Gli autori vorrebbero aconoscenza i colleghi e le persone coinvolte nelle diverse fasi del progetto. I colleghi a Karlsruhe il JRC design office, i signori Dietrich Knoche e Volkmar Ernest, nel JRC Karlsruhe Workshop i signori Christian Diebold e Joachim Küst per la progettazione e la produzione del laboratorio il gruppo manometrico (LOV) e Ringwald GmbH per la implementazione di software della tecnica modalità rilevamento flusso interrotto.

Nota: Le soluzioni sono stati preparati dall'acqua di elevata purezza (18,2 cm MΩ) utilizzando dispositivi progettati per analisi ultratraccia. Acido nitrico è stato purificato mediante un quarzo Sub-bollente unità di distillazione. Sia il sistema di purificazione dell'acqua e l'unità di distillazione Sub-bollente operavano in una camera pulita.
Attenzione: 90Sr è acutamente tossici e cancerogeni. Procedure di sicurezza adeguate sono essenziali durante gli esperimenti, tra cui sia Ingegneria sistemi di controllo e dispositivi di protezione individuale.
1. esperimento preparazione
Nota: Una descrizione dettagliata per quanto riguarda l'architettura software e le sue funzionalità può essere trovata altrove23.
<ol><li>Collegare la porta di uscita di posizione valvola modulare per la porta di entrata del rivelatore di flusso radio.</li>
	<li>Collegare la linea di Trigger al rivelatore selezionato.</li>
	<li>Accertarsi che le porte LOV siano collegate correttamente. Garantire che adeguati volumi di soluzioni di lavoro sono disponibili per l'intero protocollo e che tubi di campionamento liquido rimarrà sommerso.</li>
	<li>Accertarsi che l'autocampionatore sia acceso, avviare il software di autocampionatore e tramite l'interfaccia software, inizializzare l'autocampionatore. Fare clic sul pulsante inizializzare per generare la comunicazione tra l'apparecchio e il PC.</li>
	<li>Garantire che il software AutoRAD è stato avviato, controllare le porte di comunicazione utilizzando la scheda Opzioni e inizializzare il software tramite l'interfaccia utente. Fare riferimento alla sezione di discussione per maggiori dettagli per quanto riguarda l'interfaccia grafica del software.</li>
	<li>Assicurarsi che la sequenza di analisi è programmata nel rivelatore Software. Sequenze di vew programma utilizzando la scheda editor metodo nel software AutoRAD, immettendo il numero di passaggi necessari operazioni e la velocità per ogni dispositivo. Nota: Una descrizione dettagliata del funzionamento del software può essere trovata nella precedente pubblicazione23.</li>
	<li>Consultare l'ufficiale locale radioprotezione e impiegare le misure di protezione dalle radiazioni necessarie per la procedura completa utilizzando 90SR.</li>
</ol>2. pulizia del sistema
<ol><li>Caricare 10 mL di 18,2 cm di acqua MΩ dalla beuta per la siringa a 90 ml · min-1. Assicurarsi che la posizione della valvola siringa è impostata sulla posizione In questa fase. In questa posizione, il caricamento si verifica direttamente alla siringa e non attraverso la LOV.</li>
	<li>L'acqua di goccia per i rifiuti tramite la bobina che tiene in una portata di 90 ml · min-1.</li>
	<li>Caricare 3 mL di etanolo per la bobina di detenzione in una portata di 3 ml · min-1. Impostare la posizione della valvola siringa a fuori.</li>
	<li>Eliminare l'etanolo per il detector bobina ad una portata di 3 ml · min-1.</li>
</ol>3. caricare la resina per la LOV
<ol><li>Mescolando la sospensione di resina in acqua (12 mg·mL-1), raccogliere 3 mL tramite la LOV. Impostare il flusso di 3 ml · min-1
</li>
	<li>La sospensione di resina negli incavi del canale di colonna ad una portata di 1,2 ml · min-1
</li>
	<li>Pulire la batteria della holding ed eliminare i residui di resina sul canale colonna. Per questo, è necessario caricare 9 mL di 18,2 cm di acqua MΩ dal pallone alla siringa ad una portata di 90 ml · min-1. Assicurarsi che la posizione della valvola siringa sia nella posizione . L'acqua di goccia per i rifiuti tramite la bobina che tiene in una portata di 3 ml · min-1.</li>
</ol>4. Analisi sequenza
<ol><li>Condizionata di colonna<ol>
<li>Caricare 2 mL di HNO3 (4 M) via la LOV alla bobina della holding. Impostare il flusso 6 ml · min-1.</li>
		<li>Cadere il HNO3 sulla colonna ad una portata di 1,2 ml · min-1.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Caricamento del campione e l'eliminazione delle interferenze<ol>
<li>Caricare un esempio (1,3 mL) dall'autocampionatore alla bobina della holding con una portata di 6 ml · min-1.</li>
		<li>Cadere il campione sulla colonna ad una portata di 1,2 ml · min-1.</li>
		<li>Caricare 0,5 mL di HNO3 (4 M) alla bobina di detenzione ad una portata di 6 ml · min-1.</li>
		<li>Lavare la colonna con 0,5 mL di HNO3 (4m) per eluire interferenze della matrice con una portata di 1,2 ml · min-1.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eluizione del campione e misurazione<ol>
<li>Caricare 5 mL di MΩ 18,2 cm acqua alla bobina della holding con una portata di 6 ml · min-1.</li>
		<li>Innescare il rivelatore. Impostare la portata del liquido di scintillazione a 2 ml · min-1 del software di rivelatore. Impostare la pausa a 10 s. La bobina del campione ha un volume di 2 mL.</li>
		<li>Lavare la colonna.</li>
	</ol>
</li>
	<li>risciacquo della sonda campione e che tiene la bobina<ol>
<li>Caricare 0,6 mL di HNO3 (1%) alla bobina di detenzione ad una portata di 6 ml · min-1.</li>
		<li>Caricare 0,6 mL di aria per la bobina di detenzione in una portata di 6 ml · min-1.</li>
		<li>Scarica 1,2 mL della miscela di rifiuti.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sostituzione di resina<ol>
<li>Caricare 0,2 mL di etanolo per la bobina di detenzione in una portata di 3 ml · min-1.</li>
		<li>Lavare la colonna con 0,2 mL di etanolo ad una portata di 1,2 ml · min-1.</li>
		<li>Scarico per la colonna con 0,5 mL di acqua con una portata di 0,45 ml · min-1.</li>
