放射化学に関する各種計算

放射性試薬を使った実験をするためには、それ特有の計算が必要になります。まずは基礎的な定義や用語を覚えて、そこから計算方法を学びましょう。

 

納品日、検定日

 

フレッシュロット納品日

放射性試薬が製造された日から一番初めの納品日のことで、放射能濃度が最も高くなります。フレッシュロットをご希望の場合は、製品の納品予定日カレンダーからフレッシュロットの納品日(以下の図の黄色部分)をお調べください。

 

検定日(Calibration date)

放射性濃度がデータシートに記載されている濃度と一致する日のことです。通常、製品が校正日より前に出荷されますので、データシートに記載されているよりも高い放射能濃度でお手元に届きます。

 

 

単位の変換

BqからCiへ、またはその逆に変換するには以下の式や表を参考にしましょう。

 

変換式

1 Bq = 2.7×10-11 Ci = 1 dps = 60 dpm
1 Ci = 3.7×10 10 Bq = 3.7×10 10 dps = 2.22×10 12 dpm

 

変換表

To convert from __ to __: 掛ける数値
from Ci to Bq 3.7X1010
from Bq to Ci 2.7X10-11
from Ci to dpm 2.22X1012
from mCi to dpm 2.22X109
from dpm to Ci 4.50×10-13
from dpm to mCi 4.50×10-10
from Bq to dpm 60
from TBq to dpm 6.0X1013
from dpm to Bq 1.67×10-2
from dpm to TBq 1.67×10-14

 

 

計算のためのアプリ

パーキンエルマー社から計算のためのアプリやオンラインツールがリリースされていますので活用してみましょう。

iPhone、iPad、またはApple用の無料アプリをダウンロード

放射化学計算オンラインツール

 

 

比放射能(Specific Activity)、放射能濃度(Concentration)、検定日(Calibration date)を調べ方

パーキンエルマージャパン以外の製品はデータシートが同梱され、そちらに記載されています。パーキンエルマージャパンの製品の場合は、製品に記載の製品コードとロット番号を以下のページよりデータシートをこちらからダウンロードしてください。

放射化学計算オンラインツールを用いて使用日の比放射能と放射能濃度を決定します。

 

 

比放射能の調製

用途によっては、用いる化合物のモル濃度を必要な量まで上げるために放射性標識されていない化合物を添加する場合があります。

一例として、ATP濃度が50μMでなければならないが放射能標識されたATPが1.7μMしかない場合に、放射性標識されていないものを添加して実験しますが、この場合の計算のために、比放射能計算シート(Microsoft Excel形式)を用いると便利です。こちらからダウンロードできます。

 

 

製品の内容量の計算

 

放射性標識された化合物の場合

製品のデータシートが以下のようになっている場合は、内容量がデータシートに表示されます。

 

データシートがこの例のようになっている場合は、バイアル内の総放射能量とデータシートに表示されている放射能濃度から分注量を計算できます。
総放射能(mCi)/濃度(mCi / mL)=容量(mL)

 

放射性核種の場合

多くの放射性核種製品では、注文に応じて調製されるため、データシートに内容量が記載されていません。内容量は(検定日での)放射能濃度によって異なります。そのため、以下のように「検定日は出荷日からX日後です」と記載されていますので、出荷日を知りたい場合は当協会までお問合せ下さい。

まずデータシートから、在庫日(Stock Date)、放射能濃度(Concentration)、および検定日を確認します。

例:
在庫日= 2010年8月9日
在庫日における濃度= 196.68 mCi/mL
出荷日= 2010年8月24日
検定日= 2010年8月31日(出荷日の7日後)
在庫日から校正日までの合計日数= 15 + 7 = 22日

 

減衰を考慮して、次のように検定日の放射能濃度を計算します。

例:0.4417(22日間での86Rbの減衰係数)x 196.68mCi/mL(在庫日の濃度)= 86.87mCi/mL(検定日の濃度)

 

ここから、バイアルに入っている内容量を計算するには、注文した放射能量を検定日の放射能濃度で割ります。5mCiを注文した場合、(5mCi/86.87mCi /mL)= 0.058mL=58µLとなります。

 

 

モル濃度の計算(標識された化合物と標識されていない化合物が混ざっている場合)

データシートから放射能濃度と比放射能を確認します。

 

比放射能がCi / mmolで表示されている場合

以下のように放射能濃度を比放射能で割ります。

この例では(3H-チミジン):

濃度= 1.0mCi/mL=1.0Ci/L
比放射能= 83.2Ci/mmol

モル濃度は次のようになります。
(1.0Ci/L)/(83.2Ci/mmol)=0.012mmol/L=12μM

 

比放射能がmCi / mgで表示されている場合

分子量を調べて、以下の式を使用してください。
放射能濃度(mCi/mL)/ 比放射能(mCi/mg)×MW(mg/mmol)=モル濃度(mmol/mL)

モル濃度の計算(キャリアフリーの場合)
キャリアフリーの放射性核種は、崩壊するにつれて各原子は異なる物質に変化します。 結果として、放射能濃度とモル濃度の両方が経時的に減少しますが、比放射能は一定のままです(以下の例では、125Iが崩壊するにつれて、別の安定な元素(125Te)に変化します。 )そのため、使用する日にモル濃度は依存します。

 

事前に放射性核種の分子量を調べておきます。

125Iの例:
比放射能= 17.4 Ci / mg
125Iの分子量= 125mg/mmol

最初に、モルでの比放射能(Ci /mmol)を計算します。
(17.4Ci/mg)×(125mg/mmol)=2175Ci/mmol
キャリアフリーの放射性核種では、この値は時間が経っても一定のままです。

そして、例えば使用する日に放射能濃度として86.87 mCi / mL(= 86.87 Ci / L)の値にしたい場合は、放射能濃度をCi / mmolで割ることでモル濃度を求めます。
(86.87Ci/L)/(2175Ci/mmol)=0.0399mmol/L =39.9 μM

 

標識率の計算

実際に何パーセントのS-アデノシルメチオニン(比放射能78Ci/mmol)
が標識されているかを知りたい場合、簡単に求める方法としては、標識位置の数を考慮して、実際の比放射能を理論的最大比放射能で割ることで求めます。この化合物には3つの標識位置があります。
H-3、1つあたりの最大理論比放射能は約29 Ci / mmolと知られているので(以下のリスト参照)、3つの位置で標識された分子の割合は78/87 = 89.7%と計算できます。
実際のH-3を含むS-アデノシルメチオニンの比率を確認するには質量分析を分析する必要があります。

Radioisotope Theoretical maximum specific activity (per label)
32P 9120 Ci/mmol
33P 5000 Ci/mmol
35S 1488 Ci/mmol
3H 29 Ci/mmol
125I 2200 Ci/mmol
14C 62 mCi/mmol

dpmからモルへの変換
事前にデータシートから比放射能を調べておきます。例として3 H-thymidine(比放射能83.2Ci/mmol)

該当する場合は減衰を考慮に入れることを忘れないでください。

測定したdpm(仮に100,000 dpmとする)をCiに変換する
※1キュリー(Ci)= 2.22 x 1012 dpm
※計測したcpm(1分あたりのカウント数)からdpm(1分あたりの崩壊数)に変換するには、測定に使った検出器の計数効率を知る必要があります。
計数効率とcpm、dpmには以下の関係式があります。計数効率=cps x100/dps

100,000 dpm /(2.22 x 1012 dpm / Ci)= 4.5 x 10 -8 Ci

4.5×10−8 Ci x(1mmol / 83.2Ci)= 5.4×10−10 mmol = 0.54pmol

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