PROCESS FOR PREPARING SAMPLES OF TRITIUM OR TRITIUM AND C(14) LABELLED MATERIALS, MAINLY SAMPLES OF ORGANIC MATERIALS AND SAMPLES OF BIOLOGICAL ORIGIN, FOR LIQUID SCINTILLATION COUNTING, AND APPARATUS THEREFOR

Abstract: 1. A process for preparing samples of materials marked with tritium or tritium and **14 C isotopes together, respectively, mainly samples of organic compounds and material samples of biological origin, for the liquid scintillation radioactivity measurement by burning the sample, i.e. oxydatively converting the hydrogen contents of the sample into water and of the carbon contents of it into carbon dioxide, separating the carbon dioxide and the water containing tritium with absorption and transferring the materials containing the given isotopes separated from each other into liquid scintillation solutions, characterized in that one carries out the separation of the carbon dioxide from the water containing tritium in such a way that one feeds the gaseous mixture obtained by the burning of the sample into an absorption device containing cyclohexanol in which one quantitatively binds the water containing tritium or the tritium, respectively, and from it one quantitatively forwards the carbon dioxide, optionally containing the **14 C isotope.

Description: Beschreibung Verfahren zum Vorbereiten von Proben von mit Tritium- beziehungsweise Tritium- und 14O-Isotopen zusammen markierten Materialien, hauptsächlich Proben von organischen Verbindungen und Materialproben biologischen Ursprunges, zur Flüssigkeitsszintillations-Radioaktivitätsmessung sowie Anordnung zu dessen Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten von Proben von mit Tritium- (5H-) beziehungsweise Tritium und 14C-Isotopen zusammen markierten Materialien, hauptsächlich Proben von organischen Verbindungen und Naterjaiproben biologischen Ursprunges, zur Flüssigkeitsszintillations-Radioaktivitätsmessung sowie eine Anordnung zu dessen Durchführung. Gegenwärtig ist die Flüssigkeitsszintillations-Zählung ein weitverbreitetes, nahezu ausschliesslich angewandtes Verfahren zur Messung der Radioaktivität von mit weichen B-strahlenden Isotopen, zum Beispiel mit Tritium oder 14 mit Tritium und dem 1 C-Isotop zusammen markierten organi- schen Verbindungen und Proben organischen Ursprunges. Zur Erzielung von entsprechenden analytischen Ergebnissen sind die Probenvorbereitungsarbeitsgänge, in deren Verlauf die Probe oder der Isotopengehalt der Probe in eine zur Zählung geeignete Lösung überführt wird, von grundlegender Bedeutung. Gerade deshalb sind die isotopenanalytischen Forschungen auf die Ausarbeitung von allgemein anwendbaren, gut reproduzierbaren, einfachen und eine schnelle und quantitative Isotopenerzeugung gewährleistencen automatischen Probenvorbereitungsverfahren gerichtet. Diese Forschungen sind durch die beim Inlösungbringen der Proben erfahrungsgemäss auftretenden Schwierigkeiten beziehungsweise durch die Notwendigkeit einer Lösung der auf die Probenvorbereitung folgenden essprobleme gerechtfertigt. In vom Gesichtspunkt der Energieaufnahme aus vorteilhaften Lösungsmitteln kann nämlich die Mehrzahl der Proben nicht direkt gelöst werden und ein Teil der löslichen Proben ergibt auch farbige Lösungen, welche das emittierte Licht teilweise absorbieren. Auch wenn die Lösung nicht gefärbt ist, wird oft die Menge des emittierten Lichtes durch den gelösten Stoff selbst vermindert. Die die Photonenauslösung herabsetzenden Erscheinungen und die Farb- und Konzentrationsextinktion führen zu von Probe zu Probe unterschiedlichen Zählverlusten beziehungsweise zu einer Energiespektrumsverschie bung. Weitere Probleme treten bei der Untersuchung der Energiespektren der betreffenden Isotope tritium (3H) und 14cm und der Zählungsstatistik auf. Im Falle von zweifach markierten Proben wird nämlich wegen der Überlappung der Energiespektren der zwei Isotope ein Teil der Menge des Isotopes mit grösserer Energie zusammen mit der Menge des Isotopes mit geringerer Energie gemessen. Wenn das Verhältnis der Zählgeschwindigkeit von Tritium zu 1 C grösser als Ç ist, können bei der Berechnung der Menge des Isotopes mit geringerer Energie beträchtliche Fehler auftreten. Es ist allgemein bekannt, dass die Radioisotopen-Markie- rungstechnik ein wichtiges Verfahren für biologische, biochemische und damit in Verbindung stehende sonstige Untersuchungen ist. Zur Auswertung von auf der Anwendung der Tritium- (3E-) und C-Isotope beruhenden Untersuchungen ist sehr oft die Isotopenanalyse einer grossen Zahl sich in ihren chemisch-physikalischen Eigenschaften unterscheidenden Proben auszuführen. Ausser einer Lösung der durch die Probenlöslichkeit, die Extinktion und die zweifach markierten Substanzen verursachten messtechnischen Probleme erfordert die Analyse einer grossen Zahl von Proben ein schnelles, automatisiertes Probenvorbereitungsverfahren. Durch