Transcript ЕПР и УВ изследване на захароза, като материал за аварийна

ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД 2007-2013
Оперативна програма
„Развитие на човешките ресурси“
Проект BG051PO001-3.3.06-0050:
„Създаване на висококвалифицирани специалисти по съвременни материали за опазване
на околната среда: от дизайн до иновации”
Приложение на ЕПР и
Електронната спектроскопия в
сферата на дозиметрията
гл. ас. д-р Йорданка Каракирова
Молекулен катализ с център по ЕПР спектроскопия,
Институт по катализ, БАН
Приложение на ЕПР и Електронната спектроскопия в сферата на дозиметрията
РАДИАЦИОННО ЛЪЧЕНИЕ СЕ ИЗПОЛЗВА ЗА:
ДОЗИМЕТРИЧНИ МАТЕРИАЛИ
• стерилизация на храни
• стерилизация на медицински материали и медикаменти
• чувствителност към радиация
• при лечението на различни туморни образувания
• стабилност на получения сигнал
• стерилизиране на отпадъци
• пропорционалност между концентрацията на
• при научнирадикали
изследвания
получените
и радиационната доза
АЛАНИН
НЕОБХОДИМОСТ ОТ
ТЪРСЕНЕ НА НОВИ
МЕТОДИ И
МАТЕРИАЛИ ЗА
ДОЗИМЕТРИЯ
18.06.2013
Задачи:





Изследване на вида на ЕПР спектрите на захари облъчени с високоенергетично лъчение.
Изследване на връзката между ЕПР интензитета и абсорбираната
доза високо-енергетично лъчение.
Изследване на УВ спектрите на захари облъчени с гама лъчи и тежки
частици.
Изучаване на зависимостта на интензитета на абсорбционната
ивица от погълнатата доза радиация.
Калибриране на ЕПР резултатите чрез изследване на зависимостта
между ЕПР отклика и УВ абсорбцията на облъчени захари.
18.06.2013
Приложение на ЕПР и Електронната спектроскопия в сферата на дозиметрията
Твърдо тяло/ЕПР дозиметри
• радиационно чувствителен
материал
• свързващ материал парафин
18.06.2013
Монозахариди
Арабиноза
Рибоза
Галактоза
Сорбоза
18.06.2013
Дизахариди
Трехалоза
Лактоза
Захароза
18.06.2013
ЕПР спектър на арабиноза:
1
1 kGy
20 kGy
kGy
20 kGy
210
days
after irradiation
days
10 days
1 month
1 month
3 months
5 months
1 kGy
20 kGy
1 month after irradiation
2 mT
5 months
2 mT
2 mT
2 mT
18.06.2013
Зависимост на интензитета на ЕПР сигнала от
погълнатата доза високо-енергетично лъчение
захароза > лактоза > сорбоза > арабиноза > трехалоза > галактоза > рибоза
suc
lac
sorb
arab
treh
gal
rib
2200
2000
EPR intensity, a. u.
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0,0
2,5
5,0
7,5
10,0
12,5
15,0
17,5
20,0
Dose, kGy
18.06.2013
Стабилност на ЕПР сигнала във времето
3500
ЕПР интензитета
намалява по следния
начин:
сорбоза
3000
2500
лактоза
1 month
2000
2 months
Сорбоза – 40 %
Лактоза – 12 %
3 months
1500
4 monts
арабиноза
рибоза
5 months
галактоза
1000
Арабиноза – 7 %
Галактоза – 7 %
трехалоза
Трехалоза – 2 %
500
Рибоза – 10 %
0
1
2
3
4
5
6
18.06.2013
1,0
D=0.9 kGy
5 cm quartz cell
Absorbance
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
10
20
30
40
50
60
Concentration, % w/w
Yordanov, N. D., et al., 2002
18.06.2013
УВ спектри на облъчени захариди
0,8
255 nm
0,7
Absorbance, a. u.
Arabinose
Ribose
Sucrose
Galactose
Sorbose
Trehalose
0,6
267 nm
0,5
286 nm
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
240
260
280
300
320
340
Wavelength, nm
18.06.2013
Стабилност на УВ абсорбцията във времето
UV absorbance, a. u.
0,7
Ribose
0,6
Galactose
Sorbose
0,5
Sucrose
Arabinose
0,4
Trehalose
0,3
0,2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Time, days
18.06.2013
УВ изследване на захароза-съдържащи дозиметри облъчени с  лъчи
1,4
1,2
УВ абсорбция
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
2
4
6
8
10
Доза, kGy
1,14
УВ абсорбция
1,12
1,10
1,08
1,06
Yordanov and Karakirova, 2007
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Време, дни
18.06.2013
ЕПР и УВ изследване на захароза-съдържащи дозиметри облъчени с тежки частици
ЕПР спектър на захароза облъчена с гама лъчи
и тежки частици
а
1
2

б
3330
3340
3350
3360
3370
3380
3390
3400
3410
Магнитно поле, G
18.06.2013
Зависимост на ЕПР интензитета от абсорбираната доза
радиация за проби облъчени с гама лъчи и тежки частици.
gamma rays
C ions, LET 63 keV/m
C ions, LET 77 keV/m
C ions, LET 96 keV/m
N ions, LET 90 keV/m
N ions, LET 125 keV/m
Si ions, LET 60 keV/m
EPR intensity, a. u.
1200
1000
800
600
400
200
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Dose, Gy
18.06.2013
Зависимост на УВ абсорбцията от погълнатата доза
радиация за проби облъчени с гама лъчи и тежки частици.
Si ions, LET 60 keV/m
N ions, LET 90 keV/m
N ions, LET 125 keV/m
C ions, LET 96 keV/m
C ions, LET 77 keV/m
C ions, LET 63 keV/m
gamma rays
0.9
0.8
UV absorbance
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Dose, Gy
18.06.2013
Връзка между ЕПР интензитета на захароза облъчена с
тежки частици и гама лъчи и УВ абсорбцията на
нейните водни разтвори.
gamma rays
C ions, LET 63 keV/m
C ions, LET 77 keV/m
C ions, LET 96 keV/m
N ions, LET 90 keV/m
N ions, LET 125 keV/m
Si ions, LET 60 keV/m
EPR response, a. u.
1200
1000
800
600
400
200
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
UV absorbance
18.06.2013
Приложение на ЕПР и Електронната спектроскопия в сферата на дозиметрията
ИЗВОДИ
Имайки предвид ЕПР и УВ изследванията, дизахариди са поподходящи за дозиметрични цели отколкото монозахариди.
От всички захариди изследвани до сега, захарозата остава найдобрия дозиметричен материал за ЕПР и УВ спектрометрия.
Перспективите за SS / EPR дозиметрията в бъдеще са добри,
дори и ако мечтата да се затворят всички съоръжения,
работещи с йонизиращи лъчения (ядрени електроцентрали,
съоръжения за облъчване, и т.н.) се реализира, тъй като
отпадъчните радиоактивни материали ще останат. Освен това,
поради липса на други алтернативи, лъчевата терапия ще
продължи да служи на здравните нужди на голям брой хора и
следователно остава необходимостта от ЕПР дозиметрия за
контролни цели.
18.06.2013
БЛАГОДАРЯ ЗА
ВНИМАНИЕТО
ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД 2007-2013
Оперативна програма
„Развитие на човешките ресурси“
Проект BG051PO001-3.3.06-0050
Samples:
Mono-saccharides:
 D (-) Arabinose
 D (-) Ribose
 D (+) Galactose
 L (-) Sorbose
Di-saccharides:
 D (+) Trehalose
 Lactose