RU2772078C1 - СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ УГЛЕРОДНЫХ НАНО- И МИКРОСТРУКТУР В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ С ПОМОЩЬЮ ГАММА-ИЗЛУЧАЮЩЕЙ МЕТКИ 7Be - Google Patents
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ УГЛЕРОДНЫХ НАНО- И МИКРОСТРУКТУР В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ С ПОМОЩЬЮ ГАММА-ИЗЛУЧАЮЩЕЙ МЕТКИ 7Be Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772078C1 RU2772078C1 RU2021125757A RU2021125757A RU2772078C1 RU 2772078 C1 RU2772078 C1 RU 2772078C1 RU 2021125757 A RU2021125757 A RU 2021125757A RU 2021125757 A RU2021125757 A RU 2021125757A RU 2772078 C1 RU2772078 C1 RU 2772078C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass
- samples
- activity
- gamma
- energy
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 6
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 28
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 13
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 6
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 6
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001730 gamma-ray spectroscopy Methods 0.000 description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N Gadolinium Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036499 Half live Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000155 isotopic Effects 0.000 description 2
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- -1 microdiamonds Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000009377 nuclear transmutation Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036948 MRT Effects 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium(0) Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-NJFSPNSNSA-N carbon-14 Chemical compound [14C] OKTJSMMVPCPJKN-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000001809 detectable Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005442 electron-positron pair Effects 0.000 description 1
- 238000000105 evaporative light scattering detection Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 1
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002113 nanodiamond Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000000163 radioactive labelling Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000004054 semiconductor nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Использование: для измерения массы углеродных нано- и микроструктур (УС) в различных средах. Сущность изобретения заключается в том, что в измеряемые УС на стадии подготовки эксперимента вводят радиоактивную метку-маркер, отличающийся тем, что радиоактивную метку в виде атомов гамма-излучающего изотопа 7Ве получают путем облучения на циклотроне изучаемых УС содержащих изотоп 12С ускоренными альфа-частицами с энергией более 32,9 МэВ или ускоренными дейтонами с энергией более 20,5 МэВ или ускоренными протонами с энергией более 24,5 МэВ, меченые УС вводят в исследуемые объекты, представляющие собой организмы подопытных животных или армируемые УС пластмассы, из которых отбирают образцы с неизвестным массовым содержанием УС, измеряют активность полученных образцов на гама-спектрометре, вычисляют искомую массу УС в образце путем сравнения измеренной активности образцов с активностью стандартного образца, содержащего известную массу УС. Технический результат: обеспечение возможности с повышенной точностью и достоверностью измерить массовое содержания УС в жидкой, твердой, газообразной и органической среде без разрушения структуры образцов. 2 табл., 1 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к измерительной технике для детектирования и количественных измерений нано- и микрочастиц углерода (нано- и микроструктур углерода) в различных средах, включая органические и может быть использовано в материаловедении, нанотехнологиях, экологии, биологии, экспериментальной фармакологии для детектирования и количественного определения массы углеродных нано- и микроструктур (например, углеродные нанотрубки и волокна, фуллерены, микроалмазы, графен) в жидких и твердых средах (матрицах), включая органические и биологические.
Уровень техники
Задача количественного определения нано- и микроструктур углерода (УС) в различных средах является актуальной задачей материаловедения, науки о наночастицах и наноматериалах, экологии и гигиены труда, медицины, экспериментальной биологии и фармакологии.
Десятки патентов и публикаций описывают способы детектирования и измерения содержания углеродных нано- и микроструктур, главным образом углеродных нанотрубок, в различных средах.