Uberführung des Wasserstoff- und Eohlenstoff- gehaltes der Probe in Wasser beziehungsweise Kohlendioxyd, getrennte Überführung des Tritium aufweisenden Wassers oder anders ausgedrückt Wasserstofftritiumoxydes (HTO) und des das 14C-Isotop aufweisenden Kohlendioxydes (14Co2) in Lösung und Flüssigkeitsszintillations-Radio aktivitätsmessung der so erhaltenen Lösungen können die bereits erwähnten Schwierigkeiten der Probenvorbereitung (wie Farb- und Konzentrationsextinktion und im Falle von zweifach markierten Proben auftretende Korrekturschwierigkeiten) umgangen werden. Im hinblick darauf, dass das Tritium aufweisende Wasser und das das 14C-Isotop aufweisende Kohlendioxyd unter anderen als direktes Oxydationsprodukt der markierten Verbindungen und biologischen Proben durch Verbrennung erhalten werden können und anschliessend durch eine geeignete Trennung dieser Verbrennungsprodukte und Uberführung in Flüssigkeitsszintillationslösungen die Forderung nach der in gleicher chemischer Form erfolgenden Radioaktivitätsmessung erfüllt ist, wurden in erster Linie die Probenverbrennung als erste Stufe anwendende Probenvorbereitungsverfahren ausgearbeitet. Bei den Verfahren, bei welchen geschlossene Systeme, zum Beispiel die sogenannte Schöniger-Technik (Verbrennung in geschlossenen Kolben), angewandt werden (R. G. Kelly, E. A. Peets, S. Gordon und D. A. Buyske, Anal. Biochem. 2 19613, 267; F. Kalberer und J. Rutschmann, flelv. Chim. Acta44 E1961, 1 956; G. N. Gupta, Anal. Chem. 38 L1966, 1 356; T. A. Wegner und Winkelmann, Atompraxis 16 [1970], 19), ist die Trennung von Kohlendioxyd und Wasser vonein ander und von den sonstigen Verbrennungsprodukten nur auf besonderem Wege zu erreichen, weil die Probenverbrennungsvorrichtung zugleich das Sammelsystem für Wasser und Kohlendioxyd ist. Diese übrigens auch ausserordentlich zeit- und arbeitsaufwendigen Verfahren haben den weiteren Nachteil, dass sie zur Vorbereitung von zweifach markierten und flüssigen Proben sowie von Probenreihen ungeeignet beziehungsweise in ihrer Anwendbarkeit wegen der Umständlichkeit der Abtrennung und des Zeit- und Arbeitsbedarfes der Teilvorgänge stark begrenzt sind. Im Falle der Verfahren, bei welchen die Technik der Probenverbrennung im Sauerstoffstrom mit offenem System angewandt wird, sind im allgemeinen die zum Verbrennen der Probe und Sammeln des Wassers und des Köhlendioxydes dienenden Systeme voneinander abtrennbar. Die bekannten Verfahren und die zugehörigen Anordnungen beziehungsweise Vorrichtungen haben aber folgende Charakteristika und Nachteile: a) Die zu analysierenden Proben sind gesondert, einzeln und manuell in die Anordnung einzu bringen. Das Verfahren, bei welchem die Verbrennung im Hochspannungsfunken ange wandt wird (J. E. Naokes in "Liquid Scintillation Counting, Recent Developments", P. E. Stanley und B. A. Scoggings, ed. Seite 125, Academic Press, New York, 1974) und die entsprechende Vorrichtung sind zur Vorbereitung von flüssigen Proben ungeeignet und es muss auf eine sorgfältige Anordnung beziehungsweise Placierung der Proben geachtet werden. In einem anderen Fall (N. Kaartinen, Packard Bulletin 18, 1 969) muss zu den einzelnen Proben unmittelbar vor der Verbrennung ein Zusatzstoff zugegeben und der Verbrennungsvorgang je nach den chemisch-physikalischen Eigenschaften der Probe geregelt werden. Beim kontakt-kataly- tischen Verfahren (M. H. Griffitsh und A. Mallison, Anal. Biochem. 22 F1968j, 456) kann sich parallel mit der Korrosion des Verbrennungrohres und der Desaktivierung des Katalysators der Wirkungsgrad der Isotopenrückgewinnung vermindern. b) Die die Radioaktivitätsmessung störenden Verbrennungsprodukte der in der Probe neben Kohlenstoff und Wasserstoff vorliegenden anderen Bestandteile, zum Beispiel von Chlor, Brom, Jod, Schwefel und Phosphor, werden erst in den Vorrichtungen, bei welchen die kontakt-katalytische Verbrennung oder Nachverbrennung angewandt wird, vom Wasser und Kohlendioxyd abgetrennt (H. Frohofer, Z. Anal. Chem. 271 [1974], 203). c) Die Abtrennung des radioaktiven Kohlen dioxydes und Wassers voneinander bezie hungsweise die Abscheidung des Tritium aufweisenden Wassers aus dem Trägergasstrom erfolgt durch Kondensation, Ausfrieren oder Absorption in einem gegebenen Lösungsmittel (N. H. Griffitsh und A. Mallison, Anal. Biochem. 22 f1987, Seite 456; J. I. Peterson und Mitarbeiter, Anal. Biochem. 