精品資料（2021-2022年收藏）免疫放射分析

1、第九章 核分析技術(shù)核物理基礎(chǔ)研究的深入發(fā)展，積累了大量的核數(shù)據(jù)，同時也發(fā)展了一系列核技術(shù)和方法。核分析技術(shù)就是根據(jù)射線與物質(zhì)中的原子及原子核的相互作用及運動規(guī)律，利用核探測分析手段，將射線與物質(zhì)相互作用過程中引起的作用效應、次級效應探測后用于研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)，元素組成和空間分布。一定能量的離子束射入介質(zhì)中時，其能量被吸收的阻止過程和介質(zhì)材料的元素組成、分子結(jié)構(gòu)（化學、性質(zhì)生物）都有很強的依賴關(guān)系，利用射線的能量損失或部分能量損失的行為，可以實現(xiàn)定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析。核分析技術(shù)主要有兩大類，一類是以超精細相互作用為基礎(chǔ)的核分析方法，如穆斯堡爾譜學方法、正電子湮滅、擾動角關(guān)聯(lián)、核磁共振等。另一

2、大類為以加速器(或反應堆)提供的帶電離子束、中子流或者帶電離子束產(chǎn)生的中子流來進行的分析手段。核分析技術(shù)主要包括背散射分析、PIXE、核反應分析，帶電粒子及中子活化分析等。第一節(jié) 活化分析一、概 述 1936年匈牙利放射化學家Hevesy和Tevi首先創(chuàng)建了活化分析法?；罨治觯╝ctivation analysis AA）的基礎(chǔ)是利用核反應產(chǎn)生放射性，可對樣品中的元素作定性分析、定量分析和超微量的定量分析。經(jīng)過不斷改進和發(fā)展，目前活化分析法已廣泛應用于生命科學（醫(yī)學、生物學），材料科學、社會科學（考古學，公安司法等）及地質(zhì)科學等各個科學領(lǐng)域及國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石油探測等行業(yè)領(lǐng)域。 活化分析有

3、幾十年的歷史了，活化分析的實質(zhì)是利用一定能量的射線（主要是中子、帶電粒子和射線）射入樣品中后與待分析的原子核發(fā)生核反應過程，使其中的穩(wěn)定核素發(fā)生核反應而轉(zhuǎn)變成放射性核素,通過測量反應產(chǎn)物的放射性衰變，也就是說，測量其衰變過程中放出射線的能量和活度,反推樣品中待測原子的種類、含量和空間分布。根據(jù)所用射線的種類可以將活化分析分為中子活化分析（neutron activation analysis NAA）、帶電粒子活化分析（charged particle activation analysis CPAA）和射線活化分析等三類。進行活化分析需要有輻射源裝置、高分辨率的輻射探測儀器和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。

4、如果活化分析單純用儀器進行，樣品不被破壞，稱作非破壞性活化分析或儀器活化分析；用化學方法配合儀器進行的活化分析，樣品的結(jié)構(gòu)受到化學作用而改變，稱作破壞性活化分析或放射化學活化分析。非破壞性多元素活化分析是活化分析的發(fā)展趨勢。中子活化分析是使樣品的待測元素與中子（通常為核反應堆的熱中子）發(fā)生核反應、通過測量產(chǎn)生的射線強度計算待測元素含量的分析方法。中子活化分析中根據(jù)反應道的性質(zhì)，可以選用中子來自于反應堆的熱中子（reactor neutron activation analysis RNAA）或加速器提供的快中子（fast neutron activation analysis FNAA）.活化

5、分析的主要優(yōu)點是：1靈敏度高，對大部分元素的探測極限在10-9 g左右，可以實現(xiàn)樣品中微量元素和超微量元素的分析。2以實現(xiàn)無損分析，許多樣品（如珍貴文物）非常稀奇，分析過程中不許有損傷，活化分析可以實現(xiàn)這一目標。3在活化過程中，往往有多種元素被激發(fā)，可同時測定一個樣品中的幾種至幾十種元素。4可分析的元素很多，除部分輕元素和重元素外，元素周期表中幾乎所有的元素都可用活化分析法測定。5利用計算機數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，易于實現(xiàn)自動分析，快速檢測分析?；罨治鲆泊嬖谝恍┎蛔?，如不能測定化合物的量和分子結(jié)構(gòu)；操作時放射性水平比通常放射性示蹤法應用高；設(shè)備昂貴；某些分析耗時較長。但是，近年來人們針對上述缺點

6、開發(fā)出小型、實用、經(jīng)濟的放射源，如小型中子發(fā)生器、小型醫(yī)用加速器、高通量同位素中子源等，完善計算機的應用及軟件開發(fā)，為活化分析技術(shù)的推廣應用提供了條件。二、基 本 原 理 活化分析是用具有一定能量和流強的中子、帶電粒子（質(zhì)子、氘核、粒子等）或高能光子轟擊樣品，使待測元素發(fā)生核反應，測定核反應生成的放射性核素衰變時發(fā)生的緩發(fā)輻射或核反應時瞬發(fā)輻射的分析方法。通過測定射線能量和半衰期進行定性鑒定；測定射線活度進行定量分析。當樣品放入反應堆輻照時，待測元素受到熱中子的轟擊，使它從穩(wěn)定的原子核變成放射性的原子核，通過衰變，放射性的原子核變成其它穩(wěn)定的核素。在這一過程中，原子核將放射出射線和射線，用探測

7、器測定射線的能量和強度就可以進行定量分析。如核反應過程：，反映產(chǎn)物 是放射性核素，具有放射性，它的半衰期為26.32小時。通過測定衰變放出的射線的能量和強度就可以反推出的含量。當含有待測元素的樣品受到粒子束（例如熱中子束）照射時，部分待測核素轉(zhuǎn)變成放射性核素，并且立刻發(fā)生衰變，整個反應過程可用下式舉例說明： 這樣穩(wěn)定性核（A1）俘獲中子（截面為1）而被活化，轉(zhuǎn)變成放射性核素（A2），并按一定的半衰期進行衰變（衰變常數(shù)2）為穩(wěn)定核素（A3）。A1形成A2的速率取決于三個因素：中子通量密度（n·cm-2·s-1）、俘獲中子（活化反應）的截面1和單位面積上靶原子核A1的數(shù)量N1。

