Měření absorbance moči při indikaci Mn2+

Bc. Jan KONEČNÝ

Diplomová práce

Measurement of urine absorbance with indicator Mn2+

Anotace:

Měření absorbance moči ozářené určitou dávkou ionizujícího záření při indikaci Mn2+ by mělo sloužit ke zjištění dávky ozáření. Tato metoda by mohla přesně a spolehlivě fungovat pouze při homogenním ozáření jedince nebo jako hrubý odhad dávky, kterou jedinec obdržel při radiační havárii a mohla by tak přispět k rychlému roztřídění ozářených osob. Cílem práce je zjistit, zda-li bude ozářená moč s přídavkem roztoku chloridu manganatého měnit svou absorbanci v závislosti na dávce ozáření a jestli ji lze tedy použít jako biologický dozimetr či nikoliv. Hypotéza práce: při vyšších dávkách ionizujícího záření se v moči rozkládají různé sloučeniny. Při použití indikátoru Mn2+ moč mění svou absorbanci. V teoretické části jsem se snažil popsat základní oblasti související s tématem a cílem práce. Tato část je rozdělena na sedm podkapitol: ionizující záření, radiační ochranu, radioterapii, urychlovače částic, spektrofotometrii, vylučování a moč a dozimetrii a její metody.Metodiku práce nelze popsat jednoznačně, během experimentů jsem zkusil uplatnit různé postupy s různými výsledky. Vždy však nejprve došlo k přípravě vzorků moči do zkumavek a k jejich následnému ozáření dávkami 1 ? 25 Gy na lineárním urychlovači Clinac 2100 C/D v nemocnici České Budějovice, a.s. Před každým měřením jsem měl celkem 2 sady zkumavek s dávkami: 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20 a 25 Gy. Další postup v laboratoři se již lišil. Při některých pokusech jsem přidával roztok chloridu manganatého do celé sady zkumavek najednou, při jiných zase do každé zkumavky zvlášť. Roztok jsem přidával do ozářené moči v různých koncentracích (od 1M do 5M) a v různém množství (od 1ml do 3ml do zkumavky). Dalším rozdílem bylo použití centrifugy před samotným měřením na spektrofotometru. Zkumavky byly zcentrifugovány zhruba v polovině experimentů, ostatní měření probíhala bez centrifugace. V diskuzi jsem poté navrhl doporučenou metodiku. Doporučuji pouze měření bez centrifugace. Každá kyveta by dle mého názoru měla být měřena co nejdříve po ozáření a s co nejmenším časovým odstupem po přidání roztoku chloridu manganatého. Výsledky práce nejsou jednoznačné, pouze u experimentů prováděných s centrifugací mohu říci, že tato metoda nefunguje u žádné testované koncentrace roztoku chloridu manganatého. Absorbance se u jednotlivých dávek ionizujícího záření nijak neměnila a hodnoty byly stejné při použití 1M, 3M i 5M roztoku MnCl2. Ve výsledných grafech vyšly při všech experimentech v podstatě přímky (podkapitola 3.1). Ve zbylých experimentech prováděných bez centrifugace zkumavek, byly výsledky mnohem zajímavější. U některých experimentů se změřená absorbance s dávkou ionizujícího záření opravdu měnila, takže hypotéza práce byla potvrzena. Avšak rozdíly byly příliš malé na to, aby se pomocí této metody daly spolehlivě určit dávky ozáření. (podkapitola 3.2) Výsledky byly také porovnány s výsledky bakalářské práce Š. Radové, která prováděla velmi podobný experiment, ale s jiným indikátorem ? FeSo4 . 7 H20. Bylo zjištěno, že indikátor FeSo4 . 7 H20 je pro měření dávky ionizujícího záření z moči vhodnější. Na závěr lze tedy říci, že ačkoliv byla hypotéza práce potvrzena, metoda se v praxi použít nedá a ozářená moč s přidaným indikátorem MnCl2 nefunguje jako biologický dozimetr.

Abstract:

Measurement of urine absorbance which has been irradiate by a dose of ionising radiation with addition of Mn2+ should serve to find the dose of radiation. This method could work quickly and reliably for homogeneous irradiation of person or as a rough estimate of the dose which the person received during a radiation accident. This method should serve for quick classification of the person. The target of this thesis is to find out if the irradiated urine with the addition of a solution of manganese chloride will change absorbance according to radiation dose. And if urine can be used as a biological dosimeter. In the theoretical part I describe the basic areas related to the topic and target of my thesis. This part is divided to seven subchapters: ionising radiation, radiation protection, radiotherapy, particle accelerators, spectrophotometry, excretion and urine, and dosimetry and its methods. Methods of this thesis are not clear. I tried different procedures during experiments with different results. First, I always prepared samples of urine in tubes and irradiated it in a linear accelerator Clinac 2100C/D in České Budějovice, a.s. hospital with doses from 1 to 25 Gy. Before each measurement I had two sets of tubes with these doses: 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20 and 25 Gy. The following procedure was different in each experiment. Sometimes I tried adding a solution of manganese chloride to all tubes at once. Sometimes I tried to adding a solution of manganese chloride to each tube separately. I added the solution to irradiated urine at various concentrations of solution (from 1 do 5 mols) and different amounts (from 1 to 3 ml). Another difference was the use of centrifuges. A centrifuge was use in about half of experiments. Other measurements were made without centrifugation.In discussion I propose recommended methods. I recommend measuring only without centrifuges. Each cell should be measured as soon as possible after irradiation and simultaneously as soon as possible after adding the solution of manganese chloride. Results of the thesis are not clear. Only some experiments which were measuring with centrifuge were clear. I can say that this method does not work when a centrifuge is used at any tested concentration of solution of manganese chloride. The absorbance of single doses of ionising radiation does not change and the values were the same when using 1M, 3M and 5M solutions of MnCl2. The resulting graphs from all experiments have a constant absorbance value of all measured doses. (subchapter 3.1).In the remaining experiments measured without the centrifuge the results were much more interesting. In some experiments the measured absorbance really changed with the dose of ionising radiation so the hypothesis of this study was confirmed. But the differences were too small for this method to be used for measuring radiation doses (subchapter 3.2).The results were compared with the results of the thesis ?Measurement of urine extinction in depending on ionising radiation? from author Š. Radová. She performed a similar experiment, but with a different indicator - FeSO4. 7 H20. It was found that the indicator FeSO4. 7 H20 is preferable to measuring doses of ionising radiation in urine. In conclusion I can say that the hypothesis of this study was confirmed, but the method could not be used in practice and irradiated urine with added MnCl2 indicator does not function as a biological dosimeter.

Klíčová slova

Absorbance, Moč, Ozáření, Dávka ionizujícího žáření, Ionizující záření, Dozimetr, Chlorid manganatý

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 5. 2013

Zveřejnit od: 20. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jan Singer, CSc.

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Zdravotně sociální fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Ochrana obyvatelstva / Civilní nouzová připravenost