров отфильтровывают из раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента, промывают на фильтре 100 см³ кипящей дистиллированной воды.
7. Фильтрат нагревают до кипения, но не кипятят. Горячий раствор нейтрализуют 25% раствором NH4OH строго до величины pH 3,0-4,0 (по универсальной индикативной бумаге). Для формирования осадка раствор нагревают до кипения, но не кипятят.
8. Взвешивают бумажный фильтр белая или красная лента. Осадок общих оксалатов отфильтровывают из горячего раствора через взвешенный складчатый фильтр, промывают на фильтре кипящей дистиллированной водой объемом 300 см³, высушивают до постоянного веса.
9. Высушенный осадок общих оксалатов взвешивают вместе с фильтром, переносят в измерительную кювету и вновь взвешивают.
10. Активность счетного образца измеряют по алгоритму Sr-90 = Y-90.
Приготовления счетных образцов из проб сухого молока.
1. В широкогорлую коническую колбу вместимостью 2 дм³ помещают навеску массой 100 г сухого молока. Добавляют 100 см³ дистиллированной воды, и перемешивают до полного смачивания.
2. Добавляют 250 см³ 6 моль/дм³ HCI. Раствор интенсивно перемешивают, нагревают до появления кремового окрашивания и кипятят в течение 15 минут, периодически перемешивая.
3. К горячему раствору добавляют 30 см³ 5 моль/дм³ NaOH и 30 см³ этилового спирта. Смесь нагревают на слабом огне до расслоения (отделения казеиновой белковой фракции).
4. Белковую фракцию отфильтровывают из горячего раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента. Осадок на фильтре промывают 100 см³ кипящей дистиллированной воды.
5. К фильтрату добавляют 25 см³ насыщенного раствора NaCl, и раствор интенсивно перемешивают в течение 30 сек.
6. К раствору добавляют 100 см³ 6 моль/дм³ HCl и 50 мл насыщенной H2C2O4 и нагревают до кипения, но не кипятят. Горячий раствор остужают на водяной бане при периодическом перемешивании до комнатной температуры (происходит укрупнение осадка сахаров в результате реакции полимеризации).
7. Осадок сахаров отфильтровывают из раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента, промывают на фильтре 100 см³ дистиллированной воды.
8. Фильтрат нагревают до кипения, но не кипятят. Горячий раствор нейтрализуют 25% раствором NH4OH строго до величины pH 3-4 (по универсальной индикаторной бумаге). Для формирования осадка раствор нагревают до кипения, но не кипятят.
9. Взвешивают бумажный фильтр белая или красная лента.
Осадок общих оксалатов отфильтровывают из горячего раствора через взвешенный бумажный фильтр, промывают на фильтре кипящей дистиллированной водой объемом 300 см³, высушивают до постоянного веса.
10. Высушенный осадок общих оксалатов взвешивают вместе с фильтром, переносят в измерительную кювету, вновь взвешивают.
11. Активность счетного образца измеряют по алгоритму Sr-90 = Y-90.
Приготовление счетных образцов из проб сгущенного молока.
1. В стакан вместимостью 0,5 л помещают навеску сгущенного молока массой 100 г. Добавляют 150 см³ дистиллированной воды, полностью растворяя пробу.
2. В широкогорлую коническую колбу вместимостью 2 дм³ переносят раствор сгущенного молока. Стакан ополаскивают 100 см³ горячей дистиллированной воды и раствор переносят в колбу. Добавляют 20 см³ раствора CaCl2 с титром по Ca2+ - 40 мг/см³ и 250 см³ HCl. Раствор кипятят в течение 15 минут, периодически перемешивая.
3. К горячему раствору добавляют 30 см³ 5 моль/дм³ NaOH и 30 см³ этилового спирта. Смесь нагревают на слабом огне до расслоения (отделения казеиновой белковой фракции).
4. Белковую фракцию отфильтровывают из горячего раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента. Осадок на фильтре промывают 100 см³ кипящей дистиллированной воды.
5. К фильтрату добавляют 25 см³ насыщенного раствора NaCl, и раствор интенсивно перемешивают в течение 30 сек.
6. К раствору добавляют 100 см³ 6 моль/дм³ HCl (кислоту вносят для лучшей полимеризации сахаров) и 50 мл H2C2O4 и нагревают раствор до кипения, но не кипятят. Горячий раствор остужают на водяной бане при периодическом перемешивании до комнатной температуры (происходит укрупнение осадка сахаров в результате реакции полимеризации).