8、A2的核數(shù)量N2在單位時間內(nèi)的凈變化是由A1生成A2的核數(shù)減去A2衰變掉的核數(shù)。 (9.2)在活化分析中，照射后一般并不立即測量放射性，而是讓放射性樣品“冷卻（Cool）”一段時間，即衰變一段時間后再測量。通過上式運算，并設(shè)定t0時N2=0，經(jīng)過照射時間L和冷卻時間L2以后A2放射性活度的計算公式為由于單位時間發(fā)生核反應的A1核數(shù)與A1核總數(shù)相比很少，在實驗期間可視作不變量，故有 (9.3) (9.4)放射性核素A2的生長和衰變與半衰期的關(guān)系見圖9-1。若已知、1、2，實驗測得t和A2即可算出N1。上述絕對測量法的描述主要是說明活化分析的基本原理。實際工作中，和1不易測得很精確，A2的絕對值也

9、因幾何因子、反散射等因素的影響而不易測準，生物醫(yī)學實驗中用得較少。一般采用相對測量法。相對測量法的要點將在本節(jié)最后敘述?；罨治鰧λ鶞y核素有以下基本要求：1 必須具有足夠大的反應截面，這樣活化分析中產(chǎn)生的放射性核素的產(chǎn)額比較大，2 所生成的放射性核素必須具有足夠長的半衰期，3 放射性核素釋放出的射線或粒子必須易于測量。三、活化分析應用的核反應和照射源（一）應用的核反應 不同照射粒子引起的核反應不同。根據(jù)照射粒子的種類，活化分析可分為以下幾類：1中子活化分析（neutron activation analysis NAA）即以中子為照射粒子的活化分析。中子和原子核碰撞可發(fā)生下列核碰撞過程；彈性散

10、射（n，n）;非彈性散射（n，），俘獲反應（n，）；核反應（n，p）；（n，）；核裂變（n，f）。其中（n，）、核反應（n，p）和（n，）三種核反應在活化分析應用中應用很廣泛。 （1）（n，）反應 由熱中子（thermal neutron，En=0.025 eV）照射發(fā)生，引起的核反應都是放能的。在核反應中，靶核俘獲一個熱中子而轉(zhuǎn)變成激發(fā)態(tài)復合核。在極短時間內(nèi)復合核躍遷到較低能級，放出光子。（n，）反應在活化分析中應用最多。熱中子活化分析對大多數(shù)核素（比氧重的）具有很高的靈敏度，并可同時測定多種元素。不足的是不用于測定比氧輕的元素，設(shè)備較為龐大且昂貴。 （2）（n，），（n，p）反應靶核俘獲中

11、子，釋放出粒子或p的核反應，主要在快中子活化分析中發(fā)生?？熘凶樱╢ast neutron，En1 MeV）產(chǎn)生的核反應大都是吸能的，即存在一定的閾能，只有當中子能量超過該反應的閾能時，才能引起反應?？熘凶影l(fā)生器（特別是密封中子管）具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點，便于在一般實驗室推廣。但快中子的活化截面小，中子發(fā)生器或同位素中子源的產(chǎn)額都很低，使得靈敏度較熱中子活化分析低?？熘凶踊罨治鲋饕脕矸治龀Ａ炕虬胛⒘吭?，最成功的例子是全身鈣量的測定。 2.帶電粒子活化分析（charged particle activation analysis CPAA）。帶電粒子與物質(zhì)的作用是一個復雜的過程，與中子

12、或光子相比帶電粒子可以引起更多的核反應。常用的帶電粒子是：p、d、和3He等，以氘核應用最多，發(fā)生的核反應主要是（d，），（d，p）等。如 S（d，）P。帶電粒子引起眾多核反應的優(yōu)點在于增加了分析的選擇性，也就是說通過選擇粒子的能量和種類總能找到一個靈敏度高、受干擾小的核反應應用于活化分析。帶電粒子活化分析的主要問題是干擾，包括反應干擾和射線能譜干擾。后者是指由帶電粒子引起的許多放射性核素衰變時發(fā)射能量相同或相近的射線，在能譜上發(fā)生重疊。為了消除干擾，樣品經(jīng)過照射、腐蝕處理后，還需進行放化分離。帶電粒子活化分析主要應用于痕量輕元素的測定，其次是重元素的多元素分析3射線活化分析。射線活化分析（r

13、ay activation analysis）是用高能光子轟擊靶核使之發(fā)生核反應，測定放射性核素衰變參數(shù)的分析方法。高能光子與原子核發(fā)生作用時，可產(chǎn)生3種不同類型的核反應：光致激發(fā)（，），光核反應（，n）、（，p）和光致裂變反應（，f）。射線的活化截面大，靈敏度比較高。生物樣品中Na、K和Mn的含量很高，選用射線活化分析時這些元素產(chǎn)生的干擾較小，故可進行多元素非破壞性分析。光子還具有較強的穿透力，可以照射較大體積的樣品。但射線活化分析需要用電子加速器，分析成本較高。此外，對于大多數(shù)元素其靈敏度要比中子活化分析低一二個數(shù)量級，這使得該法在痕量元素分析的應用上受到一定限制。樣品受照射時產(chǎn)熱較高，光

14、子通量的監(jiān)測和定量計算都比較復雜。所以，射線活化分析一般是作為中子活化分析和帶電粒子活化分析的補充，主要用于各種輕雜質(zhì)元素的儀器分析。（二）照射源用于活化分析的照射源及其特點見9-1表。表9-1 各種照射源及其特點照射源*裝置核反應特點熱中子(少量是利用超熱中子、快中子)反應堆主要是(n,)少量是（n,p）、（n,）、（n,2n）適于各種樣品，靈敏度高，可進行無損傷多元素分析，適于常規(guī)分析252Cf(n,)裝置簡便，不需電源，可野外使用，來源少，價格昂貴241Am-Be(n,)裝置簡便，靈敏度較差14MeV快中子高壓倍加器（n,p）、（n,）、（n,2n）等可測定濃度為1/1,000,000水

15、平的元素，產(chǎn)生干擾反應較熱中子少帶電粒子質(zhì)子，氘核，3He回旋加速器、直線加速器(p,n)、(p,2n)(p,d)、( p,)(d,n)、( 3He,n)適于C，N，O等輕元素分析，產(chǎn)生發(fā)射正電子的短壽命同位素，需化學分離高能射線電子加速器(,n)、( ,2n)、(,p)等可對多種元素進行靈敏度較好的分析，適用于對中子難以活化的元素分析，可進行無損多元素分析*在實際工作中可根據(jù)具體實驗要求選用合適的照射源四、實驗步驟 活化分析全過程大體上可分為4個階段，見圖9-2。圖9-2活化分析全過程示意圖（一）樣品制備和輻照 樣品制備是活化分析實驗工作的第1步，也是重要的步驟。嚴格地講樣品制備包括取樣和制

