核分析方法超級靈敏

2018/1/11 9:35:21

分析檢測是工農業生產和科學研究的眼睛。隨著時代的進步和科學技術的發展，人們對分析的要求越來越高，要求：靈敏度高、快速、準確、用樣量少、不破壞樣品、可以進行在線測量，等等。至今，已發展了許多先進分析檢測技術，這里僅介紹幾種核分析技術的例子。

1．中子活化分析

用中子轟擊待測物質，許多原子核具有“吃蟲子”性質，它吃掉一個中子，變成一種新的放射性核素。例如磷-31吸收一個中子變成磷-32，產生的新核素要發生衰變，根據所產生的放射性核素的半衰期、射線能量和強度，進行元素的定性和定量分析，這就是常說的中子活化分析。中子活化分析開創于1936年。

中子活化分析不破壞樣品，屬于非破壞性分析。目前，中子活化分析可測定近80種元素，分析靈敏度比化學分析、光譜分析高得多，可達到10-15克級，一般化學分析，只能達到目的10-6克級，中子活化分析還可實現多元素的同時分析。

中子活化分析已廣泛應用于地球化學、宇宙學、考古學、醫學、法醫學、材料科學和環境科學等許多領域。例如從幾根頭發的分析，可查出孩子是否缺鋅、老年人是否缺鈣。牛頓之死傳統說法是內臟結石癥，活化分析得出結果是死于鉛、汞、銻的慢性中毒。現在，許多疑難刑事偵破案，就是利用中子活化分析找到了罪犯。例如，日本有人為審定一幅名畫的真偽，采用中子活化分析，查出該畫中含有較多的銀，判定這幅畫是照片復制的偽造品。

在偵破活動中，活化分析還可用來查出興奮劑和麻醉劑。

2．瞬發中子活化分析

上節介紹的中子活化分析需要借助反應堆，利用“跑兔”（跑兔——利用壓縮空氣的壓力，將密封在小管內的樣品，通過管道系統送到反應堆的照射孔道中去照射的裝置）技術把樣品通過導管用壓縮空氣送到反應堆中去照射。瞬發中子活化分析則是利用中子源或中子發生器作為激發源，照射所要分析的樣品。樣品中被分析元素的原子和中子碰撞，中子被俘獲吸收，形成復核。這種復核處于高度激發態，很不穩定（壽命小于10-4秒），復核很快退激，放出特種γ射線，這種γ射線標示著特定元素，所以對樣品放出的γ射線進行檢測，就可確定待測元素的類別和數量。瞬發中子活化分析，是一種非破壞性分析，可進行實時和在線測量，用于流線分析。瞬發中子活化分析可做成便攜式分析裝置，方便地進行油氣田、煤層等地質勘探分析。

3．加速器質譜分析

加速器質譜是基于加速器和探測器的原子同位素質譜法。這是采用粒子加速器，提高離子能量，來實現超高靈敏度分析。測量靈敏度可以達到10-18克級（104個原子）。依所用加速器不同，加速器質譜計可分為串列加速器質譜計、回旋加速器質譜計和直線加速器質譜計。加速器質譜計一般由離子源、注入系統、加速器、高能分析系統、粒子探測器、數據獲取系統與控制系統所組成。

加速器質譜計可用于測量氚、碳-14、鈹-10、鋁-26、氯-36、硒-79、碘-129、鈣-41等核素在樣品中的含量，進行考古學、地球科學、環境科學、生命科學與核物理研究。加速器質譜與二次離子質譜相結合，是材料科學與礦物學研究的先進工具。我國夏商周斷代的研究中，加速器質譜測定碳-14，做出了重要貢獻。

4．放射免疫分析

放射免疫分析是在抗原與抗體的特異性結合反應和放射性示蹤測量的高靈敏性基礎上建立起來的一種超微量檢測技術。放射免疫分析有特異性強、靈敏度高（可達10-15g/L）、精密度好、方法可靠、實行體外診斷、受檢者不必接觸射線等優點。在醫學和生物學中有著廣泛的應用，如早期診斷甲狀腺病、糖尿病、肝病、心血管病、艾滋病（獲得性免疫缺陷綜合癥）、腫瘤等。現在已經生產出許多種放射免疫分析試劑盒，供醫院選用。

放射免疫分析現正向非臨床應用擴展，如測定嗎啡和冰毒，測定飲料中的致癌物黃曲霉素，測定不讓豬長膘而對人體極其有害的瘦肉精等。