核分析方法超级灵敏

2018/1/11 9:35:21

分析检测是工农业生产和科学研究的眼睛。随着时代的进步和科学技术的发展，人们对分析的要求越来越高，要求：灵敏度高、快速、准确、用样量少、不破坏样品、可以进行在线测量，等等。至今，已发展了许多先进分析检测技术，这里仅介绍几种核分析技术的例子。

1．中子活化分析

用中子轰击待测物质，许多原子核具有“吃虫子”性质，它吃掉一个中子，变成一种新的放射性核素。例如磷-31吸收一个中子变成磷-32，产生的新核素要发生衰变，根据所产生的放射性核素的半衰期、射线能量和强度，进行元素的定性和定量分析，这就是常说的中子活化分析。中子活化分析开创于1936年。

中子活化分析不破坏样品，属于非破坏性分析。目前，中子活化分析可测定近80种元素，分析灵敏度比化学分析、光谱分析高得多，可达到10-15克级，一般化学分析，只能达到目的10-6克级，中子活化分析还可实现多元素的同时分析。

中子活化分析已广泛应用于地球化学、宇宙学、考古学、医学、法医学、材料科学和环境科学等许多领域。例如从几根头发的分析，可查出孩子是否缺锌、老年人是否缺钙。牛顿之死传统说法是内脏结石症，活化分析得出结果是死于铅、汞、锑的慢性中毒。现在，许多疑难刑事侦破案，就是利用中子活化分析找到了罪犯。例如，日本有人为审定一幅名画的真伪，采用中子活化分析，查出该画中含有较多的银，判定这幅画是照片复制的伪造品。

在侦破活动中，活化分析还可用来查出兴奋剂和麻醉剂。

2．瞬发中子活化分析

上节介绍的中子活化分析需要借助反应堆，利用“跑兔”（跑兔——利用压缩空气的压力，将密封在小管内的样品，通过管道系统送到反应堆的照射孔道中去照射的装置）技术把样品通过导管用压缩空气送到反应堆中去照射。瞬发中子活化分析则是利用中子源或中子发生器作为激发源，照射所要分析的样品。样品中被分析元素的原子和中子碰撞，中子被俘获吸收，形成复核。这种复核处于高度激发态，很不稳定（寿命小于10-4秒），复核很快退激，放出特种γ射线，这种γ射线标示着特定元素，所以对样品放出的γ射线进行检测，就可确定待测元素的类别和数量。瞬发中子活化分析，是一种非破坏性分析，可进行实时和在线测量，用于流线分析。瞬发中子活化分析可做成便携式分析装置，方便地进行油气田、煤层等地质勘探分析。

3．加速器质谱分析

加速器质谱是基于加速器和探测器的原子同位素质谱法。这是采用粒子加速器，提高离子能量，来实现超高灵敏度分析。测量灵敏度可以达到10-18克级（104个原子）。依所用加速器不同，加速器质谱计可分为串列加速器质谱计、回旋加速器质谱计和直线加速器质谱计。加速器质谱计一般由离子源、注入系统、加速器、高能分析系统、粒子探测器、数据获取系统与控制系统所组成。

加速器质谱计可用于测量氚、碳-14、铍-10、铝-26、氯-36、硒-79、碘-129、钙-41等核素在样品中的含量，进行考古学、地球科学、环境科学、生命科学与核物理研究。加速器质谱与二次离子质谱相结合，是材料科学与矿物学研究的先进工具。我国夏商周断代的研究中，加速器质谱测定碳-14，做出了重要贡献。

4．放射免疫分析

放射免疫分析是在抗原与抗体的特异性结合反应和放射性示踪测量的高灵敏性基础上建立起来的一种超微量检测技术。放射免疫分析有特异性强、灵敏度高（可达10-15g/L）、精密度好、方法可靠、实行体外诊断、受检者不必接触射线等优点。在医学和生物学中有着广泛的应用，如早期诊断甲状腺病、糖尿病、肝病、心血管病、艾滋病（获得性免疫缺陷综合症）、肿瘤等。现在已经生产出许多种放射免疫分析试剂盒，供医院选用。

放射免疫分析现正向非临床应用扩展，如测定吗啡和冰毒，测定饮料中的致癌物黄曲霉素，测定不让猪长膘而对人体极其有害的瘦肉精等。