31 [1969, Seite 189; N. Kaartinen, Packard Bulletin 18, 1 969; J. E. Naokes in "Liquid Scintillation Counting, Recent Developments", P. E. Stanley und B. A. Scoggings, ed., Seite 125, Academic Press, New York, 1974). Vom analytischen Gesichtspunkt aus ist aber weder die Abscheidung des Tritium aufweisenden Wassers, noch die Trennung des Wassers und Kohlendioxydes quantitativ. Das bedeutet, daS-das Tritium aufweisende Wasser und das das 4C-Isotop aufweisende Kohlendioxyd in den zu ihrer Abscheidung dienenden Systemen sich gegenseitig verunreinigen. Daher ge 14 langt ein Teil des C-Isotopes in die zur Zählung des Tritiums dienende Flüssigkeitsszintillationslösung und ein Teil des Tritiums in die zur Zählung des 14C-Isotopes dienende Flüssigkeitsszintillationslösung. Bei der direkten Wasserkondensation oder der Abscheidung mit einem Lösungsmittel muss mit einem dem Wasserdampfpartialdruck und der Trägergasmenge proportionalen Verlust gerechnet werden. d) Die zur Aufnahme der vorbereiteten Proben beziehungsweise der Flüssigkeitsszin- tillationslösungen dienenden Küvetten müssen einzeln für jede Probe an die Anordnung angeschlossen und nach der Messung von ihr entfernt werden (J. E. Naokes in Liquid Scintillation Counting, Recent Developments", P. E. Stanley und B. A. Scoggings, ed., Seite 125, Academic Press, New York, 1974). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zum Vorbereiten von Proben von mit Tritium- beziehungsweise Tritium- und 140-Isotopen zusammen markierten Materialien, hauptsächlich Proben von organischen Verbindungen und Materialproben biologischen Ursprunges, zur Flüssigkeitsszintillations-Radioaktivitätsmessung, welches eine genaue, empfindliche und schnelle sowie gegebenenfalls ohne manuellen Eingriff vollstandig automatische Vorbereitung von das Tritium (3H-Isotop) oder die Tritium- (a 3 und 14C-Isotope zusammen enthaltenden Substanzproben zur Flüssigkeitsszintillations-Radio- aktivitätsmessung ermöglicht, sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, dass sich das bei der Verbrennung der Probe bildende Wasser oder das mit der Probe in das System eingebrachte Wasser beziehungsweise dessen Tritiiiinge- halt durch Verwendung von Cyclohexanol als Absorptions mittel durch die spontane Kondensation des Wassers sowie die Kombination der Vorgänge zwischen dem im Trägergasstrom zurückbleibenden Tritium aufweisenden Wasser und dem Tritiumabsorptionsmittel Cyclohexanol (Absorption und Isotopenaustausch) aus dem zur Verbrennung der Probe dienenden Sauerstoffstrom bei Zimmertemperatur quantitativ abgeschieden und anschliessend ohne Verluste in die Flüssigkeitsszintillations-Küvette überführt werden können. Ferner beruht die Erfindung auf der Feststellung, dass,im Falle dass Tritium- und 14C-Isotope zusammen enthaltende Proben zu analysieren sind, das Tritium und 14 das das C-Isotop aufweisende Kohlendioxyd durch Ab- scheiden des das Tritium aufweisenden Wassers beziehungsweise Tritiums im Cyclohexanolabsorptionsmittel voneinander quantitativ getrennt und gesondert ohne Verluste in die Flüssigkeitsszintillations-Küvette überführt werden können. Gegenstand Cer Erfindung ist daher ein Verfahren zum Vorbereiten von Proben von mit Tritium- beziehungs 14 weise Tritium- und C-Isotopen zusammen markierten Materialien, hauptsächlich Proben von organischen Verbindungen und Materialproben biologischen Ursprunges, zur Flüssigkeitsszintillations-Radioaktivitätsmessung durch Verbrennen der Probe, das heisst oxydatives Uber- führen des Wasserstoffgebaltes der Probe in Wasser und des Kohlenstoffgehaltes derselben in Kohlendioxyd, Trennen des Kohlendioxydes und Tritium aufweisenden Wassers und Überführen der die gegebenen Isotope auf weisenden Materialien getrennt voneinander in Flüssigkeitsszintillationslösungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Trennen des Kohlendioxydes vom Tritium aufweisenden Wasser in der Weise durchgeführt wird, dass das durch das Verbrennen der Probe erhaltene Gas gemisch in eine Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung, in welcher das Tritium aufweisende Wasser beziehungsweise das Tritium quantitativ gebunden werden, eingeleitet wird und aus ihr das, gegebenenfalls das 14C-Isotop aufweisende, Kohlendioxyd quantitativ weitergeleitet wird. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anordnung -zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einer Probenhalter-und Zuführvorrichtung, einer mit ihr verbundenen und an eine steuerbare Sauerstoffquelle beziehungsweise -leitung angeschlossenen Verbrennungseinheit und einer mit der letzteren verbundenen Trennvorrichtung und gegebenenfalls einer an eine Flüssigkeitsszintillations-Probenhaltereinheit, vorteilhaft über ein steuerbares Ventil, sperrbar angeschlossenen Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trennvorrichtung eine Cyclohexanol enthaltende das Tritium aufweisende Wasser beziehungsweise das Tritium bindende Absorptionsvorrichtung, die ausser mit der Verbrenniingseinheit mit einer anderen Flüssigkeitsszintillations-Probenhaltereinheit, vorteilhaft über ein steuerbares Ventil, sowie gegebenenfalls mit der ohlenaio > ;ydabsorptionsvorrich- tung, vorteilhaft über ein anderes steuerbares Ventil, sperrbar verbunden ist, ist. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der er findungsgemässen Anordnung ist die Probenhalter- und Zuführvorrichtung mit einem elektrischen Programmgeber verbunden. Die Bindung des Tritiuzngehaltes des in die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung eingeleiteten Gasgemisches erfolgt im allgemeinen in der Weise, dass das Tritium aufweisende Wasser kondensiert und vom Cyclohexanol gebunden wird und zwischen dem Tritium aufweisenden Wasser, zum Teil auch unmittelbar aus dem es enthal-enden Gasgemisch heraus, und dem Cyclohexanol ein Isoto6enaustausch, durch den der grössere Teil des Tritiums des Tritium aufweisenden Wassers an Stelle von Wasserstoff des Cyclohexanoles unter Bildung eines Tritium aufweisenden Cyclohexanoles tritt, eintritt, so dass der grössere Teil des Tritiums als Tritium aufweisendes Cyclohexanol und der geringere Teil als Tritium aufweisendes Wasser vorliegt. Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Anordnung sind wie folgt: A) Durch quantitative Trennung des Tritiums und 14C-Isotopes voneinander beziehungs weise des Tritiums und gegebenenfalls 14C-Isotopes vom zu bestimmenden Gemisch gewährleisten das erfindungsgemässe Ver fahren und die erfindungsgemässe Anordnung die genaue und reproduzierbare Bestimmung des Isotopengehaltes von zweifach markier ten Proben. B) Das erfindungsgemäBe Verfahren und die erfindungsgemässe Anordnung liefern sowohl bei einfacher als auch bei doppelter Markierung gut reproduzierbare Ergebnisse. Die Genauigkeit und die Reproduzierbar keit sind praktisch unabhängig von der Versiertheit des Bedienungspersonales. C) Der Vorgang der Probenvorbereitung kann beginnend mit der Unterbringung der Proben in der Probenhalter- und Zuführvorrichtung automatisch ohne manuellen Eingriff erfolgen. D) Während des Gebrauches der erfindungsgemässen Anordnung und der Anwendung des erfindungs gemässen Verfahrens verändert sich der Wirkungsgrad der praktisch quantitativen Isotopenrückgewinnung nicht. Daher sind eine häufige Kontrolle der Anordnung mit Standardproben und Korrekturrechnungen nicht notwendig. E) Die ErinnerungswirZ-?rng der erfindungsgemässen Anordnung ist praktisch zu vernachlässigen, so dass sich eine Dekontaminierung der Anordnung mit inaktiven Proben erübrigt. F) Infolge des einfachen Aufbaues der erfindungs gemässen Anordnung ist ihre Störanfälligkeit gering und ihre Wartung einfach durchzufüh- ren, wobei einzelne Bestandteile derselben auch gegeneinander ausgetauscht verwendbar sind. Die gleiche Flüssigkeitsszintillations lösung ist sowohl für die Radioaktivitäts messung des Tritiums als auch für die des 14C-Isotopes geeignet. G) Der Zeitbedarf der Probenvorbereitung ist sehr gering, so dass stündlich 30 bis 60 Pro ben für die Flüssigkeitsszintillations -Radioaktivitätsmessung vorbereitet werden können. H) Die vorbereiteten Proben gelangen immer in gleicher chemischer Form zur Radioaktivi tätsmessung, die nach Entfernung der die Radioaktivitätsmessung störenden Verbrennungs produkte der neben Kohlenstoff und Wasser stoff in der Probe enthaltenen sonstigen Elemente erfolgt. I) Der Betriebsaufwand des erfindungsgemässen Ver fahrens und der erfindungsgemässen Anordnung sind im Vergleich zu anderen Verfahren und Anordnungen niedrig. Die Erfindung wird an Hand der folgenden beispielhaften Darlegungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei sind: Figur 1 das Blockschema einer Ausführungs form der erfindungsgemässen Anordnung und Figur 2 das Blockschema einer spezielleren weiteren Ausführungsform der erfindungsge mässen Anordnung. In der Figur 1 ist eine Probenhalter- und Zuführvorrichtung 1 durch eine Leitung 8 an eine mit einer Sauerstoffleitung A verbundene Verbrennungseinheit 2 angeschlossen. Durch die erstere wird die Probe in die letztere eingeführt. In der Verbrennungseinheit 2, die vorteilhafterweise aus einem Quarzrohr besteht, wird der Wasserstoff- und Kohlenstoffgehalt der Probe mit dem durch die Sauerstoffleitung A eingeführten Sauerstoff in Wasser beziehungsweise Kohlendioxyd überführt. Der Phosphorgehalt wird von vorhergehend der Probe zugesetztem Wolframtrioxyd und der Schsefel- und Halogengehalt von in der Verbrennungseinheit 2 untergebrachter Silberwolle gebunden An die Verbrennungseinheit 2 ist durch eine Leitung 9 eine Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3, welche mit einer Cyclohexanolleitung C zur Einführung des Cyclohexanoles verbunden ist, angeschlossen. Die in der Verbrennungseinheit 2 als Verbrennungsprodukte der mit Tritium beziehungsweise Tritium und dem 14C-Isotop zusammen markierten Proben entstandenen radioaktives dampfförmiges Wasser und radioaktives Kohlendioxyd werden mit dem Sauerstoffträgergas in diese Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 überführt, in welcher das Tritium aufweisende Wasser beziehungsweise das Tritium durch Kondensation des ersteren bei Zimmertemperatur beziehungsweise durch ihr