リン32

リン 32 ( ³² P) はリンの放射性同位体です。リン 32 の原子核には 15 個の陽子と 17 個の中性子が含まれており、最も一般的なリン同位体であるリン 31 よりも中性子が 1 個多くなっています。リン 32 は半減期が 14 日と短く、急速に崩壊するため、 地球上には少量しか存在しません。

リンは多くの有機分子に含まれているため、リン32は医学、生化学、分子生物学の分野で多くの用途があり、リン酸化分子を追跡したり（例えば、代謝経路の解明）、DNAに放射性標識を付けたりするために使用できます。

リン32の半減期は14.268日と短く、次の原子核反応式に示すように ベータ崩壊^[1]によって硫黄32に崩壊します。

この崩壊により1.709  MeVのエネルギーが放出される。^[2]電子の運動エネルギーは平均約0.5 MeVで変化し、残りのエネルギーはほぼ検出できない電子反ニュートリノによって運ばれる。他のベータ線放出核種と比較すると、電子のエネルギーは中程度である。電子は、約1 mの空気または5 mmのアクリルガラスによって遮られる。

生成された硫黄32原子核は基底状態にあるため、追加のガンマ線放出はありません。

リン 32 は、医学、生化学、分子生物学で重要な役割を果たしています。リン 32 は地球上にごく微量しか自然に存在せず、半減期が短いため、有用な量は合成で生成する必要があります。リン 32 は、次の原子核方程式に示すように、中速中性子で硫黄 32 を照射することで合成できます。

硫黄32の原子核は中性子を捕獲して陽子を放出し、質量数32を維持したまま原子番号を1つ減らします。

この反応は核兵器の威力を決定するためにも使われてきた。^{[3] [4]}

リンは生物系に豊富に存在し、放射性同位体として、同じ元素の安定同位体と化学的にほぼ同一です。リン32は、生物分子の標識として使用できます。リン32から放出されるベータ線は、分析対象の生物または組織の外部でも検出できるほど十分に透過性があります。

生物の代謝経路は、細胞内でさまざまな生体分子を生成するためにリンを広く利用しています。リン 32 は、細胞培養物をリン 32 を含む基質で短時間処理するパルス チェイス実験で代謝経路を分析するために使用されています。最初の処理後の複数の時点でどの分子にリン 32 が含まれているかを検出することで、基質に発生する一連の化学変化を追跡できます。

DNA には、オリゴヌクレオチド鎖の塩基間のホスホジエステル結合に多量のリンが含まれています。したがって、リンをリン 32 に置き換えることで DNA を追跡できます。この技術は、DNA サンプルのサザン ブロット分析で広く使用されています。この場合、リン 32 を含む DNA プローブは、ゲル内に現れる相補的な配列とハイブリダイズします。その後、写真フィルムでその位置を検出できます。

リン32は植物科学において、根から葉までの植物の肥料吸収を追跡するために使用されています。リン32で標識された肥料は水耕栽培または土壌中の水を介して植物に与えられ、放出されたベータ線からリンの使用量をマッピングできます。肥料吸収をマッピングすることで収集された情報は、植物が肥料からリンをどのように吸収し、使用しているかを示します。^[5]

放出されるベータ粒子の高エネルギーとリン32の半減期の短さから、リン32は潜在的に有害である。モル活性は338.61 TBq/mmol（9151.6 Ci/mmol）、比活性は10.590 EBq/kg（286.22 kCi/g）である。リン32を扱う際の一般的な安全対策には、被ばくを監視するための個人線量計の着用と、身体を保護するためのアクリルまたはパースペックスの放射線シールドの着用が含まれる。鉛などの高密度シールドは、ベータ粒子とシールドの相互作用によって生成される高エネルギー制動放射線のために効果が低くなる。リン32からのベータ線は約1 mの空気によって遮断されるため、リン32を含むサンプルに密接に接触する 身体の部分、たとえば指にも線量計を着用することが推奨される。

• β-崩壊、β+崩壊、電子捕獲、異性体遷移