16、備（有時還包括貯存）這兩個環(huán)節(jié)。儀器活化分析可省略放化分離。 1取樣 取樣是指在分析現(xiàn)場，從大量待分析客體之中按一定要求和方法取出少量供活化分析用的樣品。取樣應具有代表性即供活化分析用的少量樣品應能代表被分析的樣品,概括起來說，活化分析的取樣必須考慮下列三個因素：與被研究的物體以及研究目的有關(guān)。活化分析不易分析大塊樣品，通常取出多份小樣品或者使樣品均勻化的方法以解決非均勻樣品的活化分析。例如，研究的目的是測定肝臟組織中銅的分布，則取樣量要小，取樣點要多。如果要給出肝臟組織中銅的平均含量，最好的辦法是將整個肝臟灰化，再取樣分析。與被測元素的性質(zhì)有關(guān)。需要針對待測元素及樣品的物理、化學性質(zhì)，采取相

17、應的措施取樣。與分析方法有關(guān)?；罨治龅膸追N方法對取樣方法各有一定的要求。取樣方法是一個復雜的課題，當前活化分析的一個動向就是研究活化的標準取樣方法。 2制備 將取來的試樣，采取某種物理或化學的方法，制成合乎照射的形式。有的樣品中待測元素含量很低，對于這種樣品需要預先進行濃集，常用的方法有干燥、灰化、各種層析以及萃取、沉淀等。 3配制標準品 實際應用中活化分析一般采用相對測量法，即取一份元素成分及含量已知的標準品與樣品在相同的條件下進行照射并測量，比較兩者的結(jié)果，推算出樣品中待測元素的量。因此標準品的配制是活化分析中一件重要的工作。作為標準品的物品必須滿足下列條件：純度要高，一般均選用“光譜純

18、”試劑。若標準品照射后還經(jīng)過放化分離，則分析純試劑亦可。最好選用金屬、氧化物或硝酸鹽等，不宜用氯化物、溴化物和硫酸鹽，以減少干擾。易溶于實驗室中常用的酸。耐熱性和抗輻射性要好，不易潮解且容易稱量；組分確定，具有化學計量性質(zhì)。標準品溶液在貯存時濃度要高一些，以保持溶液穩(wěn)定，避免吸附、揮發(fā)、及被容器沾污等影響。照射時標準品的濃度最好與樣品中待測元素的濃度相近，并且化學狀態(tài)盡可能相同。 4取樣、制樣要防止來自環(huán)境、容器和試劑中各種微量元素的污染。器皿吸附、灰化過程等步驟可導致樣品丟失。要嚴格遵守操作規(guī)程，控制實驗誤差。 5輻照 根據(jù)射線的種類、粒子通量、照射環(huán)境的溫度、照射空間的幾何形狀和大小、照射

19、過程中發(fā)生的核反應類型及反應后產(chǎn)生放射性核素的性質(zhì)等諸多因素來確定樣品的照射時間，樣品的封裝容器。（二）放射化學分離 有些活化的樣品測量之前需要進行放射化學分離（簡稱放化分離），目的是除去干擾的放射性核素。生物樣品成分復雜，元素之間濃度差別很大，活化截面也不相同。所以活化后得到的能譜往往也很復雜，相互之間的干擾可能掩蓋待測元素的特征峰。經(jīng)過放化分離后，待測元素呈“放化純”狀態(tài)，消除了干擾。 活化分析中，微量放射性核素濃度很低，易被吸附，或形成放射性膠體，或與其他化合物形成共結(jié)晶，導致分離困難。為克服低濃度效應，往往于放化分離之前，加入待測放射性核素的穩(wěn)定同位素作為載體，微量放射性核素與載體發(fā)生

20、共沉淀而達到分離。為除去干擾性放射性核素，有時加入干擾性核素的穩(wěn)定性同位素作為反載體而使之沉淀。載體與待測元素、反載體與干擾性核素都必須處在同一化學狀態(tài)。 放化分離與普通化學分離相比，有一些不同之處：（1）無需定量分離，因待測元素與載體達到同位素變換平衡后，可以從加入的載體量測得化學回收率進行校正。（2）不易沾污，不受試劑空白的影響。普通化學痕量分析往往要求試劑特別純，而活化分析只需注意避免照射前不受污染即可。放化分離時一般分析純級試劑就可達到要求，由于測量的是放射性，試劑中的微量雜質(zhì)對結(jié)果的影響很小。（3）需要考慮輻射防護問題，根據(jù)照射后樣品放射劑量的大小，來取相應的防護措施。（4）樣品在照

21、射過程中，有可能元素的化學狀態(tài)發(fā)生改變。（5）放射性核素發(fā)生衰變，需要考慮時間因素。部分活化分析過程中，放化分離是必不可少的步驟。合理地應用放化分離技術(shù)對提高活化分析的準確性，減少測量干擾具有重要的意義。近年來，為節(jié)省時間，減少放化操作時所受的放射劑量，提高分析工作的可靠性和重復性，已廣泛采用了自動放化分離。自動分離系統(tǒng)都是以色譜分離為主。（三）放射性測量 活化分析中的測量儀器主要是Ge(Li)能譜儀和Nal(T1）閃爍能譜儀。前者由于分辨率高，應用更廣泛。近年來這些能譜儀大多裝備有多道脈沖分析器和微型計算機。 1絕對測量法 絕對測量法是將實驗測得的有關(guān)參數(shù)代入公式（9.3、9.4），直接計算

22、待測元素的量。實際工作中用本法得到的結(jié)果受到許多因素的影響，比較繁瑣，誤差很大。所以目前基本上不采用直接測量法。2相對測量法 相對測量法是將標準品和樣品用同樣的條件下進行處理，最后分別測量兩者的放射性活度，按下式計算待測元素的量： 相對測量法中，樣品和標準品用完全相同的條件處理，消除了大部分與核反應參數(shù)及實驗參數(shù)有關(guān)的誤差，具有較高的準確性。為提高分析的精密度和準確度，要求標準品的基本成分及其含量與待測樣品盡可能相同。這樣可以減少入射粒子的自屏蔽和射線的自吸收的不同而引起的誤差。相對測量法對于大批量樣品的多元素分析也有不足之處，制備、照射和測量各標準品的工作較為繁瑣，不能測定事先未預期的元素，

23、不適于計算機自動化分析。針對上述問題，人們發(fā)展了一種既具有絕對測量法簡便性；又不失相對法準確性的單比較器法。單比較器法是僅用一種或幾種核素（比較器）作標準，與樣品同時輻射，進行多元素分 析的方法。第二節(jié) 質(zhì)子激發(fā)X線發(fā)射分析質(zhì)子激發(fā)X熒光分析是利用加速器提供的質(zhì)子束流轟擊待測樣品，測量樣品中受激發(fā)原子退激過程中發(fā)射的特征X射線（proton induced X-ray emission PIXE）能量和強度的一種元素分析方法。1970年J.B.Johanssen等首先采用本法分析了大氣沉降物中的痕量元素。習慣上，X射線發(fā)射分析也稱為X射線熒光分析（X-ray fluorescence anal

24、ysis）。帶電離子入射到介質(zhì)中時會導致在介質(zhì)中的原子激發(fā)和電離。原子被電離活激發(fā)后，原子的內(nèi)殼層電子被打掉成為自由電子或躍遷到高激發(fā)態(tài)，這樣一來在原子的內(nèi)殼層產(chǎn)生空穴。外殼層電子所處的能級的能量比內(nèi)殼層電子的能量高，當外殼層的電子向內(nèi)殼層躍遷填充內(nèi)殼層的空穴時，就會有能量釋放出來，這就是原子的退激發(fā)過程。原子的退激發(fā)過程會引起兩種現(xiàn)象發(fā)生；一種是發(fā)射特征X射線，另一種是發(fā)射俄歇電子（auger electron）。 PIXE方法是以加速器產(chǎn)生的帶電粒子來激發(fā)待測物質(zhì)的特征X射線，并以高分辨率的半導體Si(Li)探測器進行X射線能譜測量，通過對X射線能譜（從X射線能量就可知樣品種類，從譜線強度

25、就可以求得元素的含量）的數(shù)據(jù)處理即能進行元素的定性、定量分析。由于質(zhì)子激發(fā) X射線截面較大，而軔致輻射本底又比電子激發(fā)時低得多，因而PIXE的檢測靈敏度較高（相對靈敏度約1/1 000 000），加之Si(Li)探測器的能量分辨率較好（約150 eV），可多元素同時分析而無損樣品，所以樣品可以是易揮發(fā)的液體，也可以是活細胞。質(zhì)子比電子或X射線激發(fā)得到的X射線能譜的本底小，這是PIXE靈敏度高的主要原因。PIXE能夠進行多元素非破壞性快速分析，所需樣品量小，特別適于醫(yī)學生物學應用。一、基本原理（一）特征X射線的產(chǎn)生 當高速質(zhì)子與靶原子的電子碰撞時，將內(nèi)層電子打出，原子被電離并在內(nèi)層留下空穴。外層

26、電子立刻自發(fā)躍遷（spontaneous transition）,填補內(nèi)層空穴，同時輻射出特征X射線或俄歇電子。特征X射線的能量等于外層電子結(jié)合能與空穴所在殼層結(jié)合能的差值，它與入射粒子無關(guān)，只與元素的性質(zhì)、種類有關(guān)。如果空穴發(fā)生在K層，則發(fā)出的光子稱為K系特征X射線。同樣還有L系、M系特征X射線。每個線系又由多條能量不同的X射線組成。由于原子的每個電子處在不同的能態(tài)，產(chǎn)生的特征X射線的能量也各不相同，這樣就構(gòu)成了每種元素的特征X射線譜。用高分辨率的Si(Li）能譜儀探測和記錄這些X射線，分析能譜線可以判斷元素的種類，從譜線的強度可計算出各元素的量。（二）電離截面和X射線產(chǎn)生截面 在質(zhì)子轟擊下

27、，原子電離的概率稱作電離截面。各種元素的電離截面已有理論計算和實際測量值。質(zhì)子的能量不變，電離截面隨原子序數(shù)的增加而平滑遞減。外層電子填充內(nèi)殼層空穴時發(fā)射X射線的概率叫做該內(nèi)殼層的熒光產(chǎn)額，它等于發(fā)射的X射線數(shù)目除以該層最初的空穴數(shù)目,與原子序數(shù)的增加呈平滑遞增關(guān)系。原子序數(shù)較低的元素，其熒光產(chǎn)額較低，此時俄歇電子的發(fā)射概率較大。對于特定內(nèi)殼層某一條特征X射線而言，X射線產(chǎn)生的截面等于其電離截面與熒光產(chǎn)額的乘積。（三）本 底PIXE測得的X射線能譜常伴有一連續(xù)本底，它是限制PIXE靈敏度的主要因素。本底主要來自：（1）次級電子的軔致輻射。高速質(zhì)子還可使靶原子產(chǎn)生次級電子，次級電子在原子的庫侖場

28、中減速而產(chǎn)生軔致輻射。軔致輻射的能譜是連續(xù)的，是造成本底輻射的主要原因。當特征X射線的能量大于次級電子的最大能量Tm時，本底輻射活度迅速下降；（2）質(zhì)子的軔致輻射。質(zhì)子與靶核庫侖場相互作用時也會發(fā)生軔致輻射，活度隨入射質(zhì)子能量增加而緩慢下降；（3）核激發(fā)態(tài)射線的康普頓散射。質(zhì)子能量過高可能激發(fā)靶室的其他材料，伴隨核反應產(chǎn)生射線，射線的康普頓散射落在X射線能譜高能區(qū)，形成連續(xù)輻射本底。以上分析得出：（1）質(zhì)子能量不宜過大，14MeV最適合；（2）特征X射線能量控制為Tm的1.4至4.0倍。二、實驗技術(shù)（一）實驗裝置 PIXE實驗所需的設(shè)備主要有：1加速器 加速器是提供束流的實驗設(shè)施，能量為18M