Cyclohexanol quantitativ zurückgehalten wird. An die das Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichung 3 ist durch eine Leitung 11 eine weitere Absorptionsvorrichtung, nämlich eine Kohlendioxyd- absorptionsvorrichtung 4, welche mit einer Kohlendioxydleitung E zur Einführung des Kohlendioxydes verbunden ist, angeschlossen. Bei zweifacher Markierung wird nämlich das das Kohlendioxyd enthaltende Gas von der das Cyclohexanol enthaltenden Absorptionsvorrichtung 3 durch die Leitung 11 in die Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 weitergeleitet, in welcher das Kohlendioxyd durch eim geeignetes Absorptionsmittel, vorzugsweise 1-Amino-3 -methoxypropan, ohne Verluste gebunden wird. Die das Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 ist durch eine Leitung 10 an eine Flüssigkeitsszintillations-Probenhaltereinheit 5 und die Kohlendioxydab sorptionsvorrichtung 6 durch eine Leitung 12 an eine andere Flüssigkeitsszintillations-ProbeShaltereinheit 6 angeschlossen, wobei zwischen den beiden Flüssigkeits szintillations-Probenhaltereinheiten 5, 6. eine Küvettenwechslereinheit 7 zur Beschickung der letzteren mit Küvetten beziehungsweise Probenhaltern und deren Entfernen aus ihnen angeordnet ist. An die die Verbrennt einheit 2 mit der das Cyclohexanol enthaltenden Absor. -ns- vorrichtung 3 verbindende Leitung 9 ist eine Leitung B für eine zur Flüssigkeitsszintillations-Zählung geeignete mit Wasser mischbare Flüssigkeit, vorzugsweise Xthyl- alkohol, angeschlossen. An die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 ist auch eine Leitung D für eine Flü"ssigkeitsszintillationslb.sung, vorzugsweise eine Lösung auf Toluolbasis, angeschlossen An die Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 ist auch eine Leitung F für eine Flüssigkeitsszintillationslösung, vorzugsweise eine Lösung auf Toluolbasis, angeschlossen. Nach der erfolgten Probenverbrennung in der Verbrennungseinheit 2 wird das Kondenswasser aus der Cyclohexanol enthaltenden Absorptionsvorrichtung 3 mit der zur Flüssigkeitsszintillations-Zählung geeigneten mit Wasser mischbaren Flüssigkeit, vorzugsweise Äthylalkohol, von der betreffenden Leitung B und das Tritiumabsorptionsmittel Cyclohexanol sowie gegebenenfalls das in der Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung befindliche Kohlendioxydabsorptionsmittel mit der Flüssigkeitsszintillationslösung, vorzugsweise der Lösung auf Toluolbasis, von der betreffenden Leitung D beziehungsweise den betreffenden Leitungen D und y durch die Leitung 10 beziehungsweise 12 in die beziehungsweise die jeweilige Flüssigkeitsszintillations-Probenhalter einheit 5 und gegebenenfalls 6 gespült. In der in der Figur 2 dargestellten Anordnung ist die Verbindung durch automatische und/oder manuell zu bedienende Ventile, deren dem Vorgang der Probenvorbereitung entsprechender Betrieb während des gegebenen Proben vorbereitungszyklus vom Programmgeber Cp gesteuert wird, hergestellt. In die mit der Verbrennungseinheit 2 verbundene an eine (nicht dargestellte) Sauerstoffflasche beziehungsweise sonstige Sauerstoffquelle angeschlossene Sauerstoffleitung A sind ein Strömungs- und Druck regler R sowie ein elektromagnetisches Ventil S eingebaut. In die Leitung B für die zur Flüssigkeits szintillations-Zählung geeignete mit Wasser mischbare Flüssigkeit, vorzugsweise Äthylalkohol, ist eine Pumpe P1 zur Zuführung dieser Flüssigkeit in die Cyclohexanolleitung C ist eine Pumpe P2 zur Zuführung des Cyclohexanoles und in die Leitung D für die Flüssigkeitsszintillationslösung, vorzugsweise die Lösung auf Toluolbasis, ist eine Pumpe P3 zur Zuführung dieser Lösung eingebaut. Diese Pumpen P1 , P2 , P3 dienen dem Einführen dieser Flüssigkeiten beziehungsweise Lösungen in die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3. In die Eohlendioxyaleitung E ist eine Pumpe P4 zur Zuführung des Kohlendioxydes und in die Leitung F für die Plüssigkeitsszintillationslösung, vorzugsweise die Lösung auf Toluolbasis, ist eine Pumpe P5 zur Einführung dieser Lösung eingebaut. Diese Pumpen P4 , P5 dienen dem Einführen dieser Medien in die Kohlendioxydabsorpt msvorrichtung 4. In die die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 und die Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 verbindende Leitung 11 ist ein Wechselventil V1 eingebaut. Bei der Vorbereitung von mit Tritium und dem 14C-Isotop zusammen markierten Proben wird die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 durch das Wechselventil V, über die betreffende Leitung 11 mit der Eohlendioxyd- absorptionsvorrichtung 4 und bei der Vorbereitung von nur einfach mit Tritium markierten Proben ebenfalls durch das Wechselventil V1 ebenfalls über die betreffende Leitung II mit der umgebenden Atmosphäre verbunden. In die die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 mit der zugehörigen Flüssigkeits