關于高純鍺γ能譜測量中生物樣前處理的淺談

李剴 楊艷

摘 要：放射性物質會進入生物圈食物鏈中，所以很有必要采集生物樣品進行分析其中放射性種類及水平。本文講述了生物樣品采集后應該分類前處理，而后烘干、炭化灰化來達到滿足高純鍺γ能譜測量的樣品條件。同時還給出各類生物樣品的臨界著火點和鮮灰比以供參考。

關鍵詞：生物樣；前處理；炭化灰化

天然放射性物質和人工產生的放射性物質，它們會通過大自然的水、土壤、空氣沉降等方式進入我們的生物圈中。所以采集生物樣品，測量其中所含有的放射性核素種類及含量對評估我們人體所受的放射性水平是一種重要的途徑。由于在生物樣品組分中含有的放射性含量通常較低，因此需要對生物樣品進行一系列的前處理將其中的有機物除去，使其中的放射性物質進行濃集以滿足高純鍺探測器的探測下限。

1.生物樣品的分類和組分

生物是有生命的個體。生物最重要和基本的特征在于生物進行新陳代謝及遺傳。自然界是由生物和非生物的物質和能量組成的，無生命的叫做非生物。

物質基礎：物質及元素（種類相同）組成上大體相同。

（1）化合物主要為蛋白質與核酸，其中蛋白質是生命活動的主要承擔者，核酸是遺傳信息的攜帶者（朊病毒的遺傳物質是蛋白質），它們都是生命活動中重要的高分子物質。

（2）元素分為大量元素和微量元素，其中大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，它們在生命活動中有很大作用；微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，具有量小作用大的特點。[1]

雖然生物的種類很多，覆蓋很廣。但是由于用于生物樣放射性分析的樣品要具有代表性、指示性（生物界中，能夠高度濃集環境中的放射性物質的生物稱為指示生物。）的等特點，同時還要選擇一些當地消費人群較大的可食性類別的生物樣品。

下面列舉我們實驗室中通常會進行采樣、前處理、測量分析的樣品：

1.1動物樣品

動物，生物的一個種類。它們一般以有機物為食，能感覺、可運動之物。動物。不能將無機物合成有機物，只能以有機物為食物。動物具有與植物不同的形態結構和生理功能。 [1]

1.1.1陸地動物樣

通常陸地生物樣我們選取雞肉作為分析對象。雞是一種家禽，家雞源出于野生的原雞，其馴化歷史至少約4000年。所以由于雞是我國傳統的受廣大群眾歡迎、消費較多的食用家禽，而且所食用的雞通常飼養一年，比較能代表當地本年度的放射性變化情況。

1.1.2水中動物樣

水中生物樣，即是生活在水中的動物。通常又可以分為魚類、甲殼類、貝類等，我們所研究的類別主要是魚類、甲殼類、貝類。采集的原則也依然是食用人群較多的、當地水體里所產出的樣品。

采集的魚類樣品主要有：1、海洋：鱸魚和各種品種進行混合的雜魚；2、淡水水庫中的品種混合的淡水魚。

采集的甲殼類樣品主要有：蝦。

采集的貝殼類樣品主要有：牡蠣、文蛤。

1.2植物

生物的一大類，多以無機物為養料，沒有感覺。植物都固定于一個地點，利用光合作用從簡單無機營養制造自己的食物，并貯藏能量。植物細胞有堅硬的細胞壁，起支撐作用，綠色植物是食物的主要來源。[1]

1.2.1 陸地植物樣

陸地上的植物樣進行樣品采集時通常是選擇陸地上的指示生物和其余一些的可食用植物。

陸地指示生物有松針、艾高等野草。我們通常選擇松針，松針的采集原則上采集兩年生葉，要選擇樹高4m以下，樹干直徑小于10cm的年輕樹，并且尚未經過人工修枝，在每棵樹上采集一部分。也有時會附加上當地種植較多的品種，如桉樹葉等。

可食用的植物樣品類別主要有：水果類的香蕉、蔬菜類的紅薯葉、根莖類的紅薯、喬本科的玉米、糧食類大米。

1.2.2 海洋植物樣

海洋指示生物有紫殼菜、馬尾藻等。我們通常選擇馬尾藻作為分析對象，而且采樣地點選在有流出物排放的附近海域。

此外還增加了當地特有的海洋植物紅樹林作為分析對象。

2.樣品的前處理方法

2.1植物類前處理方法

植物類樣品的前處理依據可食用和不可食用這兩種屬性進行分類處理。

所有可食用的植物生物樣的處理：選取植物樣的可食用部分進行實驗室分析。如玉米只選取可食用的玉米粒、香蕉選擇其果肉，而紅薯葉、紅薯、大米這些因其都可食用則可以直接進行下一步處理不需去除不可食用部分。

不可食用的植物生物樣的處理：需去除其枝條，只留下葉子部分進行下一步處理。由于不可食用的植物生物樣我們所選擇的是指示性生物松針、桉樹葉、紅樹林葉等，故預處理原則上不需要進行水洗。

2.2動物類前處理方法

動物類的生物樣都是選取了可食用的動物，所有前處理的原則都是選取可食用部分。雞：去除其雞頭、雞翅、雞腳、雞骨架、皮下脂肪；魚類：大型的魚類需進行去魚頭去魚骨；甲殼類：如蝦可直接進行下一步前處理；貝殼類：直接去除外部的貝殼，留下內部的軟體。

2.3樣品的烘干

將不能直接測量的鮮樣適當弄碎，進行冷凍干燥或者放入干凈的搪瓷盤內置于烘箱中，徐徐加溫至105℃，在該溫度下烘十幾至幾十小時至干，然后稱重并求出鮮干比。[2]

3.樣品的炭化灰化

經過烘干前處理后的上述樣品，還仍然需要進行進一步的灰化濃縮才能達到制成可以測量的樣品的條件。灰化的方式主要有干式灰化、濕式灰化或低溫灰化。由于要達到高純鍺γ譜儀測量的樣品量時，是需要大量的鮮樣的。所以我們采用的灰化方式是干式灰化。

灰化時應嚴格控制溫度，在開始的炭化階段應慢慢升溫，防止著火，面對脂肪多的樣品可以加蓋并留有適當縫隙或皂化后炭化。在炭化完成后再升溫到所需要的高溫下，繼續灰化十幾個小時至幾十個小時，直到樣品稱為含炭量最少的灰。其中特別要注意的是這個最高的溫度應該要低于所要分析的核素揮發的臨界溫度。[3]

下面表1給出常處理的各類樣品灰化時初始著火臨界溫度和鮮灰比以供參考：

4.總結

生物樣品的前處理應該認真按照類別要求進行前處理，而后控制烘干溫度在105℃。接著根據著火溫度來設置炭化的溫度，炭化的時間適當延長些以確保炭化完全，再升溫至高溫后保持一定時間達到測量所需生物灰的條件。以上是工作中所積累的心得與方法相結合的淺談，如有不當，歡迎指正。

參考文獻：

[1] 中國知網百科中關于“生命體”.、“動物”、“植物”的詞條.

[2] GB/T 16145-1995， 生物樣品中放射性核素的γ能譜分析方法[S].

[3] 許家昂，朱建國，陳英民，李福生，宋鋼，鄧大平.生物樣品～（137）Cs γ能譜測定結果[J].中華放射醫學與防護雜志，2006（04）：391+395.