Verfahren zur Messung der Radioaktivität radioaktiver Präparate
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Radioaktivität radioaktiver Präparate mittels einer Szintillatorflüssigkeit, sowie die hierfür verwendete Szintillatorflüssigkeit.
Die Radioaktivität radioaktiver Präparate wird in neuerer Zeit in vielen Fällen zweckmässig mit Hilfe einer sogenannten Szintillatorflüssigkeit gemessen. Derartige Flüssigkeiten stellen im allgemeinen Lösungen von Szintillatoren , d. h. von solchen Substanzen dar, welche die Fähigkeit haben, auf Anregung durch radioaktive, d. h. sehr kurzwellige Strahlen hin, Photonen zu emittieren. Diese Photonen werden alsdann auf bekannte Art und Weise mittels heute üblicher Photokathoden in elektrische Impulse umgewandelt und nach geeigneter Verstärkung gemessen.
Ein brauchbarer Szintillator soll folgende Eigenschaften besitzen : a) er soll die Energie der radioaktiven Strahlung des Präparates möglichst vollständig absorbieren ; b) er soll einen möglichst grossen Teil der absorbierten Energie in Photonen umwandeln, d. h., er soll eine möglichst grosse Quantenausbeute haben ; c) er soll so gut wie möglich in demjenigen Wellenlängenbereich emittieren, für welchen die heute vorhandenen Photokathoden am empfindlichsten sind, d. h. seine Emissionskurve soll im Idealfall den gleichen Verlauf wie die Empfindlichkeitskurve der Photokathode haben.
Bis jetzt wurde als Szintillatorflüssigkeit im allgemeinen eine ungefähr 0, 4"/oigne Lösung von 2, 5-Diphenyloxazol (PPO) in einem aromatischen Kohlenwasserstoff, zumeist Toluol, verwendet. Da die Emissionskurve dieser Substanz meist in einem zu kurzwelligen Bereich liegt, bedarf es der Mitverwendung einer weiteren Substanz, welche die Emissionskurve des Szintillators gegen den langwelligen Bereich des Spektrums verschiebt ; man nennt solche Substanzen sekundäre Szin- tillatorens-oder Wellenlängenverschieber (wave length shifter). Als Wellenlängenverschieber wird heute zumeist 1, 4-Di-(5-phenyl-2-oxazolyl) 4benzol (POPOP) verwendet.
Die Verwendung eines Systems von zwei Substanzen ist jedoch nachteilig, da es nötig ist, die Menge dieser Substanzen genau aufeinander abzustimmen. Zudem sind sowohl das PPO als auch das POPOP sehr kostspielig, so dass sie im allgemeinen nur zur Radioaktivtätsmes- sung kleiner Präparate eingesetzt werden können. Um grössere Präparate auf ihre Radioaktivität zu untersuchen, verwendet man anstelle des teuren PPO das bil ligere Terphenyl. Dieses ist aber bei tiefen Temperaturen schlecht löslich ; zudem benötigt es, ebenso wie das PPO, einen Wellenlängenverschieber.
Erfindungsgemäss ist es nun möglich, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden, indem man eine Szintillatorflüssigkeit verwendet, die als Szintillator ein 1, 3-Diphenylpyrazolon enthält. Man erreicht gegenüber der bisher verwendeten Szintillatorkombination von PPO und POPOP den Vorteil, mit nur einer einzigen Substanz auszukommen. Zudem wirken Diphenylpyrazoline auch als Wellenlängenverschieber, und sie sind im Vergleich zu der PPO-POPOP-Kombination ausser ordentlich preiswert.
Besonders wirksam sind 1, 3-Diphenylpyrazoline der Formel I,
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in der R eine niedere unsubstituierte oder substituierte, jedoch von sauer dissoziierenden Substituenten freie ALkyl- , gruppe oder die Phenylgruppe, X Chlor oder Brom und Y Wasserstoff, Chlor oder Brom bedeuten.