szintillations-Probenhaltereinheit 5 verbindende Leitung 10 ist ein Einwegventil V2 und in die die Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 mit der zugehörigen Flüssigkeitsszintillations-Probenhaltereinheit 6 verbindende Leitung 12 ist ein anderes Einwegventil V3 eingebaut. Beim öffnen des Einwegventiles V2 gelangen das Tritium aufweisende Wasser und das Tritium aufweisende Cyclohexanol aus der Cyclohexanol enthaltenden Absorptionsvorrichtung 3 in die zugehörige Flüssigkeitsszintillations-Probenhaltereinheit 5 und beim öffnen des Einwegventiles V3 das Kohlendioxydabsorptionsmittel aus der Xohlendiokydabsorptionsvorrichtung 4 in die zugehörige Flüssigkeit sszintillations-Probenhalterein- heit 6. Die Probenhalter- und Zuführvorrichtung 1, das elektromagnetische Ventil S, die Pumpen P1 , P2 , P3 , P4 und P5 , die Einwegventile V2 und V3 und die Eüvetten- wechslereinheit 7 sind in an sich bekannter Weise mit je einem Ausgang des Programmgebers Cp verbunden. Die Erfindung wird an Eand des folgenden Beispieles näher erläutert. Beispiel Die Vorbereitung einer jeden Probe bestand aus vier Arbeitsphasen. Vor dem Einschalten der Anordnung wurden die in Aluminium- oder Bleikapseln eingewogenen Tritium und das 14C-Isotop enthaltenden Proben in die Probenhalter- und Zuführvorrichtung 1 eingelegt und das Wechselventil V1 sowie das Automatikprogramm dem beziehungsweise den zu messenden Isotop(en) entsprechend eingestellt. In der ersten Phase worden durch den Programm- geber Cp die Einwegventile V2 , V3 geschlossen, das elektromagnetische Ventil S geöffnet und die die Proben enthaltenden Küvetten mittels der Süvettenwechslerein- heit 7 weitergeschoben (auf diese Weise gelangten neue Probenhalter zu den Sammelstellen der Proben). Im Falle 14 von mit Tritium und dem C-Isotop zusammen markierten Proben wurden daraufhin bestimmte Mengen Cyclohexanol und Xohlendioxydabsorptionsmittel 1-Amino-3- -methoxypropan durch über den Programmgeber Cp gesteuertes Inbetriebsetzen der betreffenden Pumpen P2 P4 durch die.Cyclohexanolleitung C in die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 beziehungsweise durch die Kohlendioxydleitung E in die Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 eingeführt. Bei der Vorbehandlung von nur einfach mit Tritium markierten Proben wurde nur mit der Pumpe P2 Cyclohexanol zugeführt. In der zweiten Phase blieben das elektromagnetische Ventil S geöffnet und die Einwegventile V2 beziehungsweise V3 geschlossen. Die Probenhalter- und Zuführvorrichtung 1 wurde durch den Programmgeber Cp in Funktion gesetzt und die erste Probe gelangte durch die betreffende Leitung 8 in die auf 1 0000C aufgeheizte Verbrennungseinheit 2, in welcher sie im in das System durch die Sauerstoffleituag A eingeführten Sauerstoff schlagartig verbrannte. Der Phosphorgehalt der Probe wurde durch beim Einwägen zur Probe zugesetztes Wolframtrioxyd und der Schwefel- und Halogengehalt der Probe wurden durch in der Verbrennungseinheit 2 untergebrachte Silberwolle gebunden. Die quantitative Oxydation der Verbrennungsprodukte zu Wasser und Kohlendioxyd wurde durch einen ebenfalls in der Verbrennungseinheit 2 befindlichen Katalysator, vorzugsweise durch Kupferoxyd, gewährleistet. Im Falle 14 von mit Tritium und dem 14C-Isotop zusammen markierten Proben wurden der erhaltene Wasserdampf und das erhaltene Kohlendioxyd mit dem die Verbrennungseinheit 2 durch strömenden Sauerstoff durch die betreffende Leitung 9 in die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 gefördert, in welcher das Tritium aufweisende Wasser beziehungsweise Tritium quantitativ zurückgehalten wurden, während das Kohlendioxyd vom Sauerstoffstrom durch entsprechende Schaltung des in diese eingebauten Wechselventiles V1 in die mit einer gegebenen Menge 1-Amino-3- -methoxypropan gefüilte Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 weiterbefördert wurde. Im Falle von nur einfach mit Tritium markierten Proben wurde der das Eohlen- dioxid befördernde Sauerstoff nach dem Austritt aus der Cyclohexanol enthaltenden Absorptionsvorrichtung 3 durch die betreffende Leitung II über das in diese eingebaute Wechselventil V1 durch entsprechende Schaltung desselben ins Freiegeleitet. In der dritten Phase wurde das elektromagnetische Ventil S geschlossen. Das in die die Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung 3 mit der zugehörigen Flüssigkeitsszintillations-Probenhaltereinheit 5 verbindende Leitung 10 eingebaute Einwegventil V2 und gegebenenfalls das in die die Eohlendioxydabsorptions- vorrichtung 4 mit der zugehörigen Flüssigkeitsszintillations -Probenhaltereinheit 6 verbindende Leitung 12 eingebaute Einwegventil V3 wurde(n) geöffnet, wodurch das in der Cyclohexanol enthaltenden Absorptionsvorrichtung 3 befindliche Tritiumabsorptionsmittel Cyclohexanol und gegebenenfalls das in der Kohlendioxydabsorptionsvor- richtung 