177667. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés biológiai minták fehérjetartalmának meghatározására
5 177667 6 detektorban regisztrált protonokra eső hamis szénimpulzusok számát szolgáltatja. A szcndetektort célszerű vékonynak választani, nemcsak azért hogy a kisenergiájú háttérsugárzásra kicsi legyen a hatásfoka, hanem azért is, hogy a nagyenergiájú protonok energiájuknak csak kis részét veszítsék el benne. Erre a célra előnyösen egy vékony félvezető detektor alkalmas. Annak biztosítására, hogy a legnagyobb energiájú szénből jövő protonok hatótávolsága kisebb legyen a detektor vastagságánál, megfelelő fékező hatású abszorbenst alkalmazunk a minta és a széndetektor között. Az abszorbensnek hasznos mellékhatása az, hogy megvédi a széndetektort az alfarészecskéktől, valamint a rugalmasan visszaszórt deuteronoktól is. A széndetektor jeleit erősítjük és egy diszkriminátorba vezetjük. A diszkriminátor ablakának alsó határát úgy állítjuk be, hogy egy valamilyen magas rendszámú fém pl. wolfram oxidjának (W03) deuteronbombázása során kapott maximális amplitúdójú jeleknek éppen felette legyen. A viszonylag kis energiájú deuteron a köztük fennálló Coulomb-taszítás miatt, a magas rendszámú elem nagy pozitív töltésű magjába nem tud behatolni, így a reakciótermékek csak az oxigéntől származhatnak. A diszkriminátor ablak felső határának beállításához a deuteronokkal egy grafit mintát bombázunk és a felső szintet az így kapott reakciótermékek maximális amplitúdójú jeleinek átengedésére állítjuk. A 13C (c, p0) !4C magreakció protonjaiból olyan kevés keletkezik, hogy azok a beállítást nem zavarják meg. A széndetektor jeleinek azon része, mely az így beállított diszkriminátor-ablakba esik, nem függ a nedvességtartalomból. Egy nitrogéntartalmú, de szénmentes minta (pl. NH4N03) bombázása során az ezen ablakban kapott beütésszám a nitrogéntől származik, s ez a nitrogéndetektor ablakában vele egyidejűleg mért beütésszámmal osztva az alkalmazott bombázóenergiára és detektorgeometriára érvényes korrekciós tényezőt szolgáltatja. A kétdetektoros fehérjemeghatározás során egyidejűleg mérjük a két diszkriminátor ablakába eső beütésszámot. A nitrogéndetektor beütésszámát megszorozzuk a fentiek szerint meghatározott korrekciós tényezővel, és az így kapott számot kivonjuk a széndetektor beütésszámából. A nitrogéndetektor beütésszámát elosztjuk az így kapott nitrogénmentes szénbeütésszámmal, és ezt a viszonyszámot arányba állítjuk egy más (pl. kémiai) módon megmért fehérjetartalmú mintára hasonló eljárással kapott viszonyszámmal. Ha a más módon bemért minta fehérjetartalma F0 és az erre kapott viszonyszám v0. ha az ismeretlen fehérjetartalmú mintára Vx viszonyszámot kapunk, úgy ennek fehérjetartalma képlet szerint számítandó ki. A kétdetektoros fehérjemeghatározás előnye, hogy nincs szükség árammérésre és a minta nedvességtartalmának ismerete is szükségtelen. A két detektoros fehérjemeghatározás akkor alkalmazható, ha az összehasonlítandó minták olaj, illetve zsírtartalma nem különbözik egymástól. Változó olaj, de ismert nedvességtartalmú minták fehérjetartalmának mérése során a széntartalom nem alkalmas a bombázott anyag-mennyiség meghatározására. Ilyen esetekben célszerűen a bombázó töltés menynyiségét mérjük, mellyel elosztva az ugyanakkor mért nitrogén beütésszámot egy olyan viszonyszámot kapunk, melyet arányba állítva egy ismert olaj és nedvességtartalmú mintának más (pl. kémiai) úton meghatározott fehérjetartalmával az ismeretlen minta fehérjetartalmát kapjuk. A fehérjemeghatározás bizonytalanságát a mért beütésszámok (N) sztatisztikus hibájából (AN=/N) lehet meghatározni. A korrekciós tényező nagypontossággal meghatározható egy alkalommal elvégzett hosszabb méréssel, de általában kis mértékű, ezért ez nem jelentős hibaforrás. A minta széntartalma többnyire nagy, ezért a szénre kapott beütésszám relatív hibáját nem nehéz alacsony értékre szorítani. Általában a nitrogéndetektor beütésszáma (Nn) az. ami a mérés időtartamát meghatározza. A mérést addig kell folytatni, amíg a mérés relatív hibája 1/}/nn a megkívánt érték alá nem csökken. A mérés időtartamának csökkentése érdekében kívánatos volna a bombázó deuteronnyaláb áramának növelése, ezt azonban a biológiai minta bombázás okozta roncsolódásának veszélye miatt négyzetcentiméterenként néhány 100 nanoAmper fölé emelni nem tanácsos. A mérés sebességének növelésére nagyon hathatós eszköz a bombázó energia növelése, ezt addig lehet alkalmazni, amíg a széndetektor diszkriminátorának szükségképpen egyre keskenyedő ablaka a mérés megbízhatóságát nem veszélyezteti. A szén és oxigén protonjainak maximális energiája 20%-kal különbözik egymástól 1 MeV bombázó energia esetén, de 6 MeV-nél már csak 2%-kal. Az ablak képezésére rendelkezésre álló energiakülönbség 3 MeV-nél még 10%, melyet a bombázó energia további növelésével nem ajánlatos csökkenteni a detektor véges felbontóképessége és elektronikus instabilitások okozta bizonytalanságok miatt. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módjánál a minta bombázását és a magreakciós termékek érzékelését egyaránt vákuumban végezzük. A találmány szerinti eljárás egy másik előnyös foganatosítási módjánál a gyorsított deuteronokat ablakon át vezetjük a nitrogénmentes, célszerűen héliummal töltött gáztérben elhelyezett mintához és detektorokhoz. A találmány szerinti berendezés egyik előnyös kiviteli alakjában a detektorok érzékelő elemeit a vákuumvagy nitrogénmentes gáztéren kívül helyezzük el úgy, hogy a kamra falán a minta és a megfelelő érzékelő elem közötti abszorbensböl ablakot hozunk létre. A találmány szerinti berendezés kiviteli alakjait, a berendezés leírásához szükséges diagramokat és egy alkalmazás mérési eredményeit az ábrák szemléltetik. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés kiviteli alakjait; a 2. ábra 1,5 MeV energiájú deuteronokkal bombázott liszt minta nitrogéndetektorral; a 3. ábra pedig 1,5 MeV energiájú deuteronokkal bombázott liszt minta széndetektorral mért sugárzásának energia spektrumát ; a 4. ábra egy elmetszett kukoricaszem metszeti felületén mért fehérjetartalmát mutatja. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy lehetséges kiviteli alakját mutatja. A gyorsító berendezés 1 vákuumteréhez a 2 gyorsító csövön keresztül csat5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