		<li>Scarico la resina usata per i rifiuti.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Zapata-García, D., Wershofen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+radiochemical+analysis+strategies+for+decommissioning+activities%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Radiation+and+Isotopes%22%5BJournal%5D)">Development of radiochemical analysis strategies for decommissioning activities.</a> Applied Radiation and Isotopes. 126, 204-207 (2017).</li>
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<li>Barbesi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+LabVIEW%C2%AE-based+software+for+the+control+of+the+AUTORAD+platform%3A+a+fully+automated+multisequential+flow+injection+analysis+Lab-on-Valve+%28MSFIA-LOV%29+system+for+radiochemical+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Radioanalytical+and+Nuclear%22%5BJournal%5D)">A LabVIEW®-based software for the control of the AUTORAD platform: a fully automated multisequential flow injection analysis Lab-on-Valve (MSFIA-LOV) system for radiochemical analysis.</a> Journal of Radioanalytical and Nuclear. , 1-11 (2017).</li>
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</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Protezione e caratterizzazione radiologica sono problemi critici durante tutte le fasi del ciclo di vita impianto nucleare. L'esigenza di determinazione del radionuclide durante la disattivazione degli impianti nucleari richiede un miglioramento continuo delle procedure analitiche. Ciò comporta il miglioramento della selettività e sensibilità e abbreviare i tempi di analisi. Il prototipo AUTORAD soddisfa questi requisiti. Inoltre, il prototipo è portatile e permette di determinare in loco. Il metodo on-line automatico proposto è stato applicato con successo per la determinazione di 90attività di Sr in campioni acquosi.
La figura 1 Mostra un diagramma schematico del sistema AutoRAD. Comunicazione con il prototipo è stata realizzata utilizzando il linguaggio commerciale di programmazione grafico LabVIEW 2014. La modalità Software architettura VISA (Virtual Instrument) per la configurazione, programmazione e controllo interfacce è stata distribuita. Figura 2 Mostra la schermata di interfaccia di utente grafica dove la configurazione della porta può essere verificata prima dell'inizializzazione del sistema. La modalità VISA è indipendente sul sistema operativo e ambiente del programma, pertanto fornisce un'eccezionale versatilità. La struttura di base e le caratteristiche del software sviluppato sono state ampiamente discusse nel precedente pubblicazione24. Miglioramenti sono stati ottenuti mediante il controllo delle burette da PC utilizzando un'interfaccia RS232, permettendo così il controllo avanzato di entrambi burette contemporaneamente e la possibilità di effettuare misurazioni in modalità flusso stop. Al contrario, la connessione RS232 reagisce rapidamente quando la contropressione del sistema aumenta. Questo può portare all'errore di sistema e alla misurazione interrompere. Pertanto, particolare attenzione deve essere pagato in fase di caricamento di resina e forza ionica dei campioni.
L'ottimizzazione delle condizioni sperimentali è stato realizzato in una serie di esperimenti utilizzando l' isotopo stabile di stronzio 86Sr come un surrogato per il radioattivo 90Sr e accoppiando il sistema AUTORAD a un ICP-MS, piuttosto che un detctcor beta sistema. La figura 3 Mostra l' ICP-MS 86profili di eluizione di Sr. Il ottenuti 86Sr eluizione profili sono in pieno accordo con i risultati precedentemente segnalati per totale stronzio utilizzando dispositivi di bassa pressione separazione25e sono stati vuoto sottratto. Il metodo di regressione lineare dei minimi quadrati è stato utilizzato per generare una misura per la curva di scopo che non introduce una componente di incertezza supplementare. La linearità ottenuta era 0.995, con p-valori inferiori al livello di significatività. Il LOD di 2 pg·g-1è stato determinato da misurazioni ripetute del grezzo secondo Currie26. La riproducibilità del metodo, basato sulla deviazione standard relativa della zona di picco calcolata sulla base di tre funzionamenti ripetuti, era sempre meno del 4% nella gamma di 10-120 pg·g-1. La spalla assistita nei profili di eluizione è molto probabilmente un manufatto a causa di imballaggio non ottimale della colonna nella configurazione AUTORAD automatizzata.
Illustrato nella figura 4 il 90Sr profilo usando l'il rivelatore di flusso radio. Il sistema AUTORAD è in grado di separare efficacemente 90Sr in campioni acquosi.
La figura 5 Mostra che la dipendenza degli anni 90concentrazione di Sr con il segnale è lineare nell'intervallo di interesse. Il limite di rilevabilità derivata è nella fg. gamma g-1 , che consente, senza ulteriori modifiche, la determinazione del radiostrontium in campioni di caratterizzazione dei rifiuti e di smantellamento degli impianti nucleari. Riproducibilità del metodo, utilizzando il rivelatore di scintillazione di flusso e basato sulla deviazione standard relativa della zona di picco è di circa 30% nella gamma di concentrazione studiato. L'attuale assetto del prototipo, tuttavia, limita la sua applicazione ai campioni ambientali, essenzialmente a causa del breve tempo contando nel rivelatore. Inoltre, matrici complesse potrebbero saturare la resina nella colonna mini.
La tecnica di flusso interrotto, dove pompa portata Rilevatore radio e Hamilton sono fermato durante la misurazione, sarà attuata. Questa caratteristica migliora la sensibilità estendendo il tempo di permanenza nella parte più grande della zona del campione all'interno della cella di flusso. Così, un segnale statisticamente significativo è acculated prima che il campione venga chiuso il rivelatore. Questo approccio migliora sia le statistiche di conteggio e i limiti di rilevazione. Inoltre, si sta sviluppando una nuova applicazione tra cui una mini-colonna di scambio ionico ulteriori per la rimozione di componenti della matrice che potrebbero influenzare la ritenzione e separazione dei diversi radionuclidi in campioni complessi matriciale.