7. Осадок сахаров отфильтровывают из раствора через складчатый бумажный фильтр белая или красная лента, промывают на фильтре 100 см3 холодной дистиллированной воды.
8. Фильтрат нагревают до кипения но не кипятят. Горячий раствор нейтрализуют 25% раствором NH4OH строго до величины pH 3-4 (по универсальной индикаторной бумаге). Нагревают раствор для формирования осадка общих оксалатов.
9. Взвешивают бумажный фильтр белая или красная лента. Осадок общих оксалатов отфильтровывают из горячего раствора через взвешенный складчатый фильтр, промывают на фильтре кипящей дистиллированной водой объемом 300 см³, высушивают до постоянного веса.
10. Высушенный осадок общих оксалатов взвешивают вместе с фильтром, переносят в измерительную кювету и вновь взвешивают.
11. Активность счетного образца измеряют по алгоритму Sr-90 = Y-90.
Реактивы. Кислота хлористоводородная - 6 моль/дм3; кислота щавелевая - 2 моль/дм3; аммония гидроксид 25% раствор; натрия гидроксид, в этаноле - 5 моль/дм3; натрия хлорид - 6 моль/дм3; кальция хлорид - 1 моль/дм3. Все реактивы могут быть марки «ч»
Аппаратура, посуда. Бета – спектрофотометр комплекса «Прогресс» в комплекте; весы лабораторные аналитические; плитка электрическая; устройство для сушки препаратов; например, лампа зеркальная 3М-8, 220x500; цилиндры мерные 50, 100, 250, 500 см3; воронки конические d=7,5 см; стеклянные палочки длинной 14 и 28 см; фильтры бумажные беззольные «синяя лента», d=9 см; бумага фильтровальная лабораторная; бумага индикаторная универсальная.
Примечание.
Авторы методики: ГНЦ РФ Биофизика, ЦМИИ ГП ВНИИФТРИ В работе над методикой принимали участие сотрудники Центральной научно-производственной ветеринарной радиологической лаборатории (ЦНПВРЛ): , , .
4. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ.
4.1. Подготовка бета-спектрометра к работе.
1. Включить бета-спектрометр, принтер, компьютер и монитор в электрическую сеть и прогреть не менее 30 минут.
2 .Нажать клавишу F2, появится таблица с главным меню.
3. Курсором отметить программу «Прогресс-3.2» и нажать клавишу Enter.
4. Провести энергетическую калибровку бета-спектрометрического тракта с помощью эталона 90Sr (см. ниже).
4.2. Калибровка по энергии.
Регламентом измерений предусмотрено проведение калибровки бета-спектрометрического тракта по энергии перед каждым измерением активности или фона для исключения дополнительной погрешности, возникающей из-за температурного дрейфа усиления спектрометрического тракта.
Калибровка бета-спектрометрического тракта по энергии проводится автоматически посредством сравнения формы спектра калибровочного точечного источника 90Sr(90Y), входящего в состав установки, с формой реперного спектра точечного источника 90Sr(90Y). Стандартное время калибровочного измерения составляет 150 с.
По окончании процесса калибровки программа автоматически записывает вновь полученные калибровачные коэффициенты в память компьютера. На экран монитора, помимо результатов калибровки, выдается значение контрольной скорости счета от калибровочного источника в определенном интервале энергий. Сохранность этого значения в пределах 10 % от значения, указанного в свидетельстве о метрологической аттестации данной установки, является критерием работоспособности спектрометра в течение межповерочного периода.
Контрольные значения:
энергия кэВ;
позиция 49 ± 20% 820 ± 20%.
Скорость счета в диапазоне 250-500 кэВ : 290 ± 10%.
Для проведения энергетической калибровки бета-спектрометрического тракта необходимо выполнить следующие операции:
- нажать « мышью» на кнопку «Пуск»;
- выбрать «мышью» в списке задач строку «эн. калибровка»;
- поместить калибровочный источник под детектор;
- нажать кнопку «Продолжить»;
- по истечении 150 с сравнить результаты калибровки (положения границ рабочего диапазона и контрольные скорости счета) с контрольными значениями, указанными в свидетельстве о метрологической аттестации данной установки;
- убрать с экрана сообщение о результатах энергетической калибровки, щелкнув левой клавишей «мыши» в любом месте экрана.