Рассматривая известные способы (технические решения) для детектирования и количественных измерений УС в различных средах можно условно выделить две группы. К первой относятся технические решения, использующие специфические физико-химические свойства УС. Например, способность эффективно поглощать высокочастотное электромагнитное излучение [Fahmidalrin, BabinaShrestha, Jaclyn E. Mohammad A. Saed, Micah J. Green, Detection of carbon nanotubes in biological samples through microwave-induced heating // Carbon, Volume 50, Issue 12, 2012, Pages 4441-4449; Патент № US 9417198, G01N 25/00, Detection of Carbon Nanotubes by Microwave-Induced Heating]; или характерные спектры комбинационного рассеяния [Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Saito R., Raman spectroscopy of carbon nanotubes // PhysicsReports 2005. V. 409, №2. P. 47-99] или фотолюминесценцию углеродных нанотрубок в растворах [Патент US 7795035] или комплексные методы на основе терморазложения УС, гравиметрии и масс-спектроскопии [Desiree L. Plata, Christopher М. Reddyand Philip M. Gschwend, Thermogravimetry - massspectrometry for carbon nanotube detection in complex mixtures// Environ. Sci. TechnoL, 2012, 46 (22), pp 12254-12261] и ряд других способов. Общим недостатком этих методов является узкая специализация в части, касающейся среды и вида УС, невысокая точность измерений, а также сложность пробоподготовки.
Методы электронной микроскопии [Д.В. Штанский, Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения в нанотехнологических исследованиях //Российский химический журнал, 2002, т. XLVI, №5. 81-88] и оптические методы с использованием конфокальной флуоресцентной или интерференционно-контрастной микроскопии [Kam N.W., Liu Z., Dai Н. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2006. V. 45. P. 577-5812. S. Chaudhary, J.H. Kim, K.V. Singh, M. Ozkan Fluorescence Microscopy Visualization of Single-Walled Carbon Nanotubes Using Semiconductor Nanocrystals // Nano Lett. 2004 V. 4] имеют недостатки, свойственные любым микроскопическим исследованиям - высокая трудоемкость, сложная пробоподготовка, низкая представительность интегральных характеристик образца.
Вторая, относительно многочисленная группа, основана на внесении меток-маркеров в исследуемые УС. Значительным преимуществом этого технического решения является возможность детектирования меченых УС в органических (углеродсодержащих) средах, например, в биологической ткани или пластмассе. Технические решения для реализации метода меток-маркеров многочисленны и разнообразны. Часто используется химическое прикрепление к поверхности исследуемых УС меток в виде атомов или молекул других элементов, например, меток из гадолиния, детектируемых методами магниторезонансной томографии [L.M. Manus, D.J. Mastarone, Е.А. Waters et al., Gd(III)-nanodiamond conjugates for MRT contrast enchancement // NanoLett. 2010. V. 10. P. 484-489], или йода, обнаруживаемого затем методом масс-спектрометрии [Патент РФ №2528096] или конъюгация с биологически активными структурами [Патент РФ №2582286] или введение иных, легко обнаруживаемых меток [Заявка WO 2010102984].
Известны способы, основанные на внесении в исследуемые УС изотопных маркеров (в том числе и радиоактивных), химически прикрепляемых к поверхности УС [Патент US 8501152], а также [Deng X, Yang S, Nie H, Wang H, Liu Y., Generally adoptable radiotracing method for tracking carbon nanotubes in animals, Nanotechnology, 2008 Feb 20; 19(7):075101].
