Фосфор-32
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2022 г. ) |
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 32 П |
| Имена | фосфор-32, 32П, П-32 |
| Протоны ( С ) | 15 |
| Нейтроны ( Н ) | 17 |
| Данные о нуклидах | |
| Природное изобилие | след |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | 14,268 д |
| масса изотопа | 31.973907274 Да |
| Избыточная энергия | 24 305 кэВ |
| Продукты распада | 32 С |
| Режимы затухания | |
| Режим затухания | Энергия распада ( МэВ ) |
| Бета-излучение | 1.70912 |
| Изотопы фосфора Полная таблица нуклидов | |
Фосфор-32 ( 32 Р) — изотоп фосфора . радиоактивный Ядро фосфора-32 содержит 15 протонов и 17 нейтронов , что на один нейтрон больше, чем у наиболее распространенного изотопа фосфора, фосфора-31. Фосфор-32 существует на Земле лишь в небольших количествах , поскольку он имеет короткий период полураспада (14 дней) и поэтому быстро распадается.
Фосфор содержится во многих органических молекулах , поэтому фосфор-32 имеет множество применений в медицине , биохимии и молекулярной биологии , где его можно использовать для отслеживания фосфорилированных молекул (например, при выяснении метаболических путей ) и радиоактивной метки ДНК .
Распад [ править ]
Фосфор-32 имеет короткий период полураспада - 14,268 дней и распадается на серу-32 путем бета-распада. [1] как показано в этом ядерном уравнении:
1,709 МэВ энергии. В результате этого распада выделяется [2] Кинетическая энергия электрона варьируется в среднем примерно на 0,5 МэВ, а оставшуюся часть энергии несет почти необнаружимое электронное антинейтрино . По сравнению с другими нуклидами, испускающими бета-излучение, электрон имеет умеренную энергию. Его блокирует около 1 м воздуха или 5 мм акрилового стекла .
Образующееся ядро серы-32 находится в основном состоянии излучения не происходит , поэтому дополнительного гамма- .
Производство [ править ]
![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( март 2011 г. ) |
Фосфор-32 имеет важное применение в медицине , биохимии и молекулярной биологии . В природе он существует на Земле только в очень небольших количествах, а его короткий период полураспада означает, что полезные количества должны производиться синтетически. Фосфор-32 можно получить синтетически путем облучения серы-32 умеренно быстрыми нейтронами, как показано в этом ядерном уравнении:
Ядро серы-32 захватывает нейтрон и испускает протон, уменьшая атомный номер на единицу, сохраняя при этом массовое число 32.
Эта реакция также использовалась для определения мощности ядерного оружия. [3] [4]
Использует [ править ]
Фосфор широко распространен в биологических системах и как радиоактивный изотоп практически химически идентичен стабильным изотопам того же элемента. Фосфор-32 можно использовать для маркировки биологических молекул. Бета-излучение, испускаемое фосфором-32, достаточно проникающее, чтобы его можно было обнаружить вне анализируемого организма или ткани.
Ядерная медицина [ править ]
Многие радиоизотопы используются в качестве индикаторов в ядерной медицине, включая йод-131 , фосфор-32 и технеций-99m . Фосфор-32 особенно полезен при выявлении злокачественных опухолей, поскольку раковые клетки имеют тенденцию накапливать больше фосфата, чем нормальные клетки. [5] Местоположение фосфора-32 можно проследить снаружи организма, чтобы определить расположение потенциально злокачественных опухолей.
Излучение фосфора-32 можно использовать как в лечебных, так и в диагностических целях. Использование 32 Р-хромовый фосфат исследовался как возможный химиотерапевтический агент для лечения диссеминированного рака яичников. [6] В этой ситуации терапевтический эффект оказывает долговременное токсическое воздействие бета-излучения фосфора-32, накапливающегося в раковых клетках. Фосфор-32 широко используется для выявления и лечения рака, особенно рака глаз и кожи.