4.3. Измерение активности или фона.
Контроль фона. Измерение фона проводят в любое время не реже одного раза в каждый рабочий день (время измерения 30 минут).
Для проведения измерения фона необходимо выполнить следующие операции:
- нажать кнопку «Пуск»;
- выбрать задачу «контроль фона» и подтвердить свой выбор повторным щелчком «мыши»;
- установить чистую кювету под детектор;
- нажать кнопку «Продолжить».
По окончании набора программа рассчитывает значения скорости счета в измерительных энергетических интервалах для вновь измеренного фонового спектра и для спектра фона, измеренного ранее, который хранится в специальном файле на диске ПЭВМ. После этого программа сравнивает значения, полученные для обоих спектров между собой. В этом случае, если эти значения совпадают в пределах погрешности, программа складывает измеренный спектр со спектром, измеренным ранее, со статистическими весами 0,4 и 0,6 соответственно. Результат усреднения записывается в файл фонового спектра на место старого.
В случае отличия измеренного фона от старого, хотя бы в одном из измерительных интервалов, на величину, превышающую значение погрешности, их усреднение не имеет смысла. При этом программа выдает оператору соответствующее предупреждение и предлагает либо записать измеренный спектр на место старого (кнопка «Переписать»), либо оставить на диске прежний фоновой спектр (кнопка «Остановить»), с тем, чтобы устранить причины, вызвавшие изменения фона, и повторить измерение фона еще раз.
После появления на экране сообщения программы о том, что запись фонового спектра произведена, следует щелкнуть левой клавишей «мыши» в любом месте экрана для приведения программы в состояние готовности к калибровочному измерению.
Измерение активности. Для проведения измерения на бета-спектрометре программа предлагает набор алгоритмов обработки спектров матричным методом, отличающихся друг от друга радионуклидным составом счетного образца, геометрией измерения и конфигурацией энергетических интервалов.
Установленное время экспонирования счетного образца составляет 1800 с (30 мин). Однако по желанию оператора набор спектра может быть как прекращен досрочно, так и продолжен по истечении установленного времени.
Для проведения измерения активности счетного образца необходимо выполнить следующие операции:
- нажать «мышью» кнопку «Пуск»;
- выбрать «мышью» из предложенного списка задачу, соответствующую геометрии и типу измерения, и подтвердить свой выбор повторным щелчком мыши;
- установить счетный образец в кювете под детектор;
- при помощи клавиатуры напечатать ответ на предложенные программой вопросы, нажимая клавишу «ENTER» для ввода каждого из ответов;
- нажать «мышью» кнопку «Продолжить».
По истечении установленного времени экспозиции или после нажатия «мышью» на кнопку «Стоп» происходит автоматическая остановка набора с переходом к обработке набранной спектрограммы по алгоритму, соответствующему выбранной перед пуском набора задаче, причем программа позволяет оператору вносить изменения в ответы на вопросы, введенные перед пуском измерения.
По окончании обработки следует нажать «мышью» кнопку «Сохранить результат». При этом результат обработки передается в специальный файл и хранится в нем до момента следующей обработки бета-спектра.
В случае несоответствия измеренного и расчетного спектров на экран выводится соответствующее сообщение. При этом следует убедится в том, что данное измерение проводилось со строгим соблюдением описанного выше регламента. Затем провести измерение фона, калибровочное измерение, после чего измерить активность счетного образца еще раз. Если сообщение о несоответствии спектров повторится, то данный спектр имеет смысл обработать с использованием алгоритма, предполагающего более широкий радионуклидный состав, или исследовать счетный образец на гамма-спектрометре.
Примечание. В процессе измерения на любом из измерительных устройств существует возможность параллельной работы с другими устройствами, входящими в состав спектрометрического комплекса, а так же выхода из оболочки «Прогресс 320» и работы с другими программами (исключая «Windows») без прерывания набора спектра.
5. ОФОРМЛЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.
Программное обеспечение «ПРОГРЕСС» позволяет выводить результаты измерений в виде протокола на принтер и в текстовый файл.
Для просмотра результатов обработки спектрограммы, оформления протокола измерения и формирования соответствующей записи в базе данных используется кнопка «Результат».
После нажатия кнопки «Результат» на экране появляется протокол измерения с внесенными в него расчетными значениями активности нуклидов и значениями погрешности измерения.
Если весь текст протокола не умещается на экране, то просмотреть полученные результаты можно с использованием клавиш «Стрелка вниз» и «Стрелка вверх».
