Поняття , що таке мічені атоми

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ М. П. ДРАГОМАНОВА

Інститут природничо-географічної освіти та екології

Кафедра ботаніки

Реферат

на тему:

Метод мічених атомів

Виконала

студентка 5-МБП групи

Кантур Вікторія

Київ-2015

План

1. Поняття, що таке мічені атоми.

2. Використання мічених атомів.

Висновок.

Поняття, що таке мічені атоми.

Основи методі мічених атомів було закладено Г. Хевеші і Ф. Панетом у 1914 році.

Г. Хевеші.

У 1911 році молодий студент Хевеши працював в Манчестері з радіоактивними матеріалами, а з причини бідності жив у гуртожитку. З часом Хевеши почав підозрювати, що в їдальні гуртожитку для приготування їжі використовували недоїдені залишки, часом досить старі, судячи за смаком. Щоб перевірити свою гіпотезу, він додав до недоїдені страви невелику кількість радіоактивних матеріалів. Через кілька днів, коли було видано подібне блюдо, він узяв зразок і за допомогою простого електроскопа підтвердив свої побоювання - їжа була радіоактивною. Ця цікава історія часто використовується як приклад дослідницької натури вченого, але він був зайнятий і серйознішими роботами в цій сфері, застосовуючи радіотрейсери для мічення свинцю.

Ф. Панет.

Цей метод полягає в тому, що за рухом атомів елементів (або їхніх сполук) у різних хімічних і фізичних процесах удається простежити за допомогою радіоактивних ізотопних добавок, використовуючи відмінності ізотопів у радіоактивності, рівень якої реєструється вимірювальною апаратурою.

Перші мічені атоми було виявлено в природі: це знайомі нам ізотопи хімічних елементів. Радіоактивні атоми можна виявити і навіть підрахувати за допомогою спеціальних лічильників радіоактивності, або детекторів випромінювань. Якщо ж до досліджуваного матеріалу піднести чутливу фотопластинку, то радіоактивні атоми залишать на ній свій слід, наче «розпишуться» про свою присутність. Існують лічильники різних конструкцій: один із найбільш поширених – лічильник Гейгера–Мюллера.

Мі́чені а́томи — атоми, які відрізняються від інших атомів того ж хімічного елемента радіоактивністю (радіоактивні ізотопи) або вагою (стабільні ізотопи).

Продукти радіоактивного розпаду або атоми з різною вагою є «мітками», які відрізняють їх від інших атомів, подібних за хімічними властивостями. Промені α, β, γ, що вилітають з атомів, можна зафіксувати за допомогою лічильників заряджених частинок або радіографії. Це дає можливість стежити за невеликими групами мічених атомів у середовищі, в якому міститься колосальна кількість інших атомів та молекул, визначати, як швидко вони проникають у різні сполуки, системи і живі організми, тобто досліджувати фізичні, хімічні, біологічні та інші процеси, що мають велике наукове і практичне значення. Стабільні ізотопи виявляються за допомогою мас-спектрографії або за питомою вагою їх сполук. Мічені атоми почали використовувати на початку 20 століття, проводячи поодинокі дослідження; тепер же вони широко застосовуються в різних галузях промисловості, сільського господарства, науки і культури для дослідження процесів, що відбуваються в твердих, рідких і газоподібних тілах, в організмах людей, тварин і рослин.

Мал.Розділова установка, що працює на проти потоковій масах-дифузії.

На думку видатного американського хіміка і фізика Глена Теодора Сіборга, можливо, що найбільша користь, яку людство матиме від досліджень з атомної енергії, буде пов'язана не з використанням самої атомної енергії, а з широким застосуванням ізотопних, так званих мічених атомів для розв'язання різних наукових і технічних проблем.

Для мітки використовують такі радіоактивні ізотопи: вуглець 14С, тритій 3Н, сірку 35S, фосфор 32P, натрій 24Na, кобальт 60Co, бром 82Br, кальцій 45Ca, йод 131I, стронцій 89Sr та ін. Особливо часто використовують амінокислоти і цукри, мічені за карбоном (вуглецем). Так, в залежності від методу виготовлення сполуки і мети досліду потрібно враховувати положення міченого атому в органічних сполуках.

Наведемо декілька прикладів використання мічених атомів у фізіології

рослин. За допомогою мічених атомів було показано, що в рослинах у процесі фотосинтезу вуглець вуглекислого газу є складовою часткою синтезованих цукрів (тріоз, тетроз, пентоз, гексоз).

Уявлення Ван Ніля про походження кисню (у процесі фотосинтезу) знайшло підтвердження в експериментах із міченим 18О2, які незалежно в 1941 р. провели С. Рубен (США) та російські вчені О. П. Виноградов і Р. В. Тейс. За допомогою мас-спектрометричного аналізу було показано, що відношення 16О2 до 18О2 в кисні, який утворюється в процесі фотосинтезу, відповідає співвідношенню їх саме у воді, а не в СО2:

СО2 + 2Н2 18О2 → (СН2О) + 18О2 + Н2О.

Коли ж ввести ізотоп 18О2 у вуглекислий газ, то рівняння набуває іншого вигляду:

С18О2 + 2Н2О → (СН218О) + О2 + Н2 18О.

Це свідчить, що новоутворена молекула води відрізняється від тих двох молекул, що вступили в реакцію.

Отже, порівняльний аналіз ізотопного складу води, вуглекислого газу та О2, що виділяється під час фотосинтетичного процесу рослиною, підтвердив спорідненість кисню фотосинтезу з водою.

Схема пристрою для розділення ізотопів методом газової дифузії.

Після перших дослідів Хевеши в 1923 р., в яких вивчалася здатність рослин накопичувати радіоактивний свинець, використання ізотопів стало стандартним методом в арсеналі біолога.

Поиск по сайту: