Epr Investigation of Gamma-irradiated Hydrochlorothiazide Medicine Samples

कल्पना कीजिए कि आपके पास हाइड्रोक्लोरोथियाज़ाइड (HCTZ) नामक एक दवा की बोतल है, जो उच्च रक्तचाप के लिए एक सामान्य गोली है। अब, कल्पना कीजिए कि आप इसे अदृश्य गामा किरणों से प्रहार करते हैं, वही ऊर्जा जिसका उपयोग चिकित्सा उपकरणों को स्टरलाइज़ करने के लिए किया जाता है। गोली के अंदर क्या होता है? क्या यह बस वहीं पड़ी रहती है, या यह चिल्लाने लगती है?

इस अध्ययन के अनुसार, गोली एक बहुत ही विशिष्ट तरीके से चिल्लाती है जिसे वैज्ञानिक एक विशेष मशीन के माध्यम से सुन सकते हैं जिसे EPR स्पेक्ट्रोमीटर कहा जाता है।

तूफान से पहले की शांति
गामा किरणों के टकराने से पहले, दवा पूरी तरह से शांत होती है। यदि आप एक सामान्य, बिना विकिरण वाली गोली की ओर EPR मशीन apunt करते हैं, तो यह कुछ नहीं सुनती। यह एक शांत पुस्तकालय की तरह है। लेकिन जैसे ही शोधकर्ता नमूने पर विकिरण डालते हैं, वह "फ्री रेडिकल्स" (मुक्त कणों) नामक छोटे, अदृश्य संदेशवाहकों के समूह में बदल जाती है। ये वे परमाणु हैं जिन्होंने एक इलेक्ट्रॉन खो दिया है और अब एक चुंबकीय व्यक्तित्व के साथ घूम रहे हैं।

"गाने वाला" संकेत
शोधकर्ताओं ने दवा को 2 से 25 kGy (किलोग्रे) की खुराक के साथ ज़ैप किया। जैसे-जैसे उन्होंने विकिरण का डायल बढ़ाया, "गीत" तेज़ होता गया। मशीन ने एक संकेत पकड़ा जो बढ़ता गया जैसे-जैसे गोली को अधिक विकिरण प्राप्त हुआ। यह जादू का खेल है: गीत जितना तेज़ होगा, खुराक उतनी ही अधिक होगी।

वैज्ञानिकों ने इस गीत के आकार को ध्यान से सुना। यह कोई अव्यवस्थित शोर नहीं था; यह पाँच स्पष्ट रेखाओं वाला एक बहुत ही विशिष्ट पैटर्न था, जैसे कि एक संगीतमय कॉर्ड (chord)। कंप्यूटर पर इस कॉर्ड का अनुकरण करके, उन्होंने पता लगाया कि वास्तव में कौन गा रहा है। उनका मानना है कि "गायक" गोली की आणविक संरचना में एक प्रोटॉन है, जो अनपेयर्ड इलेक्ट्रॉन (unpaired electron) के साथ परस्पर क्रिया कर रहा है। इलेक्ट्रॉन आगे-पीछे नाच रहा है, जो एक स्थिर, पांच-रेखा वाला पैटर्न बनाता है जो एक विशिष्ट प्रोटॉन हाइपरफाइन कपलिंग स्थिरांक, जिसे $a_H$ द्वारा दर्शाया जाता है, द्वारा विशेषता रखता है।

"वॉल्यूम नॉब" परीक्षण
यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह संकेत वास्तविक था और केवल कोई त्रुटि नहीं, टीम ने उनकी मशीन के "वॉल्यूम नॉब" (माइक्रोवेव पावर) के साथ प्रयोग किया। उन्होंने इसे 0.1 mW से 12 mW तक बढ़ाया। संकेत लगातार तेज़ होता गया, ठीक वैसे ही जैसे आप रेडियो स्टेशन का वॉल्यूम बढ़ाने पर उम्मीद करते हैं। इसने पुष्टि की कि संकेत ठोस था।

"वॉल्यूम बनाम डोज़" मानचित्र
बड़ा सवाल यह था: क्या हम इस गाती हुई गोली का उपयोग यह मापने के लिए कर सकते हैं कि उसे कितनी विकिरण मिली? टीम ने संकेत की ताकत को विकिरण की खुराक के विरुद्ध प्लॉट किया। उन्होंने डेटा को विभिन्न गणितीय आकारों में फिट करने का प्रयास किया: एक सीधी रेखा, एक वक्र (curve), और एक लघुगणकीय वक्र (logarithmic curve)। सबसे अच्छा फिट एक लघुगणकीय वक्रीय (एक विशिष्ट प्रकार का मोड़) था, जिसका मिलान स्कोर $R^2$ का 0.9916 बहुत उच्च था। यह सुझाव देता है कि यदि आपको ऐसी गोली मिलती है जिसे विकिरण दिया गया है, तो आप उसके गीत को सुनकर प्राप्त खुराक की गणना कर सकते हैं। यह एक ऐसी गोली की तरह है जो अपने स्वयं के इतिहास को याद रखती है।

"धुंधला होने" की समस्या
हालाँकि, एक पेंच है। गीत हमेशा के लिए नहीं रहता। शोधकर्ताओं ने 172 दिनों तक एक नमूने को सुना। संकेत शुरू में मजबूत था लेकिन समय के साथ धीरे-धीरे शांत होता गया, जैसे रेडियो स्टेशन की बैटरी खत्म होने पर होता है। लेखकों का सुझाव है कि सबसे सटीक रीडिंग प्राप्त करने के लिए, आपको गोली को ज़ैप किए जाने के पहले एक या दो दिनों के भीतर मापना चाहिए। यदि आप बहुत देर तक प्रतीक्षा करते हैं, तो गीत फीका पड़ जाता है, और स्मृति धुंधली हो जाती है।

"गर्म और ठंडा" आश्चर्य
टीम ने अलग-अलग तापमानों पर गोली का परीक्षण भी किया, जो अत्यधिक ठंड (123 K) से लेकर अत्यधिक गर्मी (423 K) तक था।

• ठंडे छोर पर: संकेत सामान्य रूप से व्यवहार करता था, ठंडा होने पर थोड़ा मजबूत होता गया, ठीक वैसे ही जैसे एक ठंडे कमरे में भीड़ उत्साहित हो जाती है (एक नियम का पालन करते हुए जिसे क्यूरी का नियम कहा जाता है)।
• गर्म छोर पर: कुछ अजीब हुआ। जैसे ही उन्