울트라 트리 방사성 바카라를 측정하기위한 기술 개발

수석 수석 연구원, 무기 표준 연구 그룹, 무기 표준 연구 그룹, 무기 표준 연구 그룹, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 "AIST"), 바카라 커뮤니티 (이하 AIST ") 및 수석 연구원, Asakawa Daiki, Asakawa Daiki, Nano Applied, Nano Applied Applied Applied Applied Applied Applied Appletations exporations 아사카와 다이키 (Asakawa Daiki), 수석 수석 연구원PG/L매우 낮은 농도 레벨방사능 바카라(¹²⁹i)를 측정 할 수있는 기술을 개발했습니다

이 기술은입니다유도 결합 플라즈마 질량 분석법에서 높은 반응성 오존 (O₃) 가스가 목표 이온을 제공하기 위해 반응 셀로 사용됩니다간섭 이온를 분리하여 방사능 바카라의 초 트레이스 측정을 성공적으로 수행했습니다 방사성 바카라 이온 (¹²⁹i⁺)는 오존과 반응하여 이온 이온 이산화 아이오딘 (¹²⁹i¹⁶O₂⁺, m/Z161)를 생성하고 측정하여 방사성 바카라 이온의 간섭 이온 (Xenon Ions,¹²⁹xe⁺및 비 방사성 바카라 (¹²⁷i)¹²⁷i¹H₂⁺, 둘 다m/z129)는 9180_9218 | 129와 완전히 분리되어 있으며 기존의 유도 결합 플라즈마 질량 분석법과 비교하여blank value10 분의 1 미만으로 축소되었습니다 이를 통해 PG/L 수준에서 매우 적은 양의 방사성 바카라를 측정 할 수 있습니다 이 분석 방법은 매우 적은 양의 방사성 바카라를 정확하게 측정 할 수 있으므로 방사능 바카라 (¹²⁹i)의 환경 모니터링에 기여하여 안전한 식품 및 식수를 보장하며 전 세계 방사능 감쇠를 조사합니다

이 기술에 대한 세부 사항은 2024 년 10 월 21 일에 제공 될 예정입니다iscience"에서 온라인으로 게시 됨

반감기가 매우 긴 방사능 바카라 (¹²⁹i)는 세계 보건기구 (WHO) (WHO) 식수 품질 지침에 지침이 공식화 된 방사성 핵종 중 하나입니다 따라서 안전한 식수 및 환경 모니터링을 보장하기 위해 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 분석 기술이 주목을 받고 있습니다 식수의 지침 수준은 1 BQ/L (152 ng/L에 해당)이므로 매우 적은 양의 방사성 바카라 (¹²⁹i)를 분석하는 기술이 필요합니다 가속기 질량 분석법은 미량의 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 분석에 효과적이지만 장비의 설치 및 유지 보수가 매우 비싸다 (수백만 엔/단위) 반면에, 유도 결합 플라즈마 질량 분석법은 다양한 화학 요소의 분석에 적합하며 환경, 음식 및 에너지와 같은 분야에서 널리 사용되므로 다재다능한 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 분석 장치로 간주되고 있습니다

그러나 기존의 유도 결합 플라즈마 질량 분석법은 방사성 바카라 (¹²⁹i)와 공존하는 비 방사성 바카라¹²⁷i) (¹²⁷i¹H₂⁺, m/Z129) 및 Xenon (¹²⁹xe)에 의해 수신되기 때문에 수학적 처리에 의한 간섭 보정이 필요하고 방사성 바카라 (¹²⁹i)정확도와 정확도입니다 불충분했습니다 또한, 스포츠 음료 및 영양 음료와 같은 높은 소금 및 탄수화물을 함유 한 제품에 품질 관리가 필요한 경우, 식수와 동일한 품질 관리가 필요할 때 분석하기 전에 수십 또는 수백 번 희석해야하므로 더 높은 기술이 필요합니다