4 befindliche Kohlendioxydabsorptionsmittel 1-Amino-3-methoxypropan dem gegebenen Automatikprogramm entsprechend in die Flüssigkeitsszintillations-Proben- haltereinheit(en) 5 und gegebenenfalls 6 gelangte(n) In der vierten Phase begannen (dem gegebenen Automatikprogramm entsprechend) im Falle von mit Tritium und dem 14C-Isotop zusammen markierten Proben die in die Leitung B für die zur Flüssigkeitsszintillations-Zählung geeignete mit Wasser mischbare Flüssigkeit eingebaute Pumpe P1 und die in die Leitungen D beziehungsweise F für die Flüssigkeitsszintillationslösungen eingebauten Pumpen <RTI ID=22.1> 23 beziehungsweise P5 zu arbeiten. Dabei wurden das in der Cyclohexanol enthaltenden Absorptionsvorrichtung 3 kondensierte Tritium aufweisende Wasser mit Äthyl alkohol und das in dieser Absorptionsvorrichtung 3 zurückgebliebene Tritiumabsorptionsmittel Cyclohexanol und das in der Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung 4 zurückgebliebene Kohlendioxydabsorptionsmittel ?-Amino-3-methoxypropan mit der Flüssigkeitsszintillationslösung in die Flüssigkeitsszintillations-Probenhalterein- heiten 5, 6 gespült. Im Falle von einfach mit Tritium markierten Proben arbeiteten nur die Pumpen P1 undP3 Die vier Phasen des Probenvorbereitungsarbeitsganges konnten so lange automatisch wiederholt werden, bis die in die Probenhalter- und Zuführvorrichtung 1 untergebrachten Proben aufgearbeitet waren. Die Ergebnisse von Messreihen zum Nachweis der Reproduzierbarkeit des Verfahrens und der zuverlässigen Arbeitsweise der Anordnung sind für einfach mit Tritium markierte Proben in der folgenden Tabelle 1 und für zweifach mit Tritium und dem 14C-Isotop markierte Proben in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 1 Analytische Ergebnisse (einfach markierte Proben) EMI23.1 <tb> <SEP> Probe <SEP> Gewicht <SEP> Gemessene <SEP> spezifische <tb> <SEP> in <SEP> Radioaktivität <tb> <SEP> mg <SEP> in <tb> <SEP> dpm/mg <tb> <SEP> 11,258 <SEP> 30 <SEP> 180 <tb> <SEP> 15,283 <SEP> 30 <SEP> 439 <tb> <SEP> 16,776 <SEP> 30 <SEP> 258 <tb> <SEP> 19,289 <SEP> 30 <SEP> 389 <tb> Salicylsäure-3H <SEP> 19,426 <SEP> 30 <SEP> 452 <tb> (spezifische <SEP> Radio- <SEP> 21,376 <SEP> 29 <SEP> 916 <tb> aktivität <SEP> auf <SEP> Grund <SEP> 21,847 <SEP> 30 <SEP> 094 <tb> direkter <SEP> Messungen) <SEP> 21,930 <SEP> 30 <SEP> 399 <tb> <SEP> 23,331 <SEP> 30 <SEP> 194 <tb> <SEP> 23,371 <SEP> 30 <SEP> 065 <tb> <SEP> 5Q,855 <SEP> 30 <SEP> 011 <tb> <SEP> 73,047 <SEP> 29 <SEP> 940 <tb> <SEP> Durchschnitt <SEP> X <SEP> = <SEP> 30 <SEP> 195 <tb> <SEP> 12,751 <SEP> 1 <SEP> 484 <tb> Lunge <SEP> +) <SEP> 25,263 <SEP> 1 <SEP> 424 <tb> <SEP> 75,877 <SEP> n <SEP> 416 <tb> <SEP> 28,479 <SEP> 554 <tb> Gehirn <SEP> +) <SEP> 43,879 <SEP> 556 <tb> <SEP> 136,066 <SEP> 554 <tb> Fortsetzung der Tabelle n EMI24.1 <tb> <SEP> Probe <SEP> Gewicht <SEP> Gemessene <SEP> spezifische <tb> <SEP> in <SEP> Radioaktivität <tb> <SEP> mg <SEP> in <tb> <SEP> dpm/mg <tb> <SEP> 19,073 <SEP> 2 <SEP> 439 <tb> Milz <SEP> +) <SEP> | <SEP> 17,793 <SEP> 2 <SEP> 438 <tb> <SEP> 12,910 <SEP> 2 <SEP> 424 <tb> <SEP> 33,869 <SEP> 5 <SEP> 411 <tb> Niere <SEP> +) <SEP> 37,026 <SEP> 5 <SEP> 443 <tb> <SEP> 54,652 <SEP> 5 <SEP> 440 <tb> <SEP> 62,845 <SEP> 7 <SEP> 006 <tb> Leber <SEP> +) <SEP> 59,763 <SEP> 7 <SEP> 075 <tb> <SEP> 62,825 <SEP> 7 <SEP> 076 <tb> <SEP> 9,085 <SEP> 6 <SEP> 339 <tb> <SEP> 15,874 <SEP> 6 <SEP> 414 <tb> <SEP> 14,770 <SEP> 6 <SEP> 290 <tb> <SEP> 10,632 <SEP> 6 <SEP> 298 <tb> Benzoesaure-14C <SEP> 12,639 <SEP> 6 <SEP> 408 <tb> (spezifische <SEP> Radio- <SEP> 12,605 <SEP> 6 <SEP> 350 <tb> aktivität <SEP> auf <SEP> Grund <SEP> 17,296 <SEP> 6 <SEP> 343 <tb> direkter <SEP> Messungen: <SEP> 13,876 <SEP> 6 <SEP> 368 <tb> 6 <SEP> 362 <SEP> + <SEP> 25 <SEP> dpm/mg) <SEP> 13,115 <SEP> 6 <SEP> 377 <tb> <SEP> 18,398 <SEP> 6 <SEP> 411 <tb> <SEP> 14,232 <SEP> 6 <SEP> 404 <tb> <SEP> 14,258 <SEP> 6 <SEP> 365 <tb> <SEP> Durchschnitt <SEP> X <SEP> = <SEP> 6 <SEP> 364 <SEP> <tb> +) mit 3,4-Diacetyl-1,2,5,6-dianhydrodulcit- H, Dosis: 50 pCi/200 g Ratte Tabelle 2 Analytische Ergebnisse (zweifach markierte Proben) EMI25.1 <SEP> Probe <SEP> Gewicht <SEP> Gemessene <SEP> spezifische <SEP> Radioaktivität <tb> in <SEP> H <SEP> 14C <tb> mg <SEP> in <SEP> in <tb> H <SEP> 14C <SEP> dpm/mg <SEP> dpm/mg <tb> 13,869 <SEP> + <SEP> 13,279 <SEP> = <SEP> 27,148 <SEP> 30 <SEP> 164 <SEP> 6 <SEP> 375 <tb> 17,929 <SEP> + <SEP> 11,833 <SEP> = <SEP> 29,762 <SEP> 30 <SEP> 062 <SEP> 6 <SEP> 388 <tb> 18,204 <SEP> + <SEP> 11,101 <SEP> = <SEP> 29,305 <SEP> 30 <SEP> 236 <SEP> 6 <SEP> 361 <tb> 18,439 <SEP> + <SEP> 16,088 <SEP> = <SEP> 34,527 <SEP> 30 <SEP> 275 <SEP> 6 <SEP> 306 <tb> Salicylsäu- <SEP> 19,159 <SEP> + <SEP> 6,445 <SEP> = <SEP> 25,604 <SEP> 30 <SEP> 026 <SEP> 6 <SEP> 300 <tb> re- H <SEP> + <SEP> 19,572 <SEP> + <SEP> 12,152 <SEP> = <SEP> 31,724 <SEP> 30 <SEP> 110 <SEP> 6 <SEP> 377 <tb> + <SEP> Benzoesäu- <SEP> 19,918 <SEP> + <SEP> 11,233 <SEP> = <SEP> 31,151 <SEP> 30 <SEP> 129 <SEP> 6 <SEP> 382 <tb> re-14C <SEP> 15,404 <SEP> + <SEP> 10,900 <SEP> = <SEP> 26,304 <SEP> 29 <SEP> 842 <SEP> 6 <SEP> 380 <tb> (zusammen) <SEP> 20,943 <SEP> + <SEP> 8,233 <SEP> = <SEP> 29,216 <SEP> 30 <SEP> 206 <SEP> 6 <SEP> 346 <tb> 21,780 <SEP> + <SEP> 10,205 <SEP> = <SEP> 31,985 <SEP> 29 <SEP> 992 <SEP> 6 <SEP> 401 <tb> 21,852 <SEP> + <SEP> 12,691 <SEP> = <SEP> 34,543 <SEP> 30 <SEP> 210 <SEP> 6 <SEP> 392 <tb> 27,700 <SEP> + <SEP> 9,965 <SEP> = <SEP> 37,665 <SEP> 30 <SEP> 172 <SEP> 6 <SEP> 339 <tb> Durchschnitt <SEP> X <SEP> = <SEP> 30 <SEP> 119 <SEP> Durchschnitt <SEP> X <SEP> = <SEP> 6 <SEP> 362 <tb> Fortsetzung der Tabelle 2 EMI26.1 <SEP> Probe <SEP> Gewicht <SEP> Gemessene <SEP> spezifische <SEP> Radioaktivität <tb> in <SEP> H <SEP> 14C <tb> mg <SEP> in <SEP> in <tb> dpm/mg <SEP> dpm/mg <tb> 59,029 <SEP> 26 <SEP> 712 <SEP> 4 <SEP> 738 <tb> Leber <SEP> ) <SEP> 60,542 <SEP> 26 <SEP> 840 <SEP> 4 <SEP> 681 <tb> 65,117 <SEP> 26 <SEP> 345 <SEP> 4 <SEP> 654 <tb> 33,587 <SEP> 26 <SEP> 350 <SEP> 1 <SEP> 964 <tb> Lunge <SEP> ) <SEP> 34,630 <SEP> 26 <SEP> 062 <SEP> 1 <SEP> 936 <tb> 34,786 <SEP> 25 <SEP> 932 <SEP> 1 <SEP> 905 <tb> 54,371 <SEP> 38 <SEP> 487 <SEP> 2 <SEP> 091 <tb> Niere <SEP> ) <SEP> 62,811 <SEP> 37 <SEP> 936 <SEP> 2 <SEP> 110 <tb> 92,350 <SEP> 38 <SEP> 376 <SEP> 2 <SEP> 158 <tb> Fortsetzung der Tabelle 2 EMI27.1 <SEP> Probe <SEP> Gewicht <SEP> Gemessene <SEP> spezifische <SEP> Radioaktivität <tb> in <SEP> H <SEP> 14C <tb> mg <SEP> in <SEP> in <tb> dpm/mg <SEP> dpm/mg <tb> 51,520 <SEP> 3 <SEP> 693 <SEP> Hintergrund <tb> Gehirn <SEP> ) <SEP> 63,112 <SEP> 3 <SEP> 641 <SEP> Hintergrund <tb> 88,836 <SEP> 3 <SEP> 678 <SEP> Hintergrund <tb> o) mit 3,4-(ss-Phenylpropionyl)-1,2,5,6-dianhydrodulcit- H,14C, Dosis: 14C = 72 Ci/200 g Ratte H = 545 Ci/200 g Ratte Aus den obigen Tabellen 1 und 2 geht auch der überraschende, nicht vorauszusehende Vorteil, dass die spezifische Radioaktivität auch von biologischen Proben mit sehr guter Reproduzierbarkeit zu messen ist, hervor. Patentansprüche

Claims: Patentansprüche 1.) Verfahren zum Vorbereiten von Proben von mit Tritium- beziehungsweise Tritium- und 14C-Isotopen zusammen markierten Materialien, hauptsächlich Proben von organischen Ver bindungen und Materialproben biologischen Ursprunges, zur Flüssigkeitsszintillations -Radioaktivitätsmessung durch Verbrennen der Probe, das heisst oxydatives Überführen des Wasserstoffgehaltes der Probe in Wasser und des Kohlenstoffgehaltes derselben in Kohlendioxyd, Trennen des Kohlendioxydes und Tritium aufweisenden Wassers und Überführen der die gegebenen Isotope aufweisenden Materialien getrennt voneinander in Flüssigkeitsszintillationslösungen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Trennen des Kohlendioxydes vom Tritium aufweisenden Wasser in der Weise durchführt, dass man das durch das Verbrennen der Probe erhaltene Gasgemisch in eine Cyclohexanol enthaltende Absorptionsvorrichtung, in welcher man das Tritium aufweisende Wasser beziehungsweise das Tritium quantitativ bindet, einleitet und aus ihr das, gegebenenfalls das 14C-Isotop aufweisende, Kohlendioxyd quantitativ weiter leitet. 2.) Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Probenhalter- und Zuführvorrichtung, einer mit ihr verbundenen und an eine steuerbare Sauerstoffquelle beziehungsweise -leitung angeschlossenen Verbrennungseinheit und einer mit der letzteren verbundenen Trennvorrichtung und gegebenenfalls einer an eine Flüssigkeits szintillations-Probenhaltereinheit, vorteil haft über ein steuerbares Ventil, sperrbar angeschlossenen Kohlendioxydabsorptions vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung eine Cyclohexanol enthaltende das Tritium aufweisende Wasser beziehungs weise das Tritium bindende Absorptions vorrichtung (3), die ausser mit der Ver brennungseinheit (2) mit einer anderen Flüssigkeitsszintillations-Probenhalterein- heit (5), vorteilhaft über ein steuerbares Ventil (V2), sowie gegebenenfalls mit der Kohlendioxydabsorptionsvorrichtung (4), vor teilhaft über ein anderes steuerbares Ventil (V1), sperrbar verbunden ist, ist. 3.) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Probenhalter- und Zuführ vorrichtung (1) mit einen elektrischen Progrnmmgeber (Cp) verbunden ist.

Inventors: DOBIS-FARKAS, EMILIA, DIPL.-CHEM., DOMBI, SANDOR, DIPL.-ING., GACS, ISTVAN, DIPL.-ING., OTTINGER, JOZSEF, OTVOS, LASZLO, PROF. DIPL.-CHEM., PAYER, KAROLY, DIPL.-ING., PRUKACS, GABOR, VARGAY, ZOLTAN, DIPL.-CHEM., Dombi, Sándor, Dipl.-Ing., Gács, István, Dipl.-Ing., Ötvös, Laszlo, Prof. Dipl.-Chem., Payer, Károly, Dipl.-Ing., Prukács, Gábor, Vargay, Zoltán, Dipl.-Chem.
Applicants: MAGYAR TUDOMANYOS AKADEMIA KOZP KEMIAI KUTATO INTEZET
Application year: 1980
Main classification: G01T7
IPC codes: G01T7, G01T1