警告：本标准应用到甲苯、含有机成分的闪烁液，具有一定的毒性，建议做好个人防护，在通风橱内操作。
1适用范围
本标准规定了管式燃烧法测定生物中氚和碳-14的原理、化学试剂、仪器、操作流程、结果计算、质量控制等内容。
本标准适用于动物、植物中组织自由水氚、有机结合氚和碳-14的测定。
典型条件下，组织自由水氚探测下限可达0.90 Bq/L或0.72 Bq/（kg·鲜），有机结合氚探测下限可达0.90 Bq/L或0.20 Bq/（kg·鲜），碳-14探测下限可达0.091 Bq/（g·碳）或4.17 Bq/（kg·鲜）。具体内容参见附录A.1。
2规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 12379 环境核辐射监测规定
GB/T 10259 液体闪烁计数器
HJ 61 辐射环境监测技术规范
HJ 1126 水中氚的分析方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 管式燃烧法tube furnace oxidation combustion method
3.2 组织自由水氚（TFWT）tissue free water tritium
生物体内不与其他组织分子相结合的游离态水中的氚通常称为组织自由水氚。本标准中的组织自由水氚样品指生物鲜样经真空冷冻提取后的液态水样品。
3.3 有机结合氚（OBT）organically bound tritium
生物体内以氢键形式与蛋白质、多糖、磷脂等固体物质相结合存在的氚通常称为有机结合氚。本标准中的有机结合氚样品指真空冷冻或烘箱烘干后获取的生物干样经管式氧化燃烧后收集的液态水样品。
4方法原理
组织自由水氚（TFWT）：新鲜的生物样品经真空冷冻后，存在于组织、细胞和细胞间隙中游离态的水结冰，再次解冻后，成为自由水，经纯化后与闪烁液混匀，用低本底液闪计数器测定样品中氚的放射性活度浓度。
有机结合氚（OBT）和碳-14：冻干或烘干后的生物样品放入氧化燃烧装置中，通氧气，加热氧化燃烧，生物样品中有机结合氢及碳转化成水蒸汽和二氧化碳气体，分别通过冷凝收集和氢氧化钠碱性溶液吸收，形成冷凝水和CO32-；冷凝水进一步纯化后与闪烁液混匀，用低本底液闪计数器测定有机结合氚的放射性活度浓度；CO32-进一步转化成碳酸钙沉淀，与闪烁液混匀形成悬浮物，用低本底液闪计数器测定碳-14的放射性活度浓度。
5试剂和材料
除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水。
5.1 高锰酸钾（KMnO4），纯度≥99.0 %。
5.2 铜粉（Cu），纯度≥99.0 %。
5.3 无水碳酸钠（Na2CO3），纯度≥99.0 %。
5.4 过硫酸钾（K2S2O8），纯度≥99.0 %。
5.5 氢氧化钠（NaOH），纯度≥99.5 %。
5.6 氢氧化钠溶液，2 mol/L。称量80 g氢氧化钠（5.5），用去离子水定容至1 L。
5.7 过氧化钠（Na2O2）, 纯度≥99.0 %。
5.8 氯化铵（NH4Cl），纯度≥99.5 %。
5.9氯化钙（CaCl2），纯度≥99.5 %。
5.10 饱和氯化钙溶液。称量74 g氯化钙（5.9），溶于100g去离子水中。
5.11 葡萄糖（C6H12O6），纯度≥99.9 %。
5.12 闪烁液，光谱纯。
5.13 甲苯-TritonX-100乳化闪烁液。0.4 % 2,5-二苯基恶唑PPO和0.03 % 1,4-双-[5-苯基恶唑基-2]-苯POPOP，溶于甲苯溶液，与乳化剂乙二醇聚氧乙稀异辛基酚醚Triton X-100的体积比为2.5:1。
5.14 氚标准溶液：浓度和待测试样尽量相当，需经国内外权威机构认定或计量检定机构检定，并持有相应的活度浓度证明。
5.15碳-14标准溶液：浓度和待测试样尽量相当，需经国内外权威机构认定或计量检定机构检定，并持有相应的活度浓度证明。
5.16 氚本底水：深地下水、低水平矿泉水或冰川水。
6仪器和设备
6.1 低本底液闪计数器：仪器的性能指标应满足GB/T 10259的要求。
6.2 生物真空冷冻装置，冷阱温度-70 ℃±10 ℃。
6.3 生物水分仪，可读性水分含量为0.01 %；重复性为0.10 %（2 g样品）。
6.4 生物样品电动粉碎机，功率3 kW，粉碎细度70-300 目。
6.5 氧化燃烧装置，温度可达1000 ℃±10 ℃。
6.6 分析天平，感量0.1 mg。
6.7 蒸馏烧瓶（含蛇形冷凝管），100 mL。
6.8 样品瓶，聚乙烯、聚四氟乙烯或低钾玻璃，20 mL。
6.9 烘箱。
6.10 一般实验室常用仪器和设备。
7样品
7.1 样品的采集与保存
生物样品可食部分的采集及预处理按HJ 61的相关规定执行。
采取样品可食部分作为分析样品，需洗涤的样品，洗后用清洁干布擦去表面水分，或晾至表面水分刚除尽，立即称量，为鲜样质量。