Circa 150 commerciali centrali nucleari (NPP) sono in fase di smantellamento, ma il numero totale di impianti nucleari è molto maggiore se si prendono in considerazione1ricerca e impianti di ritrattamento. Smantellamento di impianti nucleari è molto costoso e comporta trasporto e fuori misura sito del materiale contaminato. Risparmi sono possibili con l'adozione di tecniche di misurazione in loco e flessibile1. C'è quindi un bisogno urgente per una rapida sui metodi analitici sito sostenere lo smantellamento degli impianti nucleari vecchi. Gamma-emettitori possono essere facilmente e selettivamente determinati mediante spettroscopia gamma, ma c'è una carenza di metodi analitici in loco per il difficile da misurare (HTM) radionuclidi2. Tra il HTM, 90Sr è di grande interesse a causa della sua tossicità e l'emissione di alta energia. Propria determinazione richiede tempo e richiede la separazione dalle interferenze e quantificazione mediante LSC o metodi spettroscopici3,4,5,6,7, 8,9,10,11,12,13.
I metodi radiochimici standard sono che richiede tempo e spesso richiedono ripetizioni per ottenere un rendimento adeguato di stronzio. Di conseguenza, c'è un urgente bisogno di metodi più veloci e precisi. Oltre ai protocolli di separazione standard, tecniche di iniezione di flusso vengono applicati alla purificazione e/o pre-concentrazione di radioisotopi5,14,15. I dispositivi Lab-on-Valve (LOV) sono un ulteriore sviluppo nelle tecniche di flusso. Sono piattaforme programmabili, basato sul flusso con modalità di accoppiamento diverso ed esibiscono elevata versatilità16. Tali dispositivi permettono la separazione automatica e pre-concentrazione degli analiti prima della rilevazione, aumentando così la riproducibilità e ripetibilità8,17,18,19. LOV sistemi accoppiati a pompe di flusso multisyringe sono stati ampiamente utilizzati per il rilevamento di radionuclidi, dovuto la minimizzazione del consumo di reagente e rifiuti generazione8,10,17, 18 , 19 , 20. Tuttavia, segnalato studi per quanto riguarda il rilevamento online a livelli ultra-traccia sono sparse8,17.
Misurazioni sul posto di materiali radioattivi hanno molti benefici e vantaggi, ma non c'è nessuna applicazione di scintillazione di flusso a 90Sr monitoraggio. Fondamentalmente, quantificazione è ottenuta utilizzando un rilevatore online che mescola l'eluato proveniente dal dispositivo LOV con la scintillante cocktail11,21,22. La miscela viene poi pompata attraverso la cella di conteggio e misura è effettuata mediante fotomoltiplicatori accoppiati. A causa del piccolo volume della cella, il tempo di misurazione è nella scala dei secondi.
Lo scopo di questa ricerca è lo sviluppo di un metodo completamente automatizzato per rilevazione on-line stronzio sopra una vasta gamma di funzionamento, che copre entrambe le concentrazioni rilevanti per l'ambiente e anche quelli trovati nei flussi di rifiuti dell'industria nucleare. La piattaforma è mobile e può essere montata in un veicolo per eseguire l'analisi in loco dei campioni acquosi.