Основным недостатком известных способов на основе меток-маркеров является узкая специализация, непрочность прикрепления меток к поверхности изучаемых УС при внешних воздействиях (например, в живом организме или в ходе технологических процессов обработки пластмасс), а также неизбежное влияние этих меток на физико-химические свойства УС и результаты научных экспериментов с их использованием. Кроме того, практически во всех предлагаемых методах (за исключением меток из гадолиния, детектируемых методами магниторезонансной томографии), детектирование меток в образцах связано с необходимостью перевода их в раствор, что является трудоемкой процедурой и безвозвратно разрушает образец, исключая возможность повторных измерений.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ, описанный в патенте US 8501152 Method of radiolabelling carbon nanotubes, radiolabeled carbon nanotubes and applications thereof который основан на химическом (ковалентная связь) прикреплении к поверхности изучаемых углеродных нанотрубок карбоксильной группы (СООН), содержащей атомы углерода в виде стабильного изотопа 13С или радиоактивного изотопа углерода 14С, которые и являются меткой (маркером), позволяющим детектировать и количественно измерять меченые нанотрубки в окружающей их среде. В этом патенте предложено несколько вариантов химического связывания меченой карбоксильной группы с поверхностью углеродных нанотрубок. Основным недостатком этого метода является большая вероятность отрыва метки от поверхности УС под действием внешней среды, также влияние меток (маркеров) на физико-химические свойства УС, сложность химического связывания меченой карбоксильной группы с поверхностью углеродных нанотрубок.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является повышение универсальности, точности и достоверности измерений массового содержания УС в различных средах. Повышение достоверности достигается уменьшением влияние меток, прикрепляемых к исследуемым УС на их физико-химические свойства, увеличением прочности прикрепления меток к изучаемой УС при внешних воздействиях (например, в живом организме или в ходе технологических процессов обработки пластмасс). Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет использовать для регистрации метки создаваемое ею гамма-излучение, что существенно упрощает процесс измерения и делает ненужной какую-либо специальную пробоподготовку.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом заявляемого изобретения является возможность с повышенной точностью и достоверностью измерить массовое содержания УС в жидкой, твердой, газообразной и органической среде без разрушения структуры образцов.
Для достижения технического результата предложен способ измерения массы углеродных нано- и микроструктур в различных средах с помощью гамма-излучающей метки 7Ве, заключающийся в том, что в измеряемые УС на стадии подготовки эксперимента вводят радиоактивную метку-маркер, при этом, радиоактивную метку в виде атомов гамма-излучающего изотопа 7Ве получают путем облучения на циклотроне изучаемых УС содержащих изотоп 12С ускоренными альфа-частицами с энергией более 32,9 МэВ или ускоренными дейтонами с энергией более 20,5 МэВ или ускоренными протонами с энергией более 24,5 МэВ, меченные УС вводят в исследуемые объекты, представляющие собой организмы подопытных животных или армируемые УС пластмассы, из которых отбирают образцы с неизвестным массовым содержанием УС, измеряют активность полученных образцов на гама-спектрометре, вычисляют искомую массу УС в образце путем сравнения измеренной активности образцов с активностью стандартного образца, содержащего известную массу УС.
Краткое описание чертежей
На фигуре показан скриншот экрана γ-спектрометра при измерении пробы №2. По оси абсцисс отложена энергия измеряемых гамма-квантов в кэВ, по оси ординат интенсивность в виде количества зарегистрированных импульсов.
Осуществление изобретения
Прикрепление изотопов 13С или 14С к поверхности УС химическим путем, использованное в прототипе недостаточно прочно. Чтобы исключить их отрыв под действием внешней среды необходимо изменить физико-химические свойства УС. Кроме того, измерения содержания изотопа 13С возможны лишь путем масс-спектрометрии, а 14С - счетчиками/спектрометрами β-излучения. Пробоподготовка образцов для масс-спектрометрии или детектирования β-излучения сложна и требует значительных трудозатрат. Для практического использования наиболее удобна гамма-излучающая метка, измерение активности которой представляет значительно меньшие трудности. Существует гамма-излучающий излучающий радиактивный изотоп 11С, который не встречается в природе в естественном виде. Однако короткое время жизни изотопа 20,36 мин, фактически исключает возможность его практического применения. Таким образом, гамма-излучающих радиоактивных изотопов с удобным для измерений временем жизни у углерода нет. Выходом является использование радиоактивных меток, которые можно создать внутри изучаемых УС трансмутацией изотопа 12С в 7Ве под действием внешнего облучения высокоэнергетичными заряженными частицами (α-частицы, протоны, дейтоны) в ходе ядерных реакций, показанных в таблице 1.
Из представленных в таблице 1 нуклидов только изотоп 7Ве в полной мере подходит на роль метки-маркера. Этот изотоп имеет близкое к оптимальному время полураспада, достаточное для проведения измерений и достаточно малое для обеспечения высокой удельной активности. Энергия γ-излучения этого изотопа соответствует диапазону традиционной γ-спектрометрии.