AIST는 식품, 환경 및 의학과 같은 다양한 분야를 지원하는 최첨단 분석 기술을 개발하는 것을 목표로합니다인증 표준 물질우리는 고급 분석 기술과 관련 고급 분석 기술을 개발했습니다 고급 분석 기술의 개발의 일환으로, 우리는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법에 대한 연구를 진행하고 있으며, 표적 및 간섭 이온을 분리하기위한 오존을 사용한 반응이 매우 효과적이라는 것을 발견했습니다 (특허 JP6924511B2 "질량 분석법 및 질량 스펙트럼 미터") 이번에는 식수 품질 지침에 따라 방사성 핵종 인 방사성 바카라 (¹²⁹i)에 중점을두면, 우리는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법에서 오존 및 방사성 바카라의 반응 특성을 활용하여 PG/L 수준에서 매우 낮은 농도의 방사성 바카라를 측정 할 수있는 기술을 개발하여 간섭 이온의 효과에 의해 야기 된 분석 성능의 악화를 제거합니다

이 연구 개발은 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보를위한 일본 사회의 지원을 받았다 (반응 세포로서 오존을 사용한 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 개발을위한 Kaiken grant-in-aid "(2022-2026)

이번에는 반응성이 높은 오존이 방사성 바카라를 만드는 데 사용됩니다 (¹²⁹i) 이온과 그들의 간섭 이온이 분리되고 매우 적은 양의 방사성 바카라 (¹²⁹i)에 대한 분석 방법을 개발했습니다 오존은 일반적으로 유도 결합 된 유도 결합 혈장 질량 분석법에 사용된다반응 가스⁺와 반응에서 바카라의 산화물 이온 (IO⁺) 및 이산화 이온 (IO₂⁺) 그림 1은 바카라 이온이 산소 또는 오존과 반응 할 때 생성물 이온의 비율을 보여줍니다 산소와 반응 할 때, 바카라 이산화 이온의 생산 속도는 01% 미만이며, 오존과 반응 할 때 약 20%의 바카라 이산화 이온 이온이 얻어진다 또한, 밀도 기능 이론에 기초한 양자 화학 계산은 오존 및 바카라 이온의 반응에 의해 생성 된 바카라 이산화 이온의 메커니즘이 "바카라 이온 (I⁺) → 산화물 이온 (IO⁺) → 이산화물 이온 (IO₂⁺)와 같은 순차적 반응이라는 것이 밝혀졌습니다 또한, 산소가 사용될 때,이 순차적 반응에 큰 활성화 에너지가 필요하다endrothermic 반응, 그러나 오존이 사용될 때발열 반응입니다

바카라 이온 (i⁺)와 오존 사이의 반응을 사용하는 바카라 이산화 이온 (IO₂⁺)를 생성하고 측정함으로써, 이전 기술에 문제가 된 간섭 이온 (¹²⁹xe⁺,¹²⁷i¹H₂⁺)에서 분리를 달성하고 PG/L 수준 (¹²⁹i)가 가능합니다 (그림 2) 이로 인해 빈 값은 이전 예술에 비해 1/10 미만으로 감소하며 (그림 3) 더 낮습니다감지 한계(60 pg/l)가 달성되었습니다 이 기술을 사용하여 가이드 라인을 사용하여 가이드 라인 레벨 방사능 바카라 (¹²⁹i)를 함유 한 해수조차도 (높은 염분으로 인해 직접 측정 할 수 없음) 100 회 희석하여 직접 측정 할 수 있습니다 또한 고층 스포츠 음료 및 고 탄수화물 영양 음료에도 적용 할 수 있습니다

매우 낮은 농도의 PG/L 수준에서 최근에 개발 된 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 분석 기술은 많은 대학, 분석 회사 및 연구 기관에서 사용되는 귀납적 결합 플라즈마 질량 분석기를 사용하고 방사능 바카라 (¹²⁹i) 분석 기술의 확산에 도움이됩니다 이 기술은 환경 모니터링, 안전한 식수 및 식수 보장 및 전 세계 방사능 기록을 조사하기 위해 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 분석에 기여합니다

앞으로, 우리는 산업-아카데미아 정부 협력을 통해이 기술의 초기 채택을 촉진하기 위해 노력할 것입니다 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 역학을 명확히하기 위해 노력할 것입니다 해수 및 강 해역의 방사성 바카라 (¹²⁹i)의 행동을 명확히함으로써 우리는 안전하고 안전한 사회적 환경을 보장하는 데 기여할 것입니다

