Mechanisms of morphology death of tumor cell by effect non-radioactive and radioactive ¹⁹⁵ᵐPt-cisplatin

The photonuclear technology of preparation radioactive cisplatin ¹⁹⁵ᵐPt was been developed by the bremsstrahlung from the electron accelerators. In the novel technology, the production of ¹⁹⁵ᵐPt from reaction ¹⁹⁷Au(γ,np)¹⁹⁵ᵐPt with a high specific activity >1 Ci/mg⁻¹ was realized. The Ehrlich adenocarcinoma cells were been used as a neoplastic model. There are two groups: 1. tumor cells with non-radioactive cisplatin; 2. tumor cells with radioactive cisplatin (0.17 pg ¹⁹⁵ᵐPt-cisplatin). The number of morphology death cells as a result of radioactive cisplatin action was more than after action of non-radioactive cisplatin. The different mechanisms of the morphology death cell (necrosis for non-radioactive and apoptosis for radioactive) were detected.Фотоядерна технологія одержання радіоактивного цисплатину ¹⁹⁵ᵐPt була розроблена на лінійному прискорювачі електронів з використанням гальмівного випромінювання. Була реалізована нова технологія одержання ¹⁹⁵ᵐPt з реакції ¹⁹⁷Au(γ,n)¹⁹⁶Au → ¹⁹⁵ᵐPt з високою питомою активністю >1 Ci/mg⁻¹. За пухлинну модель взяті асцитні клітини аденокарциноми Ерліха, які були розподілені на дві групи: 1 – клітини з нерадіоактивним цисплатином; 2 – клітини з радіоактивним цисплатином (у дозі 0,17 пг·мл⁻¹). При дії радіоактивного цисплатина морфологічно загиблих клітин було більше. Механізм загибелі пухлинних клітин при дії нерадіоактивного та радіоактивного цисплатину був різним (некроз та апоптоз відповідно).Фотоядерная технология получения радиоактивного цисплатина ¹⁹⁵ᵐPt была разработана при использовании тормозного излучения на электронном ускорителе. Была реализована новая технология получения ¹⁹⁵ᵐPt из реакции ¹⁹⁷Au(γ,n)¹⁹⁶Au → ¹⁹⁵ᵐPt с высокой удельной активностью >1 Ci/mg⁻¹. В качестве опухолевой модели использованы асцитные клетки аденокарциномы Эрлиха, которые были распределены по двум исследуемым группам: 1 – клетки с нерадиоактивным цисплатином; 2 – клетки с радиоактивным цисплатином (0,17 пг·мл⁻¹). Морфологически погибших опухолевых клеток было больше при действии радиоактивного цисплатина. Механизм гибели опухолевых клеток при действии нерадиоактивного и радиоактивного цисплатина был разным (некроз и апоптоз соответственно)

Radiation stimulation of the catalytic activity of zirconium dioxide nanoparticles during the conversion of hydrocarbons

The comparison of the catalytic activity of the initial and activated by bremsstrahlung γ-radiation on a high-current electron accelerator of zirconium dioxide nanoparticles on the nature of the conversion of ethanol. The used γ-activation parameters contributed to the formation of a more perfect crystal structure of ZrO₂ nanoparticles. It was shown that when using γ-activated ZrO₂ nanoparticles as a catalyst, the yield of hydrocarbon products during the conversion of ethanol was several times higher than the yield of the same products in the case of using the initial ZrO₂ nanoparticles. The mechanism of such a conversion of ethanol can be associated with the synergism of large ionization losses of Auger electrons and the effect of highly reactive products involved in heterogeneous catalysis.Проведено порівняння каталітичної активності вихідних та активованих гальмівним γ-випромінюванням на потужному прискорювачі електронів наночастинок діоксиду цирконію на характер конверсії етанолу. Параметри γ-випромінювання, які використовували, сприяли формуванню більш досконалої кристалічної структури наночастинок ZrO₂. Показано, що у випадку використання у якості каталізатора γ-активованих наночастинок ZrO₂ вихід вуглеводних продуктів при конверсії етанолу підвищується у декілька разів відносно таких же продуктів у разі використання вихідних наночастинок ZrO₂. Механізм подібної конверсії етанолу може бути пов’язаним з синергізмом великих іонізаційних втрат Оже-електронів та впливом високо реакційних продуктів, які приймають участь у гетерогенному каталізі.Проведено сравнение каталитической активности исходных и активированных тормозным γ-излучением на сильноточном электронном ускорителе наночастиц диоксида циркония на характер конверсии этанола. Используемые параметры γ-активации способствовали формированию более совершенной кристаллической структуры наночастиц ZrO₂. Показано, что при использовании в качестве катализатора γ-активированных наночастиц ZrO₂ выход углеводородных продуктов при конверсии этанола превышал в несколько раз выход таких же продуктов в случае использования исходных наночастиц ZrO₂. Механизм подобной конверсии этанола может быть связан с синергизмом больших ионизационных потерь Оже-электронов и воздействием высокореакционных продуктов, участвующих в гетерогенном катализе