29、eV的靜電加速器最適合做PIXE分析。2靶室 靶室為樣品輻照的裝置，通常樣品在真空下輻照，復雜一些的靶室也可以將生物樣品置于大氣條件下，將加速器提供的束流引出到大氣條件下進行輻照測量分析。3測量和分析系統(tǒng)。測量使用Si（Li）X射線譜儀。多道分析器常同計算機連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取和分析自動化。（二）樣品的處理 照射前樣品需進行預處理，制成適于測量的形式，稱作靶。1 靶的制備 靶的制備是PIXE分析中的關(guān)鍵技術(shù)之一。厚度小于l mgcm2的樣品稱為薄靶。醫(yī)學生物學樣品多數(shù)制成薄靶。薄靶具有本底小、散熱性好、數(shù)據(jù)處理簡單等優(yōu)點。合格的薄靶應薄而均勻、待測元素有足夠濃度并在真空中穩(wěn)定。常用的薄靶制作方法

30、見表9-2。表9-2 幾種生物樣品靶的制備方法方法制靶方法優(yōu)缺點適用范圍噴涂法組織樣品勻漿，高速噴涂在靶襯上可制成均勻薄膜固體和液體樣品切片法冰凍切片或石蠟切片直接粘在襯底上簡便、不易污染，元素不易丟失，分布不均勻的樣品分析誤差較大活檢組織和分布均勻的樣品干凍法液體樣品滴在襯底上，冰凍后真空干燥元素分布均勻，可初步濃縮樣品液體和組織樣品灰化法高溫>400°C干灰化或低溫<100°C濕灰化，用酸分解樣品可使樣品均勻濃縮，高溫灰化時揮發(fā)性元素易丟失，耗費大，費時適用有機物痕量元素分析，元素分布不均勻樣品，取樣量大消化法常用硝酸、硫酸、過氧酸作消化劑快速，試劑不純易引

31、進雜質(zhì)適于有機物痕量元素分析，無機物較多不宜采用2靶襯材料的選擇 常用靶襯支持薄靶樣品，對靶襯材料的要求是：原子序數(shù)低，產(chǎn)生軔致輻射??；機械活度高，耐酸、堿；電傳導和熱傳導性好；純度高，無重元素雜質(zhì)；制膜方便。常用的靶襯材料有碳膜和各種塑料膜等。 入射質(zhì)子在靶中能量損失過大，不再認為是單能質(zhì)子，這種靶叫作厚靶。如人牙等。厚靶的X射線譜比較復雜，標準制備和數(shù)據(jù)處理比較困難。 制靶過程中注意不使元素丟失，也不能引入雜質(zhì)。防止污染特別重要。盡量選用塑料制品；化學試劑和實驗用水純度要高；襯底材料的純度高，表面清潔；貯存器皿干凈。還要避免工作面空氣污染。實驗操作人員應認真對待每一步驟。3實驗條件的選擇

32、（1）質(zhì)子能量 質(zhì)子能量增大時X射線的產(chǎn)額也增大，對提高靈敏度有利；同時本底也增加。因此要權(quán)衡利弊選擇質(zhì)子能量。實驗中質(zhì)子能量?？刂圃?4MeV。 （2）吸收體的應用 在基體的輕元素含量過高時，低能譜區(qū)計數(shù)率過高而影響整個能譜的測量。這種情況下在樣品與探測器之間加用吸收片能消除其干擾。當待測元素受到與其原子序數(shù)相近的元素干擾時，可利用X射線的特征吸收峰來消除。例如在全血分析中，用Ti或Cr吸收Fe的X射線，消除Fe的疊加峰和逃逸峰，可改善某些低含量元素的分析。所使用的特征吸收體的原子序數(shù)比待吸收元素的低23。（3）束流 PIXE分析中質(zhì)子束要用散焦的，通過調(diào)整加速器的束流聚焦系統(tǒng)來實現(xiàn)；也可以

33、在準直器前放一薄金屬膜，當質(zhì)子束透過時便可散焦。束斑面積要略大于襯底上樣品面積，保持束斑內(nèi)活度均勻，以利于定量計算并減小測量誤差。束流活度應限制在一定范圍內(nèi)，其標準是：第一，靶不被束流擊穿；第二，能譜儀的電子線路不能過載。 （4）探測器 Si（Li）半導體探測器有較高的探測效率和能量分辨本領(lǐng)，故最為常用。 4定量分析 （1）絕對測量法 實際工作中應用較少，敘述從略。 （2）相對測量法 相對測量法的基礎(chǔ)是在確定的實驗條件下，待測元素的量與該元素X射線峰計數(shù)成正比。標樣法：在相同條件下，分別測量待測樣品m和含已知量ms標準樣品的放射性，測得的特征X射線峰計數(shù)分別為N和Ns，則試樣中待測元素的量，可

34、用下面的簡單公式表示： 此法要求兩個靶的制備和測量條件完全相同，有時較難做到，因此誤差較大。改進的方法是在制靶時分別在試樣靶和標準靶中加入相同量的某一元素（稱內(nèi)標元素），測得的X射線譜用的內(nèi)標元素的特征X峰計數(shù)歸一，這樣可減少誤差。單一內(nèi)標準法樣品溶解后加入已知量的某種元素，作為定量分析的標準，一起制成薄靶，這種方法稱為單一內(nèi)標準法（或內(nèi)標法），加入的元素稱作內(nèi)標元素。薄靶中待測元素和內(nèi)標元素在質(zhì)子的轟擊下，產(chǎn)生相應的特征X射線，各元素的特征X射線計數(shù)值與內(nèi)標元素的比值，即為各元素對內(nèi)標元素的相對靈敏度。相對靈敏度因子，可由實驗事先確定。（97） 式中，為電離截面，A為元素的原子量，為對該元素

35、的探測效率，t為靶對探測器之間物質(zhì)的透射率，角標分別指示元素的不同。經(jīng)統(tǒng)計分析后，建立一條相對靈敏度曲線。實驗條件一旦確定，相對靈敏度曲線就固定下來，圖9-2是以元素釔為內(nèi)標元素的相對靈敏度曲線。圖 9-2內(nèi)標法實驗相對靈敏度曲線（KuX射線）（EP=2 MeV，1 mm聚苯乙烯吸收體，內(nèi)標元素釔） 內(nèi)標元素的選擇應考慮這樣幾個因素：一般樣品中應不含此元素；有合適的高純度鹽；且溶于水或酸；與待測元素的原子序數(shù)不要太靠近；同待分析元素產(chǎn)生的X射線活度相當。最常用的內(nèi)標元素是釔（Y）。 采用內(nèi)標法對薄靶樣品作定量分析，計算大為簡化。從被測元素的計數(shù)N與內(nèi)標元素的計數(shù)Ns之比，內(nèi)標元素的量ms及相對