<table><tbody><tr><td>microLAB 600 series</td><td>Hamilton</td><td>ML600EE6910</td><td>Two dual syringe pump system, equiped with two 10 mL glass syringes. The instruments are interconnected using the CAN port (daisy chain).</td></tr><tr><td>FlowLogic U</td><td>LabLogic</td><td>SG-BXX-05</td><td>Liquid scintillator with high flash point</td></tr><tr><td>&amp;szlig;-RAM 5</td><td>LabLogic</td><td></td><td>flow detector, 2000 &amp;mu;L coiled Teflon flow cell.Software Laura 4.2.8 (LabLogic, England) run on desktop PC and connected to the detector via USB</td></tr><tr><td>SC-&amp;mu; DX Autosampler</td><td>Elemental Scientific Instruments (ESI)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cheminert selector</td><td>Valco Instruments Co. Inc.</td><td></td><td>in-house made Lab-on-Valve has been mounted on this selector</td></tr><tr><td>Modular Valve&lt;br/&gt; Positioner (MVP)</td><td>Hamilton</td><td></td><td></td></tr><tr><td>mini magnetic stirrer</td><td>IKA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nitric Acid Suprapur 65%</td><td>Merck</td><td>1.00441.1000</td><td>purified using quartz sub-boiling distillation unit</td></tr><tr><td>Sr-resin</td><td>Eichchrom Tecnologies, Inc</td><td>SR-B100-A</td><td>particle size 100-150 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>Water system Elix 3 in combination with Mili-Q Element A10</td><td>Millipore</td><td></td><td>high-purity water (18.2 M&amp;Omega; cm)</td></tr><tr><td>Sr-90 standard</td><td>Eckert &amp;amp; Ziegler</td><td>7090</td><td>Sr-90 concentration 1.915 kBq/g &amp;plusmn; 3.0%, reference date 15-May-2016 12:00 PST</td></tr><tr><td>MLS quartz sub-boiling distillation unit</td><td>MLS GmbH</td><td></td><td>Subboiling unit for the purification of HCl and nitric acid</td></tr></tbody></table>

automated 90sr separation and preconcentration in a lab-on-valve system at ppq level

Un sistema rapido, automatizzato e portatile per la separazione e la determinazione di radiostrontium in campioni acquosi, usando l'analisi di iniezione di flusso sequenziale Sr-resina e multi, è stato sviluppato. Le concentrazioni di stronzio radioattivo sono state determinate mediante flusso conteggio delle scintillazioni, consentendo per la determinazione on-line e anche in loco. Il sistema proposto può determinare stronzio radioattivo a livelli industriali pertinenti senza ulteriori modifiche utilizzando il tempo di analisi complessivo di meno di 10 min per campione acquoso. Il limite di rilevazione è 320 fg·g-1 (1,7 Bq/g).

