Phosphorus-32

Фосфор-32 (P) - радиоактивный изотоп фосфора. Ядро фосфора-32 содержит 15 протонов и 17 нейтронов, на один нейтрон больше, чем самый распространенный изотоп фосфора, фосфор-31. Фосфор-32 существует только в небольших количествах на Земле, поскольку он имеет короткую половину продолжительность жизни 14,268 дней и поэтому быстро распадается.

Фосфор содержится во многих органических молекулах, поэтому фосфор-32 имеет множество применений в медицине, биохимии, ан d молекулярная биология, где его можно использовать для отслеживания фосфорилированных молекул (например, для выяснения метаболических путей ) и радиоактивной метки ДНК.

• 1 Распад
• 2 Производство
• 3 Использование
  • 3.1 Ядерная медицина
  • 3.2 Биохимия и молекулярная биология
  • 3.3 Науки о растениях
• 4 Безопасность
• 5 Ссылки
• 6 Внешние ссылки

Фосфор имеет короткий период полураспада, составляющий 14,268 дней, и распадается на серу-32 в результате бета-распада, как показано в этом ядерном уравнении:

. 15P.

→

. 16S.

+

. e.

+

. ν. e

1,709 МэВ энергии. высвобождается во время распада. Кинетическая энергия электрона изменяется в среднем примерно на 0,5 МэВ, а остальная часть энергии переносится почти необнаруживаемым электронным антинейтрино. По сравнению с другими нуклидами, излучающими бета-излучение, электрон умеренно энергичен. Он блокируется около 1 м воздуха или 5 мм акрилового стекла.

Образовавшееся ядро ​​серы-32 находится в основном состоянии, поэтому дополнительных гамма-лучей выброс.

Фосфор-32 имеет важное применение в медицине, биохимии и молекулярной биологии. В природе он существует на Земле только в очень малых количествах, и его короткий период полураспада означает, что полезные количества должны быть получены синтетическим путем. Фосфор-32 может быть получен синтетически путем облучения серы-32 умеренно быстрыми нейтронами, как показано в следующем ядерном уравнении:

Ядро серы-32 захватывает нейтрон и испускает протон, уменьшая атомный номер на единицу при сохранении массового числа, равного 32.

Эта реакция также использовалась для определения мощности ядерного оружия.

Фосфор широко распространен в биологических системах, и, поскольку радиоактивный изотоп почти химически идентичен стабильным изотопам того же элемента, фосфор-32 может использоваться для маркировки биологических молекул. Бета-излучение, испускаемое фосфором-32, достаточно проникающее, чтобы его можно было обнаружить за пределами организма или ткани, которые анализируются

Ядерная медицина

Многие радиоизотопы используются в качестве индикаторов в ядерной медицине, включая йод-131, фосфор-32 и технеций-99m. Фосфор-32 особенно полезен при идентификации злокачественных опухолей, поскольку раковые клетки имеют тенденцию накапливать больше фосфата, чем нормальные клетки. Местоположение фосфора-32 можно проследить извне тела, чтобы определить местоположение потенциально злокачественных опухолей.

Излучение фосфора-32 можно использовать как в терапевтических, так и в диагностических целях. Использование P-хромового фосфата в качестве возможного химиотерапевтического агента для лечения диссеминированного рака яичников. В этой ситуации терапевтический эффект оказывает длительное токсическое действие бета-излучения фосфора-32, накапливающегося в раковых клетках. Фосфор-32 широко используется для обнаружения и лечения рака, особенно глаз и кожи.

Биохимия и молекулярная биология

метаболические пути организмов широко используют фосфор для образования различных биомолекул внутри клетки. Фосфор-32 находит применение для анализа метаболических путей в экспериментах Pulse Chase, где культуру клеток обрабатывают в течение короткого времени фосфор-32-содержащим субстратом. Последовательность химических изменений, которые происходят с субстратом, затем можно проследить, определив, какие молекулы содержат фосфор-32 в нескольких временных точках после начальной обработки.

ДНК содержит большое количество фосфора в фосфодиэфирных связях между основаниями в олигонуклеотидной цепи. Следовательно, ДНК можно отслеживать, заменяя фосфор фосфором-32. Этот метод широко используется в Саузерн-блот-анализе образцов ДНК. В этом случае ДНК-зонд, содержащий фосфор-32, гибридизуется с его комплементарной последовательностью, где он появляется в геле. Его местоположение затем можно определить с помощью фотопленки.

Науки о растениях

Фосфор-32 используется в науках о растениях для отслеживания поглощения растениями удобрений из корней к уходит. Удобрение, меченное фосфором-32, вводится в растение гидропонно или через воду в почве, и использование фосфора можно картировать по испускаемому бета-излучению. Информация, собранная путем картирования поглощения удобрений , показывает, как растение поглощает и использует фосфор из удобрений.

Высокая энергия испускаемых бета-частиц и низкая период полураспада фосфора-32 делает его потенциально опасным; Его молярная активность составляет 338 ТБк / ммоль (9131 Ки / ммоль). Типичные меры предосторожности при работе с фосфором-32 включают ношение личного дозиметра для контроля облучения и радиационного экрана акрила или плексигласа для защиты тела. Плотная защита, такая как свинцовая, менее эффективна из-за высокоэнергетического тормозного излучения, создаваемого взаимодействием бета-частицы и защиты. Поскольку бета-излучение фосфора-32 блокируется около 1 м воздуха, также рекомендуется носить дозиметры на частях тела, например, на пальцах, которые находятся в тесном контакте с фосфором. 32-содержащий образец.

• β- DECAY, β + DECAY, ELECTRON CAPTURE и ISOMERIC TRANSITION