36、靈敏度因子可求出被測元素的量。三、PIXE分析生物樣品的優(yōu)點（一）所分析的元素正好適合生物樣品分析的要求 現(xiàn)公認的14種必需微量元素，有9種處于PIXE的最高靈敏度區(qū)中；11種主要元素中，可用PIXE法測K、Ca、P、S和Cl五種。在PIXE的X射線譜中還可見到Ti、Rb、Sr和Br等元素。所以PIXE法可同時分析生物體中20多種主要元素和微量元素。（二）靈敏度高PIXE法具有最低的元素探測極限。相對靈敏度一般為（0.011）×10-6以上，絕對靈敏度達1012g以上。第三節(jié) 掃描質(zhì)子微探針 質(zhì)子探針(scanning proton microprobe SPM)是建立在PIXE(質(zhì)

37、子激發(fā)射線熒光分析)基礎(chǔ)上的一種新的微區(qū)、微量、無損分析技術(shù). 掃描質(zhì)子微探針又稱質(zhì)子顯微鏡（proton picroscope）是20世紀70年代初發(fā)展起來的一種新技術(shù)。其原理是在PIXE的基礎(chǔ)上，利用粒子加速器將質(zhì)子能量加速到2 3 MeV,經(jīng)過電磁聚焦得到微米級的高能質(zhì)子束。用這種高能質(zhì)子束激發(fā)微區(qū)內(nèi)的待分析檢測的物質(zhì),可使樣品中部分原子的內(nèi)殼電子被擊出產(chǎn)生空穴,于是外層電子向空穴躍遷,同時發(fā)出該原子的特征射線.通過測定射線能量和強度,結(jié)合各種原子參數(shù)(如電離截面、熒光產(chǎn)額等),可以測出樣品中元素的種類及含量,同時通過移動樣品或用微束對樣品表面進行光柵式掃描,還可得到選區(qū)的次級電子圖像和

38、各元素的空間分布圖。將入射質(zhì)子束收縮成細束，這樣不僅可以用質(zhì)子束流來分析樣品中所含元素的成分而且可以測定樣品中所含元素的空間分布，空間分辨率達到微米數(shù)量級。該方法結(jié)合PIXE法的高靈敏度和微探針的高分辨率掃描兩者的優(yōu)點，所以SPM是分析元素微觀分布的有力工具之一。由于質(zhì)子束在樣品的散射較小,以入射束的減速所造成的射線背景較低,質(zhì)子探針具有分辨率高(0.5 1 )和檢測限低(1 ppm)的優(yōu)點,精度可優(yōu)于電子探針100倍,是目前測定微量元素含量及確定元素在空間分布的最佳方法之一。 SPM的實驗裝置主要是在PIXE的基礎(chǔ)上增加了束流聚焦系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)。束流聚焦系統(tǒng)通俗地講就是束流收縮系統(tǒng)，束流聚焦

39、系統(tǒng)采用四極磁透鏡組成聚焦系統(tǒng)使束流寬度縮小，或利用準直孔來限制束流偏轉(zhuǎn)，再配上自動控制的二維移動裝置，便可有效地控制“束-靶”相對位移。目前SPM已可將質(zhì)子束聚焦到直徑0.5 m左右。普通掃描電子顯微鏡（scanning electric microscope，SEM）雖然也可應用于微觀空間分布的測定，但只能對厚度0.l m的樣品進行分析，否則將明顯影響空間分辨率。而應用SPM時，對10m級的厚樣品仍能保持良好的空間分辨率，并且它對元素探測的靈敏度比SEM高23個數(shù)量級。一些位于亞細胞結(jié)構(gòu)和生物大分子中的微量元素，其濃度范圍僅為10-910-12級，這是SEM的靈敏遠遠達不到的。SPM在微量

40、元素微觀分布領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。 圖9-3是汞中毒患者頭發(fā)掃描圖另外，應用SPM分析技術(shù)還可以獲得人體內(nèi)元素含量隨時間變化信息。例如，人頭發(fā)每月生長約10 mm。微量元素可在頭發(fā)中沉積，且沉積量與同期人體內(nèi)微量元素的濃度相一致。SPM軸向掃描分析發(fā)樣，即可得出微量元素在頭發(fā)中的分布情況，相應地推斷出人體各個時間攝取微量元素的情況。從汞峰和圖9-3汞中毒患者頭發(fā)的軸向掃描圖相鄰的鋅峰比較，新生長的頭發(fā)幾乎看不出汞元素，說明汞中毒是以前發(fā)生的，從汞峰位置到發(fā)根的距離還可計算出汞中毒的大致時間。目前已知，機體的很多生理、過程與微量元素的水平及其分布密切相關(guān)。用SPM技術(shù)可獲得正常組織和病變組織的元素

41、分布圖以及微量元素的動態(tài)分布。因此，SPM不僅為研究生命現(xiàn)象本質(zhì)提供了極有價值的資料，并且在疾病診斷上也有很大潛力。第四節(jié) 背散射分析技術(shù)及核反應分析方法一、背散射分析技術(shù)背散射分析技術(shù)(Rutherford backward scattering RBS)基于帶電離子與被分析物質(zhì)中原子的原子核彈性散射過程來實現(xiàn)的。背散射過程從物理本質(zhì)上講就是Rutherford大角度散射過程。入射離子的質(zhì)量為M1，電荷為Z1，能量為E0，散射后出射離子的能量為E1，彈性散射過程中入射離子和出射離子的質(zhì)量、電荷是不改變的；待分析物質(zhì)中原子的原子核的質(zhì)量為M 2，電荷為Z2，能量為E2，散射角為則由彈性散射過程

42、中能量守恒、動量守恒可以得到, 散射后出射離子的能量為E1=E0K()。其中(9.8)待分析物質(zhì)中原子的原子核的質(zhì)量M2越大，在碰撞過程中傳遞過來的動能越少，出射離子的動能也越大。通過測量分析背散射粒子（接近180o的大角度散射）的動能能譜，就可以反推得到樣品中元素的含量和空間分布。由于RBS分析具有方法簡便,結(jié)果定量、可靠,不必依賴于標樣,不破壞樣品宏觀結(jié)構(gòu),能給出深度分布信息等優(yōu)點,RBS的應用面極為廣泛,是許多學科領(lǐng)域研究中樣品表面層元素分析的重要手段,有的甚至成為某些工業(yè)生產(chǎn)(例如微電子工業(yè))中產(chǎn)品檢測的常規(guī)手段。RBS的主要應用有:在薄膜物理中,測定膜厚度、組分比、界面原子分布和原子