若生物样不能及时处理，应于0 ℃ ~4 ℃保鲜。
7.2 样品的制备
7.2.1 组织自由水氚样品
7.2.1.1 真空冷冻
取1.0 kg鲜样，切碎混匀，装入生物真空冷冻装置（6.2）的快速冻干瓶或平铺在铝制隔板上，真空冷冻至样品恒重，分别收集冻干的生物干样和冻出的液态水。
7.2.1.2 组织自由水氚样品的制备
量取50 mL ~ 300 mL液态水样品装入蒸馏烧瓶（6.7）中，按每升样品1.0 g的比例加入高锰酸钾（5.1），蒸馏，收集中间部分馏出液。
7.2.1.3 生物样品含水率的测定
取5 g ~15 g混匀的生物鲜样，放入生物水分仪（6.3）样品盘内，均匀摊开，测量自由水占生物鲜样的质量分数ω1；也可以将生物鲜样置于105 ℃烘箱内，烘至恒重后，称量生物样品前后质量差，计算自由水占生物鲜样的质量分数ω1，即为生物样品的含水率。
7.2.2 有机结合氚和碳-14样品
7.2.2.1 样品预处理
经烘箱105 ℃下恒重后生物干样或真空冷冻后干样（7.2.1.1），用生物样品电动粉碎机（6.4）磨粉后备用。
7.2.2.2 氧化燃烧装置的准备
将催化剂铜丝装入氧化燃烧装置（6.5）的高温催化区（图1-c）。取两个干净的水蒸汽冷凝管，称重，记为m1，置冷阱中于2℃~3℃冷却。量取250 ml氢氧化钠溶液（5.6）分别置于两个碱液吸收瓶内，称重，记为m2，按图1将氧化燃烧装置各吸收部件连接起来。7.2.2.3 氧化燃烧
称取50.0 g～100.0 g粉状生物干样，装入样品燃烧舟内，表面平铺一层铜粉（5.2），置于氧化燃烧装置的高温氧化区（图1-b）内，关闭高温氧化区阀门，打开气路阀门，通入氧气或氧气/氩气混合气体，气体流速控制在0.5 L/min～0.7 L/min，通气1 min，赶净氧化燃烧管内空气；打开高温催化区（图1-c）开关，温度设定在700 ℃，启动升温，当高温催化区的温度达到700 ℃时，打开高温氧化区开关，温度设定在100 ℃，有氚化水分流入冷阱接收瓶，保持这个温度，直到水分流出速度变慢时再缓慢升温，并仔细观察通氧情况，避免碱液吸收瓶内的气泡大量溢出；当高温氧化区温度达到600 ℃时，继续保持1 h
左右，确保样品完全氧化，然后切断电源，停止通气。典型生物样品氧化燃烧温度设定可参考附录B。7.2.2.4 氧化燃烧产物的收集
氚化水分通过冷阱收集于氚化水分吸收瓶，供有机结合氚分析测定；二氧化碳气体通过氢氧化钠碱液吸收，供碳-14分析测定。
图1 生物中氚和碳-14氧化燃烧装置示意图
7.2.2.5 有机结合氚样品的制备
称量冷凝吸收后的水蒸汽吸收瓶质量，记为m3。在所收集的冷凝水中加入少量的过氧化钠（5.7），调
节溶液的pH值至7左右，转入100 mL蒸馏瓶，加入少量高锰酸钾（5.1），常压蒸馏，收集镏出液。若溶液颜不澄清，加入1g～3 g过硫酸钾（5.4），加热氧化回流2 h，加入少量高锰酸钾（5.1），若高锰酸钾溶液褪，则再加2 g左右过硫酸钾（5.4）重复氧化回流，直至加入高锰酸钾后溶液不褪，然后加热收集馏出液。
为什么不建议年轻人做碳147.2.2.6 碳-14样品的制备
称量吸收CO 2气体后的碱液吸收瓶质量，记为m 4。将已吸收了二氧化碳的氢氧化钠吸收液转入到1000 mL 的烧杯中，加入氯化铵（5.8），调节pH 值到10左右，然后缓慢滴加饱和氯化钙溶液（5.10），直至无白碳酸钙沉淀产生为止。抽吸过滤白沉淀，弃去上清液，分别用去离子水和无水乙醇反复洗涤沉淀3次，消除Ca （OH ）2可能产生的影响。将碳酸钙沉淀置于105 ℃烘箱中烘干，取出置于干燥器内冷却至室温，研磨备用。
7.2.2.7 氧化燃烧装置回收率的测定
准确称取50 g 分析纯葡萄糖粉末（5.11）按照7.2.2.1~7.2.2.6方法操作，收集氧化燃烧产物，通过称量水蒸汽吸收瓶以及装有氢氧化钠碱性溶液的吸收瓶前后质量差，获得收集的水分和二氧化碳质量，与理论上应该生成的水分和二氧化碳的质量比较，计算装置对水分和二氧化碳的回收率。
6126267.1O H C O H H m m Y ⨯=
(1)
式中： H Y —氧化燃烧装置对生物中有机结合水的回收率；
O H m 2—葡萄糖氧化燃烧后收集的水样质量，g ；
6216O H C m —加入的葡萄糖的质量，一般可取50g ；
1.67—转换系数。
6126268.0O H C CO C m m Y ⨯= (2)
式中： C Y —氧化燃烧装置对生物中碳的回收率；
2CO m —葡萄糖氧化燃烧后，碱液吸收二氧化碳的质量，g ；
6216O H C m —实际加入的葡萄糖的质量，g ；
0.68—转换系数。
8 液闪谱仪的刻度
8.1 氚本底样品的制备
用本底氚水（5.16）制备本底样，取400 ml 的本底氚水加入0.25 g 高锰酸钾（5.1）、0.125 g 铜粉（5.2）和0.125 g 无水碳酸钠（5.3），蒸馏，收集中间部分馏出液。
8.2 氚标准样品的制备
发布评论