PORÓWNANIE TRZECH METOD OZNACZANIA AKTYWNOŚCI SUBSTANCJI ROŚLINNEJ ZNAKOWANEJ C14
(Z Z ak ład u C h em ii R oln iczej S zk o ły G łó w n ej G osp od arstw a W iejsk ieg o i R o ln iczej P ra co w n i Izotop ow ej P A N — W arszaw a)
W związku z w stępnym i pracami nad zastosowaniem С 14 do znako wania w ęgla w substancji roślinnej w yłoniło się zagadnienie* doboru odpowiedniej m etody oznaczania radioaktywnego С 14. Ze względu na to, że prom ieniowanie C14 posiada stosunkowo słabą energię (0,15 MeV), pow staje szereg trudności w oznaczaniu jego radioaktywności przy w ięk szych rozcieńczehiach, gdy ilości C14 w substancji roślinnej są n ie znaczne. Otrzymywanie stosunkowo małej ilości impulsów" w porów naniu do tła licznika powoduje konieczność przedłużenia czasu liczenia i związane z tym trudności utrzymania stałego tła lub konieczność częstego jego m ierzenia. Przy skróceniu czasu liczenia zwiększony błąd oznaczeń nie pozwala w łaściw ie ocenić różnic m iędzy otrzym ywanym i wynikam i.
Mając do dyspozycji liczniki okienkowe cienkościenne (1,1 m g/cm 2) oraz licznik G. M. w ew nętrznego napełniania (Katedra Chemii Jądrowej U. W.) porównano trzy m etody oznaczania aktywności substancji roś linnej :
1) bezpośredni pomiar aktywności zmielonej substancji roślinnej, 2) pomiar aktywności węglanu baru otrzymanego ze spalonej sub stancji,
3) pomiar aktywności CO2 w liczniku wew nętrznego napełniania.
Ad 1) Metoda bezpośredniego pomiaru aktywności masy roślinnej polega na tym , że wysuszony m ateriał roślinny rozciera się w moź dzierzu i określoną jego ilość (ponad warstwę m aksym alnie grubą — ok. 50 m g /l,5 cm 2) odważa się na m iseczki alum iniowe, oznaczając aktywność licznikiem okienkowym. Aby ilościowo oznaczyć zawartość w ęgla zaznakowanego odpowiadającą danym impulsom, sporządza się krzywą wzorcową przez dodanie na m iseczki alum iniowe do nieaktyw
nej substancji roślinnej określonej ilości zaznakowanego Na2C*0 3 w po
staci roztworu. Na w ykresie, odkładając na osi x — ilość mg N a2C*03 dodanego do m ateriału roślinnego, a na osi у — ilość impulsów, otrzy m ujem y krzywą wzorcową, na której z ilości im pulsów możem y odczy tać odpowiadającą im ilość mg N a2C*C>3, a pośrednio ilość zaznakowa
nego węgla.
Ad 2) Metoda spalania substancji roślinnej na mokro według Lin- denbauma, Shuberta, Armstronga i oznaczenia jej aktywności w postaci stałych próbek BaCQ3 pozwala na jednoczesne oznaczanie radioaktyw nego i ogólnego w ęgla w m ateriale. Spalanie materiału roślinnego w y konuje się za pomocą m ieszaniny spalającej Van Slyk e’a-Folcha o skła dzie: 25 g СгОз, 5 g K JO 3, 167 m l H 3PO 4 о с. w ł. 1,7, 333 m l H 2SO 4
— oleum o zawartości 20% wolnego SO 3.