Выход из режима просмотра и оформления протокола без вывода результатов на выбранные устройства осуществляется нажатием клавиши «Esc».
Для вывода протокола на печать и в текстовый файл, а также для того, чтобы сделать соответствующую запись в базу данных, следует предварительно выбрать устройство вывода результата, отметив их в предлагаемом списке крестиком при помощи мыши.
Вывод содержимого протокола на выбранные устройства происходит после нажатия мышью кнопки «ОК».
В протоколе приводятся значения удельной активности радионуклидов в исходной пробе, рассчитанные с учетом коэффициентов всех типов концентрирования, примененных при приготовлении счетного образца. В значении относительной погрешности измерения, приводимом в протоколе, помимо статистической учитывается также систематическая составляющая.
Протокол содержит также некоторые параметры измерения, такие как время экспозиции, масса счетного образца, дата измерения и т. п., взятые программой из соответствующего файла результата. Кроме того, на этом этапе программа позволяет ввести в протокол некоторые дополнительные сведения об исследуемом образце.
А. Результат конкретного измерения.
1. Нажать клавишу «Результат». Заполнить строку названия пробы и т. д. нажимая клавишу «ENTER» в конце каждой строки.
2. Ввести цифру соответствующую виду подготовки пробы (0 или 1).
3. Просмотреть полученные результаты, используя клавиши «Стрелка вниз», «Стрелка вверх» (для выхода из протокола без вывода результатов на печать нажать клавишу «Esc».
4. Перейти в русский шрифт, нажав левую клавишу Ctrl.
5. Заполнить протокол нажимая клавишу «ENTER» в конце каждой строки.
6. Перейти в латинский шрифт повторно нажав клавишу Ctrl.
7. Выбрать мышью устройство для вывода результатов, отметив их крестиком. Посылка результатов в базу данных обязательна!
8. Вывод осуществляется после нажатия мышью кнопки ОК.
Результаты измерений радиоактивности кормов, кормовых добавок и сырья кормового следует сравнивать с допустимыми уровнями содержания стронция-90 и цезия-137 в этих объектах, установленными ветеринарными правилами обеспечения радиационной безопасности животных и продукции животного происхождения: «Ветеринарные правила и нормы ВП 13.5.13/09-00» (Приложение 1).
Б. Общее заключение.
1. Войти в базу данных, нажав мышью обозначение картотеки.
2. Стрелкой поставить маркер на нужную строку.
3. Нажать мышью на клавишу «Протокол».
В случае измерения продуктов питания радиоактивность измерить на бета - и гамма - спектрометрах. При этом номер должен быть поставлен один и тот же и тип пробы «пищ. продукт». Только после этого программа начнет сравнивать результаты измерений с нормами СанПиН (Приложение 2). Выборка осуществляется по колонке с номером пробы и типу пробы.
4. Заполнить необходимые сведения по протоколу.
5. Поставить мышью крестик на нужном устройстве для вывода информации. При этом уже не надо посылать результаты в базу данных – они уже туда посланы (см. п.А).
6. Для выхода из программы удалить с экрана сообщение о результатах измерения нажав клавишу «Esc», а затем левой клавишей мыши кнопку «Выход».
Некоторые стандартные алгоритмы обработки бета-спектров матричным методом:
1. «(90 Sr=Y)+40K»
Область применения: измерение значений активности радионуклидов 90Y и 40К в счетном образце, приготовленном из материала пробы биологического происхождения; счетный образец может быть приготовлен как из нативного материала, так и с применением методов физического концентрирования (озоление, выпаривание, высушивание и т. п.).
Геометрия измерения: счетный образец представляет собой таблетку равной толщины Æ 70 мм в стандартной измерительной кювете.
Предполагаемый состав бета-излучающих радионуклидов в счетном образце 90Sr в состоянии радиоактивного равновесия с 90Y, 137Cs, 40K.
Сведения о счетном образце, запрашиваемые программой:
- масса пробы, отбранной на анализ (m0)
- масса полученного концентрата (m1)
- масса счетного образца (m2)
Формула для расчета удельной активности исходной пробы
А=1000•Аm•m1/m0,
где А - удельная активность исходной пробы (Бк/кг)
Аm – удельная активность счетного образца (Бк/г)
Граница энергичетических интервалов:
900¸1050¸1200¸1400¸1600¸2300¸3000 кэВ
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