La piattaforma completamente automatizzata di AUTORAD operata da software basato su LabVIEW fatti in casa è stato sviluppato e implementato (Figura 1). Il software permette una flessibilità sufficiente per il funzionamento giornaliero in un ambiente user-friendly (Figura 2). La versatilità della piattaforma è stato anche dimostrata di accoppiamento a diversi rivelatori (Figura 3). L'applicabilità del metodo è stata dimostrata in campioni acquosi diluiti con un 90Sr standard (Figura 4). I parametri linearità, la gamma lineare, il limite di rilevabilità (LOD) e ripetibilità sono stati valutati (Figura 5).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57722/57722fig1.jpg"> Figura 1. Rappresentazione schematica del sistema AutoRAD mostrando la configurazione delle porte e dei reagenti utilizzati. La porta centrale è collegata alla pompa siringa tramite la bobina della holding (10 mL); il metacrilato LOV è stato fabbricato in casa. <a href="/files/ftp_upload/57722/57722fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57722/57722fig2.jpg"> Figura 2. Menu di opzioni AutoRAD Software. L'area in basso a destra mostra le porte assegnate. Via scorrere il menu, l'utente è in grado di apportare modifiche nell'assegnazione. <a href="/files/ftp_upload/57722/57722fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57722/57722fig3.jpg"> Figura 3. 86 Picchi di eluizione SR usando una spettrometria di massa di plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) come un rivelatore di. Lo stronzio è eluito quantitativamente dalla colonna durante i primi 100 s dell'eluizione. <a href="/files/ftp_upload/57722/57722fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57722/57722fig4.jpg"> Nella figura 4. Picco di 34,5 ± 1 Bq 90Sr (6,6 pg·g-1) eluizione con ß-RAM 5 come rivelatore. Il tempo di permanenza nella bobina era 40 s. Il tasso globale di recupero della metodologia proposta per 90Sr è 70% ± 5%. <a href="/files/ftp_upload/57722/57722fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57722/57722fig5.jpg"> Figura 5. Curva di taratura per il count rate contro la concentrazione di radiostrontium. È stata ottenuta una buona linearità (R2 = 0.997). Il limite di rilevazione è stato calcolato come 320 fg·g-1 ± 5 (1,7 Bq) deviazione standard tre punto tre volte del grezzo. <a href="/files/ftp_upload/57722/57722fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

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Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

Automatizzato 90Sr separazione e preconcentrazione in un sistema di Lab-on-Valve a livello Ppq

Qui, presentiamo la piattaforma portatile autoRAD rapida separazione radiometriche e determinazione di 90Sr, un prodotto importante fissione altamente pertinente alle scorie nucleari.

A quick, automated and portable system for the separation and determination of radiostrontium in aqueous samples, using Sr-resin and multi sequential flow ...

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Radiolabeling and Quantification of Cellular Levels of Phosphoinositides by High Performance Liquid Chromatography-coupled Flow Scintillation

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular identity and function. Each of the seven PtdInsPs varies in their distribution and abundance, which are tightly regulated by specific kinases and phosphatases. The abundance of PtdInsPs can change abruptly in response to various signaling events or disturbance of the regulatory machinery. To understand how these events lead to changes in the amount of PtdInsPs and their resulting impact, it is important to quantify PtdInsP levels before and after a signaling event or between control and abnormal conditions. However, due to their low abundance and similarity, quantifying the relative amounts of each PtdInsP can be challenging. This article describes a method for quantifying PtdInsP levels by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, which is incorporated into PtdInsPs. Phospholipids are then precipitated and deacylated. The resulting soluble 3H-glycero-inositides are further extracted, separated by high-performance liquid chromatography (HPLC), and detected by flow scintillation. The labeling and processing of yeast samples is described in detail, as well as the instrumental setup for the HPLC and flow scintillator. Despite losing structural information regarding acyl chain content, this method is sensitive and can be optimized to concurrently quantify all seven PtdInsPs in cells.

Phosphoinositides are signaling lipids whose relative abundance rapidly changes in response to various stimuli. This article describes a method to measure the abundance of phosphoinositides by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, followed by extraction and deacylation. Extracted glycero-inositides are then separated by high-performance liquid chromatography and quantified by flow scintillation.

Radiomarcatura e quantificazione dei livelli cellulari di fosfoinositidi da alte prestazioni cromatografia liquida accoppiata flusso scintillazione

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular ...

Ricerca

Chimica

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and non-destructively reveals the hydrogen density distribution at surfaces, at interfaces, and in the volume of solid materials with high depth resolution. The technique applies a 15N ion beam of 6.385 MeV provided by an electrostatic accelerator and specifically detects the 1H isotope in depths up to about 2 &#956;m from the target surface. Surface H coverages are measured with a sensitivity in the order of ~1013 cm-2 (~1% of a typical atomic monolayer density) and H volume concentrations with a detection limit of ~1018 cm-3 (~100 at. ppm). The near-surface depth resolution is 2-5 nm for surface-normal 15N ion incidence onto the target and can be enhanced to values below 1 nm for very flat targets by adopting a surface-grazing incidence geometry. The method is versatile and readily applied to any high vacuum compatible homogeneous material with a smooth surface (no pores). Electrically conductive targets usually tolerate the ion beam irradiation with negligible degradation. Hydrogen quantitation and correct depth analysis require knowledge of the elementary composition (besides hydrogen) and mass density of the target material. Especially in combination with ultra-high vacuum methods for in-situ target preparation and characterization, 1H(15N,&#945;&#947;)12C NRA is ideally suited for hydrogen analysis at atomically controlled surfaces and nanostructured interfaces. We exemplarily demonstrate here the application of 15N NRA at the MALT Tandem accelerator facility of the University of Tokyo to (1) quantitatively measure the surface coverage and the bulk concentration of hydrogen in the near-surface region of a H2 exposed Pd(110) single crystal, and (2) to determine the depth location and layer density of hydrogen near the interfaces of thin SiO2 films on Si(100).