W jednym ramieniu naczyńka Calvina (1) umieszczamy odważoną substancję roślinną, a w odgałęzieniu bocznym 10 ml m ieszaniny spa lającej. W drugim ramieniu znajduje się określona ilość nasyconego roztworu wodorotlenku baru. Przed rozpoczęciem spalania kilkakrotnie wypom powuje się powietrze z naczyńka, tak aby wewnątrz znajdowała się tylko para wodna. Następnie naczyńko odwraca się w ten sposób, aby m ieszanina spalająca wlała się do odgałęzienia z substancją roś linną, po czym na m ałym płomyku ostrożnie spala się 10 — 15 min. Po spaleniu ramię naczyńka zawierające roztwór wodorotlenku baru um ie szcza się w łaźni z mieszaniną chłodzącą (lód + sól), przy czym nastę puje absorpcja CO2 w roztworze z wytrąceniem się B a C 0 3. Po zakoń
czeniu absorpcji, jeśli już na powierzchni nie tworzy się błonka ВаСОз, nadmiar Ba(OH)2 odmiareczkowuje się około 0,1-n HC1. Z różnicy miareczkowania ślepej próby i m ateriału roślinnego oblicza się ilość związanego CO2. Osad ВаСОз odsączony na szklanych sączkach, prze
m yty wodą i mieszaniną alkoholu z eterem (3:1) , w formie pastylek o średnicy 1,4 cm umieszcza się na miseczkach alum iniowych. W tej postaci ВаСОз wprowadza się pod licznik dla oznaczenia jego aktyw ności.
Ad 3) Metoda oznaczania radioaktywności za pomocą licznika w e wnętrznego napełniania polega na przeprowadzeniu węgla substancji roślinnej w CO2 i wprowadzeniu go razem z mieszaniną wygaszającą
do wewnątrz licznika, określając jego ilość m anometrycznie.
Materiał roślinny spala się mieszaniną Van S lyk e’a-Folcha, przy czym uzyskany CO2 można bezpośrednio wprowadzić do aparatury, w której techniką wymrażania uzyskuje się czysty CO2, bądź jak w po
przedniej m etodzie otrzym uje się w ęglan baru, z którego następnie uwalnia się CÖ2 kwasem. W przeprowadzonych oznaczeniach
śtoso-wano ten drugi sposób, przy czym oczyszczenie CO2 polegało przede
w szystkim na pozbawieniu go pary wodnej.
Otrzymane w yniki oznaczeń aktywności kilku substancji roślinnych (trzema metodami) oraz wzorca ВаСОз (dwiema m etodami) zamiesz czono w tablicy I.
T a b l i c a I P om iary a k ty w n o ści su b sta n cji roślin n ej w y k o n a n e trzem a m etod am i
Substancja
L iczn ik o k ien k ow y 1,1 m g /cm 2
tło 25 — 29 im p ./m in . trznego napełniania. L icznik G.M. w e w n ę C iśnienie m ieszaniny gazów 100 m m Hg. tło 65 — 70 im p/m in. m ak sym aln ie gruba w arstw a substancji roślinnej m ak sym aln ie gruba w arstw a B a C 0 3 średnia im p/m in. przy 8 pom iarach po 10 m in. czas pom iaru dla błędu 2 % (min.) średnia im p/m in. przy 10 p om iarach po 10 min. czas pom iaru dla błędu 2% (min.) średnia im p./m in. 2 pom iary po 15 m in. czas pom iaru dla b łędu 2% (min.) korzenie 240,3 ± 4,77 (2 ,0 » 21 48,0 ± 0,58 (1,2%) 104 1474 ± 0,75 (0,05%) 3,4 k orzenie 228,0 + 3,66 (1,6%) 22 52,9 ± 1,32 (2,5$) 94 1353 ± 2,75 (0,20%) 3,7 część nadziem na 17,6 ± 1,20 (6,6%) 284 11,2 ± 0,34 (3,0%) 446 295 ± 0,75 (0,25%) 17,0 w zorzec B aC 03 0 akt. w ł. 7 K-C/l g С — — 112,7 ± 0,62 (0,55%) 44 3290 + 11,8 (0,36) 1,5
Jako miarę dokładności metod przyjęto czas liczenia potrzebny do otrzymania w yników obarczonych tym samym błędem ze względu na różną szybkość liczenia (ilość im pulsów/m in.). Obliczono czas pomiaru dla błędu 2%, gdyż zazwyczaj błąd oznaczeń nie powinien przekraczać tej wartości.