Следует отметить, что такого рода метки-маркеры при больших концентрациях способны изменить физико-химические свойства меченных ими УС. Однако, концентрация трансмутированных ядер, приемлемая для детектирования УС путем измерения их гамма-активности, может быть крайне невелика (10-6 и менее) в связи с высокой селективностью и чувствительностью современных коммерчески доступных γ-спектрометров. Кроме того, образование изотопа 7Ве равновероятно в любой точке объема или УС (не только на поверхности УС), что делает изменение физико-химических свойств меченых ими УС пренебрежимо малым.
Предложенный способ заключается во введении в исследуемые УС радиоактивной метки путем трансмутации части атомов углерода 12С в исходной УС в ядра радиоактивного изотопа 7Ве под действием ускоренных заряженных частиц (протоны, дейтоны, альфа-частицы). При этом радиоактивные атомные ядра изотопа 7Ве, образующиеся из ядер атомов исходной УС, становятся частью структуры внутри объема изучаемой УС.
Под действием указанных высокоэнергетичных частиц в природном углероде происходит ядерная реакция, ведущая к трансмутации ядер изотопа углерода 12С в ядра радиоактивного изотопа 7Ве. Изотоп 7Ве, имеет время полураспада 53,2 суток, а энергия γ-излучения 477,59 кэВ эффективно регистрируется обычными коммерчески доступными γ-спектрометрами. Определение массы углеродных структур в изучаемом объекте производится сравнением активности 7Ве, обнаруженной в изучаемом объекте с активностью 7Ве в стандартном (эталонном) образце, содержащем известную массу облученных в тех же условиях изучаемых углеродных структур.
Предложенный способ реализуется тем, что измеряемые УС упаковывают в тонкостенный алюминиевый контейнер, который облучают пучком ускоренных на циклотроне альфа-частиц с энергией более 32,9 МэВ в течение нескольких часов (в зависимости от интенсивности пучка альфа-частиц и требуемой удельной активности меченых УС). Облученные (экспонированные) УС вводят в изучаемый объект (например, живой организм подопытного животного, или пластмассу, армируемую УС или в стандартный образец и т.д.), после чего (через требуемое условиями эксперимента или технологии время) отбирают образцы, содержащие УС и направляют их на гамма-спектрометрическое измерение активности. Образцы произвольной массы упаковываются в пластмассовые герметически закрывающиеся пробирки без какой-либо специальной пробоподготовки. Для измерения активности используется обычный коммерчески доступный гамма-спектрометр с измерения активности используется обычный коммерчески доступный гамма-спектрометр с охлаждаемым полупроводниковым детектером Ge-Li и стандартное программное обеспечение.
Измерение массы УС в образцах осуществляют методом сравнения активности измеряемых образцов со стандартным образцом, содержащим известную массу УС. Стандартный образец изготавливается путем введения известной массы меченых УС в упаковку той же формы и размера, что и у измеряемых образцов. Среда, заполняющая упаковку стандартного образца должна максимально соответствовать составу среды измеряемых образцов (например, для образцов биологических тканей млекопитающих хорошим приближением является чистая вода, или физиологический раствор).
После измерения активности стандартного образца рассчитывают искомую массу УС в исследуемом образце путем сравнения активности УС в исследуемом образце с активностью УС в стандартном образце, по формуле 1:
где: Mx - искомая масса УС в образце;
Ax - измеренная активность метки в образце;
Aст - измеренная активность метки в стандартном образце;
Мус ст - известная масса УС в стандартном образце.
