关于高纯锗γ能谱测量中生物样前处理的浅谈

李剀 杨艳

摘 要：放射性物质会进入生物圈食物链中，所以很有必要采集生物样品进行分析其中放射性种类及水平。本文讲述了生物样品采集后应该分类前处理，而后烘干、炭化灰化来达到满足高纯锗γ能谱测量的样品条件。同时还给出各类生物样品的临界着火点和鲜灰比以供参考。

关键词：生物样；前处理；炭化灰化

天然放射性物质和人工产生的放射性物质，它们会通过大自然的水、土壤、空气沉降等方式进入我们的生物圈中。所以采集生物样品，测量其中所含有的放射性核素种类及含量对评估我们人体所受的放射性水平是一种重要的途径。由于在生物样品组分中含有的放射性含量通常较低，因此需要对生物样品进行一系列的前处理将其中的有机物除去，使其中的放射性物质进行浓集以满足高纯锗探测器的探测下限。

1.生物样品的分类和组分

生物是有生命的个体。生物最重要和基本的特征在于生物进行新陈代谢及遗传。自然界是由生物和非生物的物质和能量组成的，无生命的叫做非生物。

物质基础：物质及元素（种类相同）组成上大体相同。

（1）化合物主要为蛋白质与核酸，其中蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是遗传信息的携带者（朊病毒的遗传物质是蛋白质），它们都是生命活动中重要的高分子物质。

（2）元素分为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，它们在生命活动中有很大作用；微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，具有量小作用大的特点。[1]

虽然生物的种类很多，覆盖很广。但是由于用于生物样放射性分析的样品要具有代表性、指示性（生物界中，能够高度浓集环境中的放射性物质的生物称为指示生物。）的等特点，同时还要选择一些当地消费人群较大的可食性类别的生物样品。

下面列举我们实验室中通常会进行采样、前处理、测量分析的样品：

1.1动物样品

动物，生物的一个种类。它们一般以有机物为食，能感觉、可运动之物。动物。不能将无机物合成有机物，只能以有机物为食物。动物具有与植物不同的形态结构和生理功能。 [1]

1.1.1陆地动物样

通常陆地生物样我们选取鸡肉作为分析对象。鸡是一种家禽，家鸡源出于野生的原鸡，其驯化历史至少约4000年。所以由于鸡是我国传统的受广大群众欢迎、消费较多的食用家禽，而且所食用的鸡通常饲养一年，比较能代表当地本年度的放射性变化情况。

1.1.2水中動物样

水中生物样，即是生活在水中的动物。通常又可以分为鱼类、甲壳类、贝类等，我们所研究的类别主要是鱼类、甲壳类、贝类。采集的原则也依然是食用人群较多的、当地水体里所产出的样品。

采集的鱼类样品主要有：1、海洋：鲈鱼和各种品种进行混合的杂鱼；2、淡水水库中的品种混合的淡水鱼。

采集的甲壳类样品主要有：虾。

采集的贝壳类样品主要有：牡蛎、文蛤。

1.2植物

生物的一大类，多以无机物为养料，没有感觉。植物都固定于一个地点，利用光合作用从简单无机营养制造自己的食物，并贮藏能量。植物细胞有坚硬的细胞壁，起支撑作用，绿色植物是食物的主要来源。[1]

1.2.1 陆地植物样

陆地上的植物样进行样品采集时通常是选择陆地上的指示生物和其余一些的可食用植物。

陆地指示生物有松针、艾高等野草。我们通常选择松针，松针的采集原则上采集两年生叶，要选择树高4m以下，树干直径小于10cm的年轻树，并且尚未经过人工修枝，在每棵树上采集一部分。也有时会附加上当地种植较多的品种，如桉树叶等。

可食用的植物样品类别主要有：水果类的香蕉、蔬菜类的红薯叶、根茎类的红薯、乔本科的玉米、粮食类大米。

1.2.2 海洋植物样

海洋指示生物有紫壳菜、马尾藻等。我们通常选择马尾藻作为分析对象，而且采样地点选在有流出物排放的附近海域。

此外还增加了当地特有的海洋植物红树林作为分析对象。

2.样品的前处理方法

2.1植物类前处理方法

植物类样品的前处理依据可食用和不可食用这两种属性进行分类处理。

所有可食用的植物生物样的处理：选取植物样的可食用部分进行实验室分析。如玉米只选取可食用的玉米粒、香蕉选择其果肉，而红薯叶、红薯、大米这些因其都可食用则可以直接进行下一步处理不需去除不可食用部分。

不可食用的植物生物样的处理：需去除其枝条，只留下叶子部分进行下一步处理。由于不可食用的植物生物样我们所选择的是指示性生物松针、桉树叶、红树林叶等，故预处理原则上不需要进行水洗。

2.2动物类前处理方法

动物类的生物样都是选取了可食用的动物，所有前处理的原则都是选取可食用部分。鸡：去除其鸡头、鸡翅、鸡脚、鸡骨架、皮下脂肪；鱼类：大型的鱼类需进行去鱼头去鱼骨；甲壳类：如虾可直接进行下一步前处理；贝壳类：直接去除外部的贝壳，留下内部的软体。

2.3样品的烘干

将不能直接测量的鲜样适当弄碎，进行冷冻干燥或者放入干净的搪瓷盘内置于烘箱中，徐徐加温至105℃，在该温度下烘十几至几十小时至干，然后称重并求出鲜干比。[2]

3.样品的炭化灰化

经过烘干前处理后的上述样品，还仍然需要进行进一步的灰化浓缩才能达到制成可以测量的样品的条件。灰化的方式主要有干式灰化、湿式灰化或低温灰化。由于要达到高纯锗γ谱仪测量的样品量时，是需要大量的鲜样的。所以我们采用的灰化方式是干式灰化。

灰化时应严格控制温度，在开始的炭化阶段应慢慢升温，防止着火，面对脂肪多的样品可以加盖并留有适当缝隙或皂化后炭化。在炭化完成后再升温到所需要的高温下，继续灰化十几个小时至几十个小时，直到样品称为含炭量最少的灰。其中特别要注意的是这个最高的温度应该要低于所要分析的核素挥发的临界温度。[3]

下面表1给出常处理的各类样品灰化时初始着火临界温度和鲜灰比以供参考：

4.总结

生物样品的前处理应该认真按照类别要求进行前处理，而后控制烘干温度在105℃。接着根据着火温度来设置炭化的温度，炭化的时间适当延长些以确保炭化完全，再升温至高温后保持一定时间达到测量所需生物灰的条件。以上是工作中所积累的心得与方法相结合的浅谈，如有不当，欢迎指正。

参考文献：

[1] 中国知网百科中关于“生命体”.、“动物”、“植物”的词条.

[2] GB/T 16145-1995， 生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法[S].

[3] 许家昂，朱建国，陈英民，李福生，宋钢，邓大平.生物样品～（137）Cs γ能谱测定结果[J].中华放射医学与防护杂志，2006（04）：391+395.