Dla tej samej substancji roślinnej największą ilość im pulsów na m inutę uzyskano przy zastosowaniu licznika wew nętrznego napełniania, około sześciokrotnie m niejszą przy bezpośrednich pomiarach aktywno ści m ateriału roślinnego i przeszło dwudziestokrotnie m niejszą przy po miarach próbek węglanu baru. Z tego powodu czas liczenia potrzebny do uzyskania w yników z tym samym błędem jest dla tych metod rôznÿ; najkrótszy (od 1,5 do 17 min.) — dla licznika w ew nętrznego napeł
niania, a najdłuższy (od 44 do 446 min.) — do oznaczeń aktywności węglanu baru.
Przy pomiarach wykonywanych poszczególnym i metodami w jedna kowych okresach czasu obliczone błędy dla średnich ilości impulsów na m inutę są tym m niejsze, im szybkość liczenia była większa. Dla licznika okienkowego wynoszą one od 0,6 do 6,6%, a dla licznika w e w nętrznego napełniania najwyżej dochodzą do 0,36%.
Badana substancja roślinna zawierała w ęgiel o aktywności w łaści wej rzędu 10~4 — 10- 3 na 1 mg C. Dla materiału o takiej aktyw ności licznik wew nętrznego napełniania daje w yniki o w iele pew niej sze, znacznie skraca czas liczenia w porównaniu do liczników okienko wych. Przy jego stosowaniu zużycie izotopu C 14 może być 10 — 100 razy m niejsze.
L IT E R A T U R A 1. C a l v i n M., Isotop ic Carbon. L on d yn (1949), 376.
2. G l a s c o c k R. P., Isotop is g a sa n a ly sis for b io ch em ists. N ew Y ork (1954), 247.
К. С Т А Ж И Н С К И , Б. О Л Ь Ш А Н С К А С Р А В Н Е Н И Е Т Р Е Х М ЕТО ДО В О П Р Е Д Е Л Е Н И Я А К Т И В Н О С Т И Р А С Т И Т Е Л Ь Н О Г О В Е Щ Е С Т В А М ЕЧ Е Н Н О ГО C « (К аф едра А грохимии Главной селськ охозяй ственной школы и С ельскохозяйст венной изотопной лаборатории Польской А кадем ии Наук — Варш ава) Р е з ю м е П рименяя торцевы е тонкостенны е (1,1 мг/см2) счетчики и счетчики Гейгера-М ю ллера с внутренним наполнением, о п р едел ен о активность несколь ких растительны х вещ еств следую щ им и методами: 1) неп осредствен н ое и зм ер ен и е активности разм ельченного растения; 2) и зм ер ен и е активности углекислого бария полученного сж иганием растения; -3) и зм ер ен и е активности СО2 в счетчике вн утреннего наполнения. П риведена методика изм ерен ий. Применяя вещ ества с уд. активностью по рядка 10—4 — 10—3 м-С на 1 мг С, счетчик вн утренн его наполнения дал б о л ее точные результаты и ум еньш ение времени отсчета по сравнению с торцевы ми счетчиками.
K. ST A R Z Y Ń S K I, B. O L SZ A Ń SK A
COMPARISON OF THREE METHODS OF DETERMINATION OF ACTIVITY OF C 14 TRACED PLANT SUBSTANCE
(A g ricu ltu re C h em istry E sta b lish m en t of th e M ain S ch ool of R u ral E conom ics a n d th e A g ricu ltu ra l L ab oratory o f Isotop es of th e P o lish A ca d em y of S c ie n c e —
W arszaw a)
S u m m a r y
In possession of thin walled window counters (1,1 m g/cm 2) and an internally filled G. M. counter, the authors determ ined the activity of several plant substances using the following methods:
1) direct m easurem ent of radioactivity of m inutely ground plant substance,
2) m easurem ent of activity of barium carbonate obtained from burned substance,
3) m easurem ent of activity of CO2 in the internally filled counter.
The m ethodics of the investigation are presented. The plant sub stance used possessed the specific activity of the order 10—4 — 10“ 3 \xC
per 1 m g C. The internally filled counter yielded in those conditions much more reliable results and counting tim e was reduced considerably in comparison w ith window counters.