Influence of ionizing radiation on the elemental content and structure of natural minerals

The granites of the Ukrainian crystalline shield and the Donetsk-Dnieper hollow of the Pre-Cambrian basement, discovered at a depth of 840…900 to 3420 m were irradiated on a KUT-1 linear electron accelerator with the following parameters: electron energy Е ≈ 7 MeV, average beam current I = 500 μA, temperature of the irradiated samples Т ∼ 40°С, absorbed dose Dₐᵦₛ = 10⁷ Gy. Gamma-activation analysis was used to determine the content of elements in the samples. The samples were irradiated by bremsstrahlung from the linear accelerator electron NSC KIPT with energy 23 MeV and current 500 μA. The structure and phase composition of samples were investigation by infrared spectroscopy in the frequency 400…4000 cm⁻¹. Crystal optical studies were carried out on polarizing microscope using immersion liquides. It is shown that high-energy electron irradiation of granites causes radiation-stimulated transformations in the structure and phase homogeneity of mineral. The most pronounced changes in biotites after high-energy electron irradiation of granites are manifested in a change in the color of biotite, apparently due to oxide phases Fe₂O₃ and Fe₃O₄. Considering the state of granites under radiation conditions it can be used for the immobilization and disposal of radioactive waste.Граніти Українського кристалічного щита та Донецько-Дніпровської впадини докембрійського фундаменту, виявлені на глибині від 840…900 до 3420 м, були опромінені на лінійному прискорювачі електронів КУТ-1 з такими параметрами: енергія електронів Е ≈ 7 МеВ, струмом 500 мкА. Температура опромінюваних зразків Т ∼ 40°С, поглинена доза Dпог = 10⁷ Гр. Для визначення вмісту елементів у пробах використовували гамма-активаційний аналіз. Зразки опромінювали гальмівним випромінюванням лінійного прискорювача електронів ННЦ ХФТІ з енергією 23 МеВ та струмом 500 мкА. Структуру та фазовий склад зразків досліджували методом інфрачервоної спектроскопії на частоті 400…4000 см⁻¹. Кристалооптичні дослідження проводилися на поляризаційному мікроскопі з використанням імерсійних рідин. Показано, що опромінення граніту високоенергетичними електронами викликає радіаційно-стимульовані перетворення у структурі та фазової однорідності мінералів. Найбільш виражені зміни біотиту після опромінення граніту високоенергетичними електронами проявляються у зміні забарвлення біотиту, мабуть, за рахунок оксидних фаз Fe₂O₃ та Fe₃O₄ Враховуючи стан гранітів у радіаційних умовах, його можна використовувати для іммобілізації та захоронення радіоактивних відходів

Radiation stability of natural aluminosilicates various structural types by electrons and gamma quantium

The analysis of the properties of natural aluminosilicates in the conditions of various physical loadings and thermal factors are carred out. Microcline and clinoptilolite are inorganic materials having sorption opportunities to radionuclides. It is shown that under the effects of electrons, gamma quanta and thermal factors in natural aluminosilicates of various structures take place different radioaction stimulation of transformation which can be using for future perspective developments.Проведено аналіз властивостей природних алюмосилікатів в умовах дії різних фізичних навантажень та термальних факторів. Мікроклін та кліноптилоліт ‒ неорганічні матеріали, які мають сорбційні можливості до радіонуклідів. Показано, що під впливом електронів, гамма-квантів та термальних факторів у природних алюмосилікатах різної структури виникають різноманітні радіаційно-стимульовані трансформації, які можуть бути використані для майбутніх перспективних розробок

Structural phasic characteristics of nanoparticles oxides Samarium-153 by influence gamma activation