We illustrate the application of 1H(15N,&#945;&#947;)12C resonant nuclear reaction analysis (NRA) to quantitatively evaluate the density of hydrogen atoms on the surface, in the volume, and at an interfacial layer of solid materials. The near-surface hydrogen depth profiling of a Pd(110) single crystal and of SiO2/Si(100) stacks is described.

La quantificazione delle concentrazioni di idrogeno in superficie e di interfaccia Livelli e materiale sfuso attraverso profili di profondità con l&#39;analisi reazione nucleare

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Ingegneria

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. They offer new possibilities for the characterization of living systems and are particularly appropriate for detecting, localizing and quantifying the presence of metal oxide nanoparticles both in biological specimens and the environment. Indeed, these techniques all meet relevant requirements in terms of (i) sensitivity (from 1 up to 10 &#181;g.g-1 of dry mass), (ii) micrometer range spatial resolution, and (iii) multi-element detection. Given these characteristics, microbeam chemical element imaging can powerfully complement routine imaging techniques such as optical and fluorescence microscopy. This protocol describes how to perform a nuclear microprobe analysis on cultured cells (U2OS) exposed to titanium dioxide nanoparticles. Cells must grow on and be exposed directly in a specially designed sample holder used on the optical microscope and in the nuclear microprobe analysis stages. Plunge-freeze cryogenic fixation of the samples preserves both the cellular organization and the chemical element distribution. Simultaneous nuclear microprobe analysis (scanning transmission ion microscopy, Rutherford backscattering spectrometry and particle induced X-ray emission) performed on the sample provides information about the cellular density, the local distribution of the chemical elements, as well as the cellular content of nanoparticles. There is a growing need for such analytical tools within biology, especially in the emerging context of Nanotoxicology and Nanomedicine for which our comprehension of the interactions between nanoparticles and biological samples must be deepened. In particular, as nuclear microprobe analysis does not require nanoparticles to be labelled, nanoparticle abundances are quantifiable down to the individual cell level in a cell population, independently of their surface state.

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

We describe a procedure for the detection of chemical elements present in situ in human cells as well as their in vitro quantification. The method is well-suited to any cell type and is particularly useful for quantitative chemical analyses in single cells following in vitro metal oxide nanoparticles exposure.

In Situ Rilevazione e quantificazione di singola cellula delle nanoparticelle di ossido di metallo mediante analisi della microsonda del nucleare

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...

Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

Pre-targeting combined with bioorthogonal chemistry is emerging as an effective way to create new radiopharmaceuticals. Of the methods available, the inverse electron demand Diels-Alder (IEDDA) cycloaddition between a radiolabeled tetrazines and trans-cyclooctene (TCO) linked to a biomolecule has proven to be a highly effective bioorthogonal approach to imaging specific biological targets. Despite the fact that technetium-99m remains the most widely used isotope in diagnostic nuclear medicine, there is a scarcity of methods for preparing 99mTc-labeled tetrazines. Herein we report the preparation of a family of tridentate-chelate-tetrazine derivatives and their Tc(I) complexes. These hitherto unknown compounds were radiolabeled with 99mTc using a microwave-assisted method in 31% to 83% radiochemical yield. The products are stable in saline and PBS and react rapidly with TCO derivatives in vitro. Their in vivo pre-targeting abilities were demonstrated using a TCO-bisphosphonate (TCO-BP) derivative that localizes to regions of active bone metabolism or injury. In murine studies, the 99mTc-tetrazines showed high activity concentrations in knees and shoulder joints, which was not observed when experiments were performed in the absence of TCO-BP. The overall uptake in non-target organs and pharmacokinetics varied greatly depending on the nature of the linker and polarity of the chelate.

Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

Here, we describe a protocol for radiolabeling and in vivo testing of tridentate 99mTc(I) chelate-tetrazine derivatives for pre-targeting and bioorthogonal chemistry.

Preparazione e valutazione di<sup&gt; 99m</sup&gt; Tc marcato tridentate chelati di pre-targeting Utilizzando Bioorthogonal Chimica

Pre-targeting combined with bioorthogonal chemistry is emerging as an effective way to create new radiopharmaceuticals. Of the methods available, the ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological targets and processes. However, the increasing number of different tracers creates challenges for their production at radiopharmacies. While historically it has been practical to dedicate a custom-configured radiosynthesizer and hot cell for the repeated production of each individual tracer, it is becoming necessary to change this workflow. Recent commercial radiosynthesizers based on disposable cassettes/kits for each tracer simplify the production of multiple tracers with one set of equipment by eliminating the need for custom tracer-specific modifications. Furthermore, some of these radiosynthesizers enable the operator to develop and optimize their own synthesis protocols in addition to purchasing commercially-available kits. In this protocol, we describe the general procedure for how the manual synthesis of a new PET tracer can be automated on one of these radiosynthesizers and validated for the production of clinical-grade tracers. As an example, we use the ELIXYS radiosynthesizer, a flexible cassette-based radiochemistry tool that can support both PET tracer development efforts, as well as routine clinical probe manufacturing on the same system, to produce [18F]Clofarabine ([18F]CFA), a PET tracer to measure in vivo deoxycytidine kinase (dCK) enzyme activity. Translating a manual synthesis involves breaking down the synthetic protocol into basic radiochemistry processes that are then translated into intuitive chemistry &#34;unit operations&#34; supported by the synthesizer software. These operations can then rapidly be converted into an automated synthesis program by assembling them using the drag-and-drop interface. After basic testing, the synthesis and purification procedure may require optimization to achieve the desired yield and purity. Once the desired performance is achieved, a validation of the synthesis is carried out to determine its suitability for the production of the radiotracer for clinical use.