43、混合,深度分辨率為4050 nm左右。當采用掠角散射幾何條件(即入射束與樣品平面夾角為15°以下)時,可提高深度分辨率至10 nm以下。除了研究非生命體系問題外，RBS也可以用于生物活體的元素分析，研究生物體系時需要將帶電粒子通過鈹窗引出到靶室外進行測量。這種外束測量方法是可行的。RBS 對束斑的要求并不高，常規(guī)RBS的分析束斑在1 mm2左右。 二、核反應分析方法核反應分析方法(nuclear reaction analysin NRA)是一種利用離子束與待分析樣品中的原子核發(fā)生核反應過程，通過測量核反應過程中釋放出來的離子來分析樣品中的元素的組成,空間分布的核分析方法。核反應分析

44、有比活化分析更廣泛的內(nèi)容，活化分析僅僅是核反應分析所包含的一部分。根據(jù)原子核反應機制特點，引起靶核活化，使得靶核具有放射性僅僅是原子核反應過程中的一種。核反應分析方法是一種重要的表面分析技術(shù)，它以原子核反應為基礎(chǔ)，可對固體中雜質(zhì)（例如注入原子）的種類、含量及深度分布進行間接測量。根據(jù)離子注入的條件（能量、劑量等）及基體元素的性質(zhì)，選用適當?shù)娜肷淞Ｗ蛹捌淠芰?，使之僅與被測元素發(fā)生核反應探測核反應產(chǎn)生的帶電粒子產(chǎn)額，便可得到出射粒子的能譜及入射粒子的激發(fā)曲線對能譜進行分析（著重于注入元素濃度峰的分析），便可確定注入的離子種類及其深度分布基于其原理，核反應分析法適合于測定輕原子在重元素基體中的含量及

45、濃度分布。它具有測量速度快、定量、非破壞性、分忻靈敏度高及測量精度高等優(yōu)點。用加速器產(chǎn)生的、等離子束與原子核發(fā)生特定反應,測量反應產(chǎn)物可確定靶核的性質(zhì)與數(shù)量.目前已經(jīng)實現(xiàn)了可以對C、O、Fe、N、Al、Ba、F、B、Mg等元素進行含量分析且具有較高的靈敏度。如利用加速器加速的氘束,采用14(,p)15反應,通過測量質(zhì)子，快速無損傷地測量生物樣品中的氮含量。生物體系內(nèi)都含有大量的氫元素，在串列靜電加速器上，采用氟離子源，產(chǎn)生入射離子19F，根據(jù)孤立共振核反應的Breit-Wigner關(guān)系，改變加速電壓而改變?nèi)肷潆x子能量E，將在樣品的一定深度處發(fā)生共振核反應，反應方程如下式： (9.9)通過核反應

46、 可以實現(xiàn)生物體內(nèi)氫元素的含量和空間分布的測定。核反應分析在非生命體系的研究工作中有許多進展，對生命體系，這方面的工作正在開展。利用核反應過程不僅可進行分析方面的工作，而且可以開展醫(yī)學成像和治療方面的工作。 第五節(jié) 可活化示蹤技術(shù) 可活化示蹤技術(shù)（activated tracer technique，ATT）是把穩(wěn)定核素示蹤技術(shù)和活化分析法兩者給合起來的一種新技術(shù)。基本步驟是在待研究體系中（血、尿和組織樣品等）引入具有一定豐度的穩(wěn)定核素示蹤劑，進行活化分析，對該示蹤劑作定性和定量分析。如18O的測定可利用18O（p,n）18F反應，通過測量18F的0.511 MeV湮沒輻射（annihilat

47、ion radiation），就可得到樣品中18O的含量?？苫罨聚檮┻€能與它的放射性同位素一起使用，用于雙標記技術(shù)。例如,可活化示蹤劑50Cr和放射性同位素51Cr共同標記紅細胞，以觀察紅細胞的生存情況。 在醫(yī)學或生物學研究中應用ATT時，對穩(wěn)定性示蹤劑有一定要求：第一，用作示蹤劑的穩(wěn)定核素最好是待研究體系中原有某種元素的穩(wěn)定同位素。天然豐度要低，最好10，引入的示蹤濟基本上不改變生物體系的自然生理過程，同時又要能保證活化分析的結(jié)果可靠。因此要求用作示蹤劑的穩(wěn)定核素豐度最好高于其天然豐度10倍以上。第二，要求活化后生成的放射性核素在衰變過程中放出的射線易于測量。第三，要求活化后生成的放射性核

48、素有適宜的半衰期，對生命體系的損傷不太大，或衰變產(chǎn)物代謝比較快。 可活化示蹤技術(shù)綜合了穩(wěn)定核素示蹤和活化分析技術(shù)兩者的優(yōu)點，它有較高的靈敏度。如應用高分辨探測器，可在活化后不經(jīng)分離，使實驗步驟大大簡化，應用本技術(shù)能夠進行重復性實驗，提高精確度，還可克服放射性示蹤劑引起的輻射損傷及環(huán)境污染。第六節(jié) 活化分析和PIXE法在醫(yī)學中的應用一、研究微量元素在人體內(nèi)的作用 研究生物體內(nèi)各種元素的含量及其代謝規(guī)律已成為現(xiàn)代生物醫(yī)學的重要課題，尤其是微量元素對人體健康的重要性越來越被重視。微量元素與疾病發(fā)生的關(guān)系方面尚存在許多問題?；罨治龊?PIXE法是對微量元素進行定性、定量分析的最有效的手段。經(jīng)過多年的

49、努力，人們應用活化分析和PIXE法等技術(shù)研究微量元素已取得了大量成果。 臨床上的標本大多是血、尿、頭發(fā)及組織樣品。血、尿是反映的是人體短時間內(nèi)的情況。頭發(fā)的結(jié)構(gòu)均勻，化學性質(zhì)穩(wěn)定，代謝緩慢，某一原子一旦與頭發(fā)結(jié)合就被固定下來。所以頭發(fā)能夠記錄某一時期人體內(nèi)微量元素的變化。另外，頭發(fā)取材方便、制樣簡單，是活化分析和PIXE法使用最多的生物材料。頭發(fā)中微量元素的組成和代謝變化，可作為人體新陳代謝的指標，提供環(huán)境污染影響人體健康的信息。研究微量元素在人體中的作用，首先需要了解正常體內(nèi)元素（包括微量元素）的構(gòu)成。國際放射防護委員會（ICRP）曾發(fā)表過標準人中各元素組成的參考值表9-3。表9-3 標準人