Diphenylpyrazoline-der Formel I, in der R eine niedere unsubstituierte Alkylgruppe oder die Phenylgruppe bedeutet, sind in der britischen Patentschrift Nr. 883 826 beschrieben. Ihre Wirksamkeit ist höher als die der Tri phenylpyrazoline.
Stellt R in Formel 1 einen niederen substituierten, jedoch von sauer dissoziierenden Substituenten freien Alkylrest dar, so handelt es sich insbesondere um eine Alkoxyalkyl-oder um eine tert. Amino-alkylgruppe, wie die Methoxy-oder Äthoxyäthyl-oder die -N, N-Di- methylaminoäthylgruppe. Diphenylpyrazoline der For- mel I, in der R eine tert. Aminoalkylgruppe bedeutet, sind in der belgischen Patentschrift Nr. 610 946 beschrieben.
Bevorzugt werden als Szintillatoren Diphenylpyr azoline der Formel I, in der X Chlor, Y Wasserstoff und R die Methyl-oder -N, N-Dimethylaminoäthylgruppe bedeuten.
Erfindungsgemäss verwendet man die 1, 3-Diphenyl- pyrazoline vorteilhaft in-organischer Lösung von 0, 0001 bis 4, 0 Gewichtsprozentgehalt, vorzugsweise von 0, 01 bis 4, 0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lösungsmittel- menge.
Sofern diese 1, 3-Diphenylpyrazoline als Wellenlängenverschieber, beispielsweise für bereits bekannte Szintillatoren, wie Terphenyl oder PPO, eingesetzt werden sollen, verwendet man sie in Grössenordnungen von
0,0001 bis 0, 1 Gewichtsprozentgehalt, vorzugsweise von 071001 bis 0, 01 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lö- sungsmittelmenge. Als Lösungsmittel kommen die in solchen Fällen üblichen, vor allem aromatis, che Kohlenwasserstoffe, insbesondere Toluol, aber auch aliphatische -kohol, namentlich Alkylenglykolmonoalkyläther, wie Athylenglykolmono-methyl-oder äthyläther in Betracht.
Die erfindungsgemäss vcrwendbaren Szintillator- lösungen eignen sich sehr gut für die Radioaktivitätsmessung radioaktiver Präparate. Man erhält mit ihnen mindestens ebenso gute Messresultate wie mit der bis -ber zu diesem Zwecke verwendeten Kombination von PPO und POPOP, ohne jedoch die genannten Nachteile dieser Kombination in Kauf nehmen zu müssen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfin- dung.
Beispiel 1
Eine Szintillatorlösung gemäss Kolonne 1 der Tabelle 1, in einer Glasküvette, wird durch 624-KeV-Kon- versionselektronen von t37Cs angeregt. Die entstan- denen Photonen werden in einem Photomultipler in elek- trische Impulse umgewandelt und die Höhe der letzteren in einem Impulshöhenanalysator gemessen. Die Messanordnung entspricht derjenigen von Hayes et al, Nucleonics 13, 38 (1955). Zur Beurteilung der Wirksamkeit des Szintillators wird die relative Impulshöhe im Vergleich zur Impulshöhe des Gemisches von 5 g PPO und 0, 3 g POPOP pro Liter Toluol bestimmt.
Alle Messungen erfolgen bei Raumtemperatur, wobei die Szintillatorlösung und der Photomultiplier sich unter vollkommenem Lichtabschluss befinden.