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Positron-emission tomography (PET) imaging sites that are involved in multiple early clinical research trials need robust and versatile radiotracer manufacturing capabilities. Using the radiotracer [18F]Clofarabine as an example, we illustrate how to automate the synthesis of a radiotracer using a flexible, cassette-based radiosynthesizer and validate the synthesis for clinical use.

Automazione di un positrone-emissione di positroni (PET) radiotraccitore sintesi protocollo per la produzione di clinica

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Preparing an Isotopically Pure 229Th Ion Beam for Studies of 229mTh

A methodology is described to generate an isotopically pure 229Th ion beam in the 2+ and 3+ charge states. This ion beam enables one to investigate the low-lying isomeric first excited state of 229Th at an excitation energy of about 7.8(5) eV and a radiative lifetime of up to 104 seconds. The presented method allowed for a first direct identification of the decay of the thorium isomer, laying the foundations to study its decay properties as prerequisite for an optical control of this nuclear transition. High energy 229Th ions are produced in the &#945;&#160;decay of a radioactive 233U source. The ions are thermalized in a buffer-gas stopping cell, extracted and subsequently an ion beam is formed. This ion beam is mass purified by a quadrupole-mass separator to generate a pure ion beam. In order to detect the isomeric decay, the ions are collected on the surface of a micro-channel plate detector, where electrons, as emitted in the internal conversion decay of the isomeric state, are observed.

Preparing an Isotopically Pure 229Th Ion Beam for Studies of 229mTh

We present a protocol for the generation of an isotopically purified low-energy 229Th ion beam from a 233U source. This ion beam is used for the direct detection of the 229mTh ground-state decay via the internal-conversion decay channel. We also measure the internal conversion lifetime of 229mTh as well.

Preparazione di un fascio iotematicamente puro 229Th Ion per gli studi di 229mTh

A methodology is described to generate an isotopically pure 229Th ion beam in the 2+ and 3+ charge states. This ion beam enables one to investigate the ...

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands for in vivo investigations. Within this protocol, a robust and reliable remote-controlled radiosynthesis of [11C]SNAP-7941, an antagonist to the melanin-concentrating hormone receptor 1, is described. The radiosynthesis starts with cyclotron produced [11C]CO2 that is subsequently further reacted via a gas-phase transition to [11C]CH3OTf. Then, this reactive intermediate is introduced to the precursor solution and forms the respective radiotracer. Chemical as well as the radiochemical purity are determined by means of RP-HPLC, routinely implemented in the radiopharmaceutical quality control process. Additionally, the molar activity is calculated as it is a necessity for the following real-time kinetic investigations. Furthermore, [11C]SNAP-7941 is applied to MDCKII-WT and MDCKII-hMDR1 cells for evaluating the impact of P-glycoprotein (P-gp) expression on cell accumulation. For this reason, the P-gp expressing cell line (MDCKII-hMDR1) is either used without or with blocking prior to experiments by means of the P-gp substrate (&#177;)-verapamil and the results are compared to the ones observed for the wildtype cells. The overall experimental approach demonstrates the importance of a precise time-management that is essential for every preclinical and clinical study using PET tracers radiolabelled with short-lived nuclides, such as carbon-11 (half-life: 20 min).

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Here, we represent a protocol for the fully automated radiolabelling of [11C]SNAP-7941 and the analysis of the real-time kinetics of this PET-tracer on P-gp expressing and non-expressing cells.

Aspetto tecnico della sintesi automatizzata e valutazione cinetica in tempo reale di [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...

Radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor proliferation, epilepsy, neurodegenerative diseases, and psychiatric illnesses due to their immune-modulatory, neuro-modulatory, and neurotoxic effects. The most extensively used positron emission tomography (PET) agent for mapping tryptophan metabolism, &#945;-[11C]methyl-L-tryptophan ([11C]AMT), has a short half-life of 20 min with laborious radiosynthesis procedures. An onsite cyclotron is required to radiosynthesize [11C]AMT. Only a limited number of centers produce [11C]AMT for preclinical studies and clinical investigations. Hence, the development of an alternative imaging agent that has a longer half-life, favorable in vivo kinetics, and is easy to automate is urgently needed. The utility and value of 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan, a fluorine-18-labeled tryptophan analog, has been reported in preclinical applications in cell line-derived xenografts, patient-derived xenografts, and transgenic tumor models.
This paper presents a protocol for the radiosynthesis of 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan using a one-pot, two-step strategy. Using this protocol, the radiotracer can be produced in a 20 &#177; 5% (decay corrected at the end of synthesis, n &#62; 20) radiochemical yield, with both radiochemical purity and enantiomeric excess of over 95%. The protocol features a small precursor amount with no more than 0.5 mL of reaction solvent in each step, low loading of potentially toxic 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.8]hexacosane (K222), and an environmentally benign and injectable mobile phase for purification. The protocol can be easily configured to produce 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan for clinical investigation in a commercially available module.

Radiosynthesis of 1-2-[18F]Fluoroethyl-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

Here, we describe the radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-tryptophan, a positron emission tomography imaging agent for studying tryptophan metabolism, using a one-pot, two-step strategy in a radiochemistry synthesis system with good radiochemical yields, high enantiomeric excess, and high reliability.

Radiosintesi di 1-(2-[18F]Fluoroetil)-L-triptofano utilizzando un protocollo One-pot, Two-step

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor ...

<meta charset="utf8"></head><body>Radiosintesi e imaging PET/TC di 68Nanobody marcati con GA in modelli di xenotrapianto

Radiosynthesis, Quality Control, and Small Animal Positron Emission Tomography Imaging of 68Ga-Labelled Nano Molecules

Small animal Positron Emission Tomography (PET) and Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) imaging techniques are crucial in preclinical cancer research, necessitating meticulous attention to radiotracer synthesis, quality assurance, and in vivo injection protocols. This study presents a comprehensive workflow tailored to enhance the robustness and reproducibility of small animal PET experiments. The synthesis process in the radiochemistry laboratory using 68Ga is detailed, highlighting stringent quality control and assurance protocols for each radiotracer production. Parameters such as concentration, molar activity, pH, and purity are rigorously monitored, aligning with standards applicable to human studies. This methodology introduces streamlined syringe preparation and a custom-designed 30G cannula for precise intravenous injections into mice. Monitoring of animal health during scanning, including temperature and heart rate, ensures their well-being throughout the procedure. Dosages for PET and SPECT scans are predetermined to balance data acquisition with minimizing radiation exposure to animals and researchers. Similarly, CT scans employ pre-programmed settings to limit radiation exposure, especially pertinent in long-term studies assessing treatment effects. By optimizing these steps, the workflow aims to standardize procedures, reduce variability, and enhance the quality of small animal PET/SPECT/CT imaging. This resource provides valuable insights for researchers seeking to improve the accuracy and reliability of preclinical investigations in molecular imaging, ultimately advancing the field.

<meta charset="utf8"></head><body>Radiosintesi, controllo di qualità e tomografia a emissione di positroni per piccoli animali di 68nanomolecole marcate con GA

This paper describes the radiosynthesis, formulation, quality control of a new radiolabeled probe (i.e., 68Ga-labeled nanobody NM-02), and its use for small animal PET/CT imaging in a xenograft model.

Radiosintesi, controllo di qualità e tomografia a emissione di positroni per piccoli animali di 68nanomolecole marcate con GA

Small animal Positron Emission Tomography (PET) and Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) imaging techniques are crucial in preclinical ...

Automatizzato ⁹⁰Sr separazione e preconcentrazione in un sistema di Lab-on-Valve a livello Ppq

Riepilogo

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Radiomarcatura e quantificazione dei livelli cellulari di fosfoinositidi da alte prestazioni cromatografia liquida accoppiata flusso scintillazione

La quantificazione delle concentrazioni di idrogeno in superficie e di interfaccia Livelli e materiale sfuso attraverso profili di profondità con l'analisi reazione nucleare

In Situ Rilevazione e quantificazione di singola cellula delle nanoparticelle di ossido di metallo mediante analisi della microsonda del nucleare

Preparazione e valutazione di

Automazione di un positrone-emissione di positroni (PET) radiotraccitore sintesi protocollo per la produzione di clinica

Preparazione di un fascio iotematicamente puro ²²⁹Th Ion per gli studi di ^229mTh

Aspetto tecnico della sintesi automatizzata e valutazione cinetica in tempo reale di [¹¹C]SNAP-7941

Radiosintesi di 1-(2-[^18F]Fluoroetil)-L-triptofano utilizzando un protocollo One-pot, Two-step

Radiosintesi, controllo di qualità e tomografia a emissione di positroni per piccoli animali di ⁶⁸nanomolecole marcate con GA

Radiosintesi, controllo di qualità e tomografia a emissione di positroni per piccoli animali di ⁶⁸nanomolecole marcate con GA