The isotope ¹⁵³Sm (T₁/₂ = 46.3 h, E = 810 keV) which emit is both therapeutic beta and diagnostic gamma energies and it is ideal for therapy plus diagnostic application. The specific activity of ¹⁵³Sm was increased by using the Szilard-Chalmers reaction and nanoparticles Sm₂O₃ after gamma activation on LAE. It is shown that the isotope ¹⁵³Sm after gamma activation there are no radioactive impurities and no changes of chemical and phasic structure.Ізотоп ¹⁵³Sm (T₁/₂ = 46.3 год, E = 810 кеВ) являється ідеальним емітером для проведення бета-терапії та гамма-діагностики. Питома активність ¹⁵³Sm була підвищена завдяки використанню реакції Сціларда-Чалмерса та наночастинок Sm₂O₃ після гамма-активації на лінійному прискорювачі електронів. Показано, що ізотоп ¹⁵³Sm після гамма-активації не містить радіонуклідних домішок та не втрачає хімічну та фазову структури

Use of molybdenite nanoparticles for photonuclear production of technetium-99m

The possibility production of ⁹⁹Mo radioisotope with using recoil nuclei of molybdenite nanoparticles from reaction ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo was investigated. The use of thermally stable molybdenite allows solving the problem of thermal loads of high-power electron beams. The enrichment of radioactive isotopes carried out by the effect of SzilardChalmers. Molybdenite nanoparticles were irradiated by bremsstrahlung with Emax=39 MeV. The recoil nuclei of ⁹⁹Mo separated by electrolysis at low concentration. The yield of ⁹⁹Mo from extractable phase amounted 3% for size nanoparticles 350 nm.Досліджено можливість отримання радіоізотопа ⁹⁹Mo з використанням ядер віддачі наночастинок молібденіту з реакції ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo. Використання термостійкого молібденіту дозволяє вирішити проблему теплових навантажень потужних електронних пучків. Збагачення радіоактивних ізотопів здійснювалося за допомогою ефекту Сциларда-Чалмерса. Наночастки молібденіту опромінювалися гальмівним випромінюванням з Emax=39 MeV. Ядра віддачі ⁹⁹Mo були відокремлені електролізом при низькій концентрації. Вихід ⁹⁹Mo з екстрагованої фази склав ~3% для наночастинок розміром 350 нм.Исследована возможность получения радиоизотопа ⁹⁹Mo с использованием ядер отдачи наночастиц молибденита из реакции ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo. Использование термостойкого молибденита позволяет решить проблему тепловых нагрузок мощных электронных пучков. Обогащение радиоактивных изотопов осуществлялось с помощью эффекта Сциларда-Чалмерса. Наночастицы молибденита облучались тормозным излучением с Emax=39 MeV. Ядра отдачи ⁹⁹Mo были отделены электролизом при низкой концентрации. Выход ⁹⁹Mo из экстрагируемой фазы составил ~3% для наночастиц размером 350 нм

The content of natural radioactive isotopes in soil of Kharkov region

The content and migration of natural radioactive isotopes in some lot of the surface soil of the Kharkiv region have been studied by the help of low background gamma spectroscopy. The migration series of radioactive elements (Ra > U > Th) in the soil of the Kharkiv region is determined, which corresponds to the humid type of climate. A high radium mobility as respect to uranium and thorium has been found. A high correlation between ⁴⁰K vs ²³²Th was found. Therefore, as a result of low mobility of thorium, it is possible to assume that thorium and potassium enter into the composition of the mother minerals. Correlation of ¹³⁷Cs with other radioactive isotopes was not significant in the soil of the Kharkiv region. This apparently indicates specifies in that a high mobility clay minerals can sorbing of cesium.Вміст і міграція природних радіоактивних ізотопів у деяких ділянках поверхневого грунту Харківської області вивчалися за допомогою низькофонової гамма-спектроскопії. Визначена міграційна серія радіоактивних елементів (Ra > U > Th) у грунті Харківської області, що відповідає гумідному типу клімату. Виявлена висока рухливість радію по відношенню до урану і торію. Виявлена висока кореляція між ⁴⁰K vs ²³²Th, яка підтверджує, що торій і калій входять до складу материнських мінералів через низьку рухливость торію. Кореляція ¹³⁷Cs з іншими радіоактивними ізотопами не є суттєвою в грунті Харківської області. Це, мабуть, вказує на те, що високомобільні глинисті мінерали можуть сорбувати цезій.Содержание и миграция природных радиоактивных изотопов в некоторых участках поверхностной почвы Харьковской области изучались с помощью низкофоновой гамма-спектроскопии. Определена миграционная серия радиоактивных элементов (Ra > U > Th) в почве Харьковской области, что соответствует гумидному типу климата. Обнаружена высокая подвижность радия по отношению к урану и торию. Обнаружена высокая корреляция между ⁴⁰K vs ²³²Th, которая подтверждает, что торий и калий входят в состав материнских минералов из-за низкой подвижности тория. Корреляция ¹³⁷Cs с другими радиоактивными изотопами не существенна в почве Харьковской области. Это, по-видимому, указывает на то, что высокомобильные глинистые минералы могут сорбировать цезий