Die erhaltenen Messresultate sind in Kolonne II der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst. Hierin be- deuten : Szintillator No. 1
EMI2.1
Szintillator No. 2
EMI2.2
Szintillator No. 3
EMI2.3
Tabelle 1
EMI2.4
<tb> 1Sztrbtma. <SEP> torlosunss <SEP> II
<tb> <SEP> Il
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<tb> <SEP> 1-4 <SEP> Toluol <SEP> 97, <SEP> D <SEP> /o
<tb> <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 2, <SEP> 4-Trimethylbenzol <SEP> 90, <SEP> 0 <SEP> /o
<tb> . <SEP> 3 <SEP> Dioxan/Athylenglykolmono
<tb> <SEP> äthyläther/Naphthalin <SEP> 97, <SEP> 0 <SEP> /o
<tb> 2 <SEP> 2Toluol <SEP> 96, <SEP> 0"/o
<tb> 2 <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 2, <SEP> 4-Trimethylbenzol <SEP> 97, <SEP> 0 <SEP> /o
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> Bioxan/2ithylenglykol
<tb> <SEP> monoäthyläther/Naphthalin <SEP> 97, <SEP> 0 <SEP> /o
<tb> -3 <SEP> 4 <SEP> Toluol <SEP> 92, <SEP> 0 <SEP> /o
<tb> 3 <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 2, <SEP> 4-Trimethylbenzol <SEP> 96, <SEP> 0 <SEP> /o
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Beispiel 2
Die Aktivität radioaktiver Präparate wird mit Hilfe erfindungsgemässer Szintillatoren wie folgt geprüft.
Zu 10 ml einer Szintillatorlösung werden mit Mikro -pipetten abgemessene Volumina einer mit 14C markierten Lösung von Natriumacetat hinzugefig und-die Aktivität wird in einem Koinzidenz-Spektrometer (Nuclear Chicago Mod. 701) gemessen. Zur Bewertung der Szintillatoren wird die Zählausbeute (Quotient von Zählrate und Zerfallsrate) im Verhältnis zur Zählaus- beute von PPO + POPOP bestimmt. Alle Messungen erfolgen bei Raumtemperatur.
Da für die Messungen nur niedrige Aktivitäten an lit verwendet werden, wie das meistens auch in der Praxis der Fall ist, müssen durch geeignete Einstellung der Photomultiplier-Hochspannung und der Impulshöhendiskriminierung die Zähl- ausbeute S und der Nulleffekt B so verändert werden, dass die Werte S2/B ein Maximum aufweisen. Die Einstellung ist u. a. von der Photonenausbeute des Szintillators abhängig. In der fol, genden Tabelle 2 wird daher jeweils die Hochspannung angegeben, bei welcher eine optimale Zählausbeute gemessen wird. Als Szintillatoren verwendet man die in Beispiel 1 genannten Verbindungen Nr. 1, 2 und 3.
Tabelle 2
EMI3.1
<tb> <SEP> il
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<tb> <SEP> oui
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<tb> <SEP> 7 <SEP> O". <SEP> u'Cl <SEP> OP <SEP> PNa'.
<tb> 1 <SEP> Toluol <SEP> 4 <SEP> 1200 <SEP> 97 <SEP> 0/o
<tb> 1 <SEP> Dioxan/Athylen
<tb> <SEP> glykolmonäthyläther/
<tb> <SEP> Naphthalin <SEP> 3 <SEP> 1220 <SEP> 96, <SEP> 8 <SEP> /o
<tb> 2 <SEP> Toluol <SEP> 2 <SEP> 1190 <SEP> 96, <SEP> 6 <SEP> /o
<tb> 2 <SEP> Dioxan/Athylen
<tb> <SEP> glykolmonoäthyläther/
<tb> <SEP> Naphthalin <SEP> 3 <SEP> 1230 <SEP> 96, <SEP> 81/o
<tb> 3 <SEP> Toluol <SEP> 4 <SEP> 1180 <SEP> 97,
<SEP> 1 <SEP> /o
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Beispiel 3
Die in den Beispielen 1 und 2 genannten Szintillatoren werden auf ihre Verwendbarkeit als Wellenlängen- verschieber sekundärer Szintillators geprüft. Hierbei dient p-Terphenyl als primärer Szintillator : > .
Zu einer Lösung von 4 g/Liter p-Terphenyl in Toluol wird der Wellenlängenverschieber in den nachstehend in Tabelle 3, Kolonne II angegebenen Konzentrationen gegeben. Nach der in Beispiel 2 angegebenen Methode wird die Zählausbeute einer mit 14C markierten Lösung von Natriumacetat gemessen und das Verhältnis derselben zur Zählausbeute von PPO+POPOP in nachfol- gender Tabelle 3, Kolonne III bestimmt.