앞으로, 우리는주기적인 요소 테이블의 모든 요소에 대한 오존 반응을 사용하여 귀납적 결합 플라즈마 질량 분석법의 유용성을 종합적으로 조사하고 식품, 의약품, 재료 및 환경을 포함하여 광범위한 분야에서 문제를 해결할 수있는 최첨단 분석 기술을 개발하는 것을 목표로 할 것입니다

게시 된 잡지 :iscience
종이 제목 : 추적 측정¹²⁹스펙트럼 상호 작용의 효과적인 분리를위한 오존 반응과 자연수에서 i
저자 : Yanbei Zhu & Daiki Asakawa
doi :https : //doiorg/101016/jisci2024111138

PG/L

농도 단위, 1 리터 (L) 솔루션의 1 PG (Picogram : 10^-12grams), 목표 구성 요소의 농도는 1 pg/L입니다[참조로 돌아 가기]

방사능 바카라 (¹²⁹i)

"바카라 129 및 바카라 131과 같은 핵분열이 발생할 때 발생하는 물질은 방사능 바카라라고 불립니다 바카라는 바카라 127, 바카라 131을 포함하여 많은 동위 원소를 가지고 있습니다 (출처 : 일본 원자 에너지 기관, "기본 용어집")이 연구는 바카라 129에 중점을 둡니다[참조로 돌아 가기]

유도 결합 플라즈마 질량 분석법

이것은 유도 결합 플라즈마를 이온화 원으로 사용하는 분석 방법이며, 6000 ° C ~ 7000 ° C의 고온에서 화학 요소를 이온화하고 이온의 질량 수와 전하 비율 (질량 대전 비율,m/Z)에 따라 수행됩니다[참조로 돌아 가기]

간섭 이온

유도 적으로 결합 된 플라즈마 질량 분석법, 표적 이온 (예 :이 연구에서¹²⁹i⁺)m/Z가있는 다른 이온 이들 이온의 측정 신호는 표적 이온의 측정 신호를 방해하여 표적 이온의 정량적 분석을 방해한다[참조로 돌아 가기]

blank value

유도 결합 플라즈마 질량 분석법, 관심있는 구성 요소 (예 :이 연구에서¹²⁹i)를 포함하지 않는 샘플을 "빈 샘플"이라고 하며이 빈 샘플을 측정하여 얻은 대상 구성 요소의 농도 값입니다 시약 불순물 및 간섭 이온의 영향으로 인해 빈 값이 상승하여 낮은 농도의 목표 성분을 측정하기가 어렵습니다[참조로 돌아 가기]

정확도와 정확도

정확도는 동일한 작업이 여러 번 반복 될 때 얻은 다중 측정 값이 얼마나 가까운지를 보여주는 표시기입니다 정확도는 측정 된 값이 실제 값에 얼마나 가까운지를 보여주는 표시기입니다[참조로 돌아 가기]

인증 표준 물질

"측정 과정에 사용하기에 적합한 하나 이상의 지정된 특성에 대해 충분히 균질하고 안정적으로 만들어진 물질을 표준 물질이라고합니다 "하나 이상의 지정된 속성에 대한 지표 적으로 합리적인 절차에 의해 평가되고 지정된 특성의 값 및 관련 불확실성을 나타내는 인증 증명서와 계량 측정 추적 성을 포함하는 표준 물질"을 인증 된 표준 물질이라고합니다 (출처 : JISQ0033 : 2019 표준 물질 - 표준 물질의 적절한 사용)[참조로 돌아 가기]

반응 가스

표적 이온 또는 간섭 이온과의 화학 반응 (반응)을 통한 2 개 사이의 분리를 달성하기 위해 질량 분석기에 사용되는 가스 (가스)[참조로 돌아 가기]

endrothermic 반응

외부에서 열을 흡수하는 화학 반응[참조로 돌아 가기]

발열 반응

외부에서 열을 방출하는 화학 반응[참조로 돌아 가기]

감지 한계

유도 적으로 결합 된 플라즈마 질량 분석법에서, 표적 성분을 감지 할 수있는 하한 농도를 지칭한다 일반적으로 빈 값의 표준 편차의 3 배에 해당하는 농도를 나타냅니다[참조로 돌아 가기]

질량 대 충전 비율

질량 분석기에서 각 이온에 대해 질량 (m) 및 Charge (Z)는 비율에 따라 식별됩니다[참조로 돌아 가기]