Пример
В ходе эксперимента по проверке возможности измерения массы УС, меченых радиоактивным изотопом 7Ве, было проведено облучение графитовых микрочастиц из особо чистого (реакторного) графита марки АРВу ускоренными на циклотроне альфа-частицами с энергией 63 МэВ в течение 1 часа. Средний размер микрочастиц составлял 93 мкм. После их облучения в течение 1 ч током около 5 мкА, было приготовлено пять проб, содержащих взвесь изучаемых УС в воде с массой графитовых микрочастиц около 70 мг каждая. Пробы, упакованные в герметические пробирки из полиэтилена объемом 2 см3, были отправлены на гамма-спектрометрию. Для измерений использовалась гамма-спектрометрия пяти образцов облученных на циклотроне микрочастиц графита, показала отсутствие в углероде видимых примесей каких-либо радиоактивных элементов, за исключением изотопа бериллия 7Ве. Заметных различий по удельной активности и форме спектра гамма-излучения от образца к образцу замечено не было. Усредненное по пяти образцам значение удельной активности 7Ве в облученных альфа-частицами УС составило 349.8 Бк/г.
На фигуре представлен скриншот экрана гамма-спектрометра и первичные данные измерений для образца №2, выбранного в качестве стандартного образца. По оси ординат отложена интенсивность излучения в относительных единицах. По оси ординат отложена энергия гамма-квантов. На фигуре виден большой пик 477,6 кэВ, соответствующий изотопу 7Ве. Менее интенсивная линия 511 кэВ (справа от линии 7Be) соответствует энергии аннигиляции электрон-позитронных пар фона космического излучения.
Данные таблицы 2 показывают измеренную активность метки в стандартном образце A ст, равную 25,61 Бк.
Масса УС в остальных образцах вычисляется по формуле (1) используя измеренную активность Ax остальных образцов.
Данный пример демонстрирует возможность измерения массы УС в исследуемых образцах путем введения в углеродные микрочастицы радиоактивных меток в виде атомов 7Ве и измерения их активности с помощью гамма-спектрометра с последующим пересчетом активности 7Ве в массу УС в измеряемых образцах, используя измерения удельной активности эталонов и активности измеряемых образцов.
При необходимости активность метки в УС может быть повышена пропорционально увеличению времени облучения УС альфа-частицами, или увеличением интенсивности пучка альфа-частиц.
Таким образом показано, что в предложенном способе:
1. В отличие от известных на настоящий момент технических решений по введению в углеродные структуры меток-маркеров, в данном техническом решении в УС формируется гамма-излучающая радиоактивная метка 7Be.
2. В отличие от известных на настоящий момент технических решений метка формируется в углероде под воздействием альфа-частиц высокой энергии.
3. В отличие от известных технических решений по введению в УС меток (в том числе изотопных и радиоактивных), прикрепляемых к поверхности УС, используемая метка 7Be формируется внутри УС путем трансмутации атомов самой УС. Такая метка устойчива относительно любых внешних физико-химических воздействий.
4. В отличие от известных технических решений, где метки-маркеры прикрепляются на поверхность УС и способны изменить физико-химические свойства меченных ими УС, в предлагаемом техническом решении образование меток 7Ве равновероятно в любой точке объема УС (не только на поверхности УС), что делает изменение химических свойств, меченных ими УС исчезающе малым.
Claims (1)
- Способ измерения массы углеродных нано- и микроструктур (УС) в различных средах с помощью гамма-излучающей метки 7Ве, заключающийся в том, что в измеряемые УС на стадии подготовки эксперимента вводят радиоактивную метку-маркер, отличающийся тем, что радиоактивную метку в виде атомов гамма-излучающего изотопа 7Ве получают путем облучения на циклотроне изучаемых УС, содержащих изотоп 12С, ускоренными альфа-частицами с энергией более 32,9 МэВ или ускоренными дейтонами с энергией более 20,5 МэВ или ускоренными протонами с энергией более 24,5 МэВ, меченые УС вводят в исследуемые объекты, представляющие собой организмы подопытных животных или армируемые УС пластмассы, из которых отбирают образцы с неизвестным массовым содержанием УС, измеряют активность полученных образцов на гамма-спектрометре, вычисляют искомую массу УС в образце путем сравнения измеренной активности образцов с активностью стандартного образца, содержащего известную массу УС.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2772078C1 true RU2772078C1 (ru) | 2022-05-16 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1736858A (zh) * | 2005-07-14 | 2006-02-22 | 上海交通大学 | 表面连接有磁性纳米粒子的碳纳米管及其制备方法 |
RU135409U1 (ru) * | 2013-07-25 | 2013-12-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Устройство для измерения массы микро- и нанообъектов |
RU2528096C1 (ru) * | 2013-04-05 | 2014-09-10 | Руслан Юрьевич Яковлев | Способ количественного определения углеродных наноструктур в биологических образцах и их распределения в организме |
RU2698718C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ количественного определения массы углеродных наноструктур в образцах |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1736858A (zh) * | 2005-07-14 | 2006-02-22 | 上海交通大学 | 表面连接有磁性纳米粒子的碳纳米管及其制备方法 |
RU2528096C1 (ru) * | 2013-04-05 | 2014-09-10 | Руслан Юрьевич Яковлев | Способ количественного определения углеродных наноструктур в биологических образцах и их распределения в организме |
RU135409U1 (ru) * | 2013-07-25 | 2013-12-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Устройство для измерения массы микро- и нанообъектов |
RU2698718C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ количественного определения массы углеродных наноструктур в образцах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ohtsuki et al. | Enhanced electron-capture decay rate of b 7 e encapsulated in c 60 cages | |
Marchese et al. | New generation non-stationary portable neutron generators for biophysical applications of Neutron Activation Analysis | |
Segebade et al. | Principles, methodologies, and applications of photon activation analysis: a review | |
Jost et al. | Measurement of cross sections for the 232 Th (P, 4 n) 229 Pa reaction at low proton energies | |
Valković et al. | Trace element analysis using proton-induced X-ray emission spectroscopy | |
Qaim et al. | Positron-emitting radionuclides for applications, with special emphasis on their production methodologies for medical use | |
Ohtsuki et al. | Observation of radioactive fullerene families labeled with 11C | |
Petringa et al. | Study of gamma-ray emission by proton beam interaction with injected Boron atoms for future medical imaging applications | |
RU2772078C1 (ru) | СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ УГЛЕРОДНЫХ НАНО- И МИКРОСТРУКТУР В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ С ПОМОЩЬЮ ГАММА-ИЗЛУЧАЮЩЕЙ МЕТКИ 7Be | |
Dyson | Characteristic X-rays-A still developing subject (use in analysis) | |
Aziz et al. | Radiochemical Separation of 161 Tb from Gd/Tb Matrix Using Ln Resin Column | |
Karam et al. | Encapsulation of 99mTc within fullerenes: a novel radionuclidic carrier | |
Gustafsson et al. | Ammonium formate, a compound for sensitive EPR dosimetry | |
Kamenik et al. | INAA and ion-beam analysis of elemental admixtures in carbon-based nanomaterials for battery electrodes | |
Alikhanian et al. | Detection of x-ray transition radiation of 31-GeV electrons | |
Stepanov et al. | Positronium in biosystems and medicine: a new approach to tumor diagnostics based on correlation between oxygenation of tissues and lifetime of the positronium atom | |
Brune | Low temperature irradiation applied to neutron activation analysis of mercury in human whole blood | |
Cai et al. | Feasibility study on rare earth ion exchange resin saturation analysis based on PGNAA technique | |
Buzulukov et al. | Formation of a Radioactive Label in Carbon Nanostructures by Alpha-Particles Accelerated in a Cyclotron | |
Rapaport et al. | Determination of bromine in blood serum by 125I excited x‐ray fluorescence | |
Mitch et al. | Production of 11C in fullerene cages: Short half-life tracers | |
Kumarananthan | Optimizing the Liquid Target Production of the PET-radionuclide Ti-45 from a Natural Scandium Target | |
Li et al. | A method for 237 Np determination with LSC in the experiment of neptunium sorption onto bentonite | |
Sujana | Boron Analysis and Imaging in BNCT | |
da Costa et al. | Gamma spectrometry of iodine-125 produced in IEA-R1 nuclear reactor, using HPGe detector and fixation into epoxy matrix disc |