Биохимия и молекулярная биология [ править ]
Метаболические пути организмов широко используют фосфор для образования различных биомолекул внутри клетки. Фосфор-32 находит применение для анализа метаболических путей в экспериментах с импульсной погоней , когда культуру клеток в течение короткого времени обрабатывают субстратом, содержащим фосфор-32. Последовательность химических изменений, происходящих с субстратом, можно затем проследить, определив, какие молекулы содержат фосфор-32, в несколько моментов времени после первоначальной обработки.
ДНК содержит большое количество фосфора в связях между основаниями олигонуклеотидной фосфодиэфирных цепи. Таким образом, ДНК можно отследить, заменив фосфор фосфором-32. Этот метод широко используется при Саузерн-блот- анализе образцов ДНК. В этом случае зонд ДНК, содержащий фосфор-32, гибридизуется с комплементарной ему последовательностью, где он оказывается в геле. Затем его местоположение можно определить с помощью фотопленки.
Науки о растениях [ править ]
Фосфор-32 используется в науках о растениях для отслеживания поглощения растениями удобрений от корней к листьям . Удобрение, меченное фосфором-32, подается растению гидропонно или через воду в почве, а использование фосфора можно составить карту по излучаемому бета-излучению. Информация, полученная путем картирования потребления удобрений, показывает, как растение поглощает и использует фосфор из удобрений. [7]
Безопасность [ править ]
Высокая энергия испускаемых бета-частиц и низкий период полураспада фосфора-32 делают его потенциально опасным; Его молярная активность составляет 338,61 ТБк/ммоль (9151,6 Ки/ммоль), а удельная активность — 10,590 ЭБк/кг (286,22 кКи/г). Типичные меры предосторожности при работе с фосфором-32 включают ношение личного дозиметра для контроля воздействия и радиационной защиты из акрила или плексигласа для защиты тела. Плотная защита, такая как свинец, менее эффективна из-за высокоэнергетического тормозного излучения, возникающего в результате взаимодействия бета-частицы и защиты. Поскольку бета-излучение фосфора-32 блокируется примерно 1 м воздуха, также рекомендуется носить дозиметры на частях тела, например на пальцах , которые вступают в тесный контакт с образцом, содержащим фосфор-32.
Ссылки [ править ]
- ^ Ауди, Г.; Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Бибкод : 2017ChPhC..41c0001A . дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
- ^ «Фосфор 32» . www.site.uottawa.ca:4321 . Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 г.
- ^ Керр, Джордж Д.; Янг, Роберт В.; Каллингс, Гарри М.; Кристи, Роберт Ф. (2005). «Параметры бомбы» (PDF) . Роберт В. Янг, Джордж Д. Керр (ред.). Переоценка дозиметрии радиации атомной бомбы для Хиросимы и Нагасаки – Система дозиметрии, 2002 г. Фонд исследования радиационных эффектов. стр. 42–43. Архивировано из оригинала (PDF) 10 августа 2015 г. Проверено 13 марта 2014 г.
- ^ Малик, Джон (сентябрь 1985 г.). «Результаты взрывов в Хиросиме и Нагасаки» (PDF) . Лос-Аламосская национальная лаборатория . Проверено 9 марта 2014 г.
- ^ «радиоактивность» . Британская энциклопедия . Проверено 13 февраля 2016 г.
- ^ Паттилло, Роланд А.; Кольер, Б. Дэвид; Абдель-Дайем, Хусейн; Озкер, Кутлан; Уилсон, Чарльз; Рукерт, Анна CF; Гамильтон, Карен (1 января 1995 г.). «Фосфор-32-хромофосфат при раке яичников: I. Фракционированное внутрибрюшинное лечение низкими дозами в сочетании с химиотерапией-аналогом платины» . Журнал ядерной медицины . 36 (1): 29–36. ISSN 0161-5505 . ПМИД 7799078 .
- ^ Сингх Б., Сингх Дж. и Каур А. (2013). Применение радиоизотопов в сельском хозяйстве. Международный журнал биотехнологических и биоинженерных исследований, 4 (3), 167-174.