Antineoplastic therapy by radioactive cisplatin in experiment

The method of ¹⁹⁵mPt production on linear electron accelerators and cyclotron of NSC KIPT are described. The method of ¹⁹⁵mPt separation from the irradiated samples are developed. The methods of cisplatin synthesis with use of a radioactive isotope of ¹⁹⁵mPt are realized. Results of biological tests of radioactive cisplatin on animals are described. Our preliminary results demonstrate the feasibility of radioactive cisplatin for treatment of cancer diseases.Розглядаються способи виробництва ¹⁹⁵mPt на лінійних прискорювачах електронів і циклотроні ННЦ ХФТІ. Розроблено методи виділення ¹⁹⁵mPt з опромінених зразків. Реалізовано методи синтезу цисплатину з використанням радіоактивного ізотопу ¹⁹⁵mPt. Наведено результати біологічних випробувань радіоактивного цисплатину на тваринах. Наші попередні результати демонструють можливість використання радіоактивного цисплатину для лікування канцерогенних захворювань.Рассматриваются способы производства ¹⁹⁵mPt на линейных ускорителях электронов и циклотроне ННЦ ХФТИ. Разработаны методы выделения ¹⁹⁵mPt из облученных образцов. Реализованы методы синтеза цисплатина с использованием радиоактивного изотопа ¹⁹⁵mPt. Приведены результаты биологических испытаний радиоактивного цисплатина на животных. Наши предварительные результаты демонстрируют возможность использования радиоактивного цисплатина для лечения канцерогенных заболеваний

Imbalance of essential and toxic elements in the biosamples of patients with surface gastritis with different secretory activity

The results of the application of various nuclear physics methods (characteristic X-ray radiation, gamma-activation analysis, and X-ray fluorescence analysis) to the study of the imbalance of certain elements in various biological samples (blood, hair, gastric mucus) in patients with superficial gastritis with increased and decreased secretory activity. The detection limit ranged from 10⁻⁴…10⁻⁷ mas.% of the mass. Particular attention was paid to sample preparation and the study of the analytical capabilities of the methods. It is shown that in this pathology there is an increased content of essential elements in the hair and a significant content of conditionally toxic and toxic elements in the blood and gastric mucus.Показані результати застосування різних методів ядерної фізики (характеристичне рентгенівське випромінювання, гамма-активаційний і рентгенофлуоресцентний аналізи) для дослідження дисбалансу окремих елементів у різних біологічних зразках (кров, волосся, шлунковий слиз) у хворих на поверхневий гастрит з підвищеною та зниженою секреторною активністю. Межа виявлення елементів становила 10⁻⁴…10⁻⁷ мас.%. Особливу увагу було приділено пробопідготовці та вивченню аналітичних можливостей методів. Показано, що при даній патології спостерігається підвищений вміст ессенціальних елементів у волоссі та підвищений вміст умовно-токсичних і токсичних елементів у крові та слизу шлунка

Study of the radiochemical and thermal conversions mechanism in products of processing of grapes

The extraction of biologically active substance was carried out with help of combination of the physical factors: various conditions of temperature (40, 50, 60°С) and pressure of vacuum drying (8, 14, 16 mm Hg), and also various radiation doses by electrons with energy 12 МeV (10, 20, 40 kGy). The investigations of dynamics of definition of extract acidity and formation level of intermediate active products are carried out. It was established that the modification of properties of grape raw material depends on type of grapes, requirements of vacuum drying and radiation dose by electrons.Екстракцію біологічно активних речовин було проведено за допомогою комбінації фізичних факторів: різні режими температури (40, 50, 60°С) і тиску вакуумного сушіння (8, 14, 16 мм Hg), а також різні дози опромінення електронами з енергією 12 МеВ (10, 20, 40 кГр). Проведено дослідження динаміки кислотності екстрактів і рівня утворення проміжних активних продуктів. Показано, що зміна властивостей виноградної сировини залежить від сорту винограду, умов вакуумного сушіння і дози опромінення електронами.Экстракция биологически активных веществ была проведена с помощью комбинации физических факторов: различные режимы температуры (40, 50, 60°С) и давления вакуумной сушки (8, 14, 16 мм Hg), а также различные дозы облучения электронами с энергией 12 МэВ (10, 20, 40 кГр). Проведены исследования динамики определения кислотности экстрактов и уровня образования промежуточно-активных продуктов. Показано, что изменение свойств виноградного сырья зависит от сорта винограда, условий вакуумной сушки и дозы облучения электронами