50、的化學元素組成元素體內(nèi)量(g)質(zhì)量(%)元素體內(nèi)量(g)質(zhì)量(%)O4300061Pb0.121.7×10-4C1600023Cu7.2×10-21.0×10-4H700010Al6.1×10-29.0×10-5N18002.6Cd5.0×10-27.0×10-5Ca10001.4B<4.8×10-27.0×10-5P7201.0Ba2.2×10-23.0×10-5S1400.2Sn<1.7×10-22.0×10-5K1400.2Mn1.2×1

51、0-21.0×10-5Na1000.14Ni1.0×10-21.0×10-5Cl950.12Au<1.0×10-21.0×10-5Mg192.7×10-2Mo9.3×10-31.0×10-5Si182.6×10-2Cr6.6×10-39.0×10-6Fe4.26.7×10-3Cs1.5×10-32.0×10-6F2.63.7×10-3Co1.5×10-32.0×10-6Zn2.33.5×10-3U7.0

52、5;10-41.0×10-6Rb0.324.6×10-4Be3.6×10-55.1×10-6Sr0.324.6×10-4Ra3.1×10-124.4×10-6Br0.202.8×10-4 研究微量元素在蛋白質(zhì)、核酸、酶、激素和維生素中的作用機制是微量元素研究的重要方面。某些生物大分子中僅含有數(shù)個微量元素分子，但它們常位于生物大分子的活性中心，對分子化學活性和生物功能的有效表達起著至關(guān)重要的作用。例如血紅蛋白分子中的四個鐵原子位于活性中心，維持活性中心空間結(jié)構(gòu)，在輸送氧的過程中起重要作用。用PIXE法可測出血紅蛋白中

53、鐵原子的量是否正常，而用其他方法測定則較困難。用PIXE法還可測定DNA分子所含的Cr、Ti、Fe、Co等元素以及其它酶中的微量元素。研究元素之間的相互比例關(guān)系對闡明某些生理和病理現(xiàn)象同樣有很大價值。微量元素之間能夠相互影響，如鎘和鉛能置換酶中的鋅，使酶失活；硒能拮抗汞的毒性，而鈷又能增強硒的毒性。病理情況下它們的正常比例會發(fā)生明顯改變。具有多元素同時分析的活化分析和PIXE法在該領(lǐng)域的研究顯示出其特殊的價值。二、研究微量元素和疾病的關(guān)系現(xiàn)在已知，腫瘤、心血管疾病、肝硬化和某些地方病的發(fā)生都和微量元素有關(guān)。目前的研究工作主要集中于探索微量元素的組成、水平、功能等變化與疾病發(fā)生的關(guān)系。有人用中子

54、活化分析測定急性心肌梗塞病人的血漿，發(fā)現(xiàn)血漿中鋅、硒的水平顯著低于正常人，認為缺硒可能是引起心肌梗死的危險因素之一。在腫瘤方面，活化分析的研究也獲得了一些有價值的資料。研究發(fā)現(xiàn)很多微量元素如砷、鉻、鐵、銅、銣、鈉、鋅等，在瘤性與非瘤性組織中有顯著性差異。國內(nèi)外許多實驗室都報道，腎臟、結(jié)腸、肝臟和肺腫瘤組織中ZnCu比值均小于正常組織。張勇平等人報道，癌組織中鉀元素的含量明顯較正常組織高（表9-4）（引自 核技術(shù)，第17卷（1994）59）表9-4癌和正常組織細胞中鉀元素的PIXE測定Normal(g/g)cancer(g/g)gastric1097±3313029±612c

55、olonic1534±4152939±962Cell line752±69614±154研究微量元素在細胞和亞細胞組份乃至生物大分子中的分布對生命科學中研究微量元素的生化功能有重要意義。經(jīng)過許多人的努力，用中子活化分析測定了人體肝臟細胞中的細胞核、線粒體、溶酶體、微粒體和胞液中的20多種微量元素，發(fā)現(xiàn)Zn、Mn、Se主要分布在細胞核和線粒體中、Fe則分布在微粒體中、而Cu主要集中在線粒體中，它們與有關(guān)酶的存在和分布密切有關(guān)在對腦腫瘤組織細胞的細胞核、線粒體、髓磷脂和突觸體的研究中發(fā)現(xiàn)：腫瘤細胞核中的Ca為正常細胞核的7倍；腫瘤細胞的細胞核和線粒體中Mn等

56、多種微量元素含量升高，而在髓磷脂和突觸體則呈降低。微量元素缺乏癥、微量元素中毒癥以及由此引起的地方病，發(fā)病率在某些地區(qū)仍很高。如克山病和大骨節(jié)病等。經(jīng)活化分析和PIXE法測定發(fā)現(xiàn)，患者頭發(fā)樣品中S、Se、Cu、Pb等元素水平降低，而Fe、Mn水平升高，其變化規(guī)律與當?shù)丶Z食和水中的元素分布規(guī)律相同。這一結(jié)果為地球生物化學病因?qū)W說提供了實驗依據(jù)。隨著資料的積累，對微量元素與疾病的關(guān)系有了進一步的了解。如鋅元素與幾十種酶的合成及活力有關(guān)，鋅還參與蛋白質(zhì)和核酸合成、能量代謝、激素作用及維生素A轉(zhuǎn)化等重要環(huán)節(jié)。鋅缺乏可引起青少年生長發(fā)育和免疫功能下降。硒攝入量不足時，谷胱甘肽過氧化物酶等含硒類酶活力降低，體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化物積存，生物膜上的脂質(zhì)因氧化作用而受到損傷。因為微量元素只有達到一定水平才能發(fā)揮生物效應，所以定量分析是關(guān)鍵步驟。分析靈敏度達到10-8或10-9級的活化分析和PIXE技術(shù)，是對微量元素作出定量分析研究的最有效的工具。三、在疾病診斷中的應用（一）體外樣品分析 可進行活化分析或PIXE法測定的樣品包括血、尿、頭發(fā)、指甲或組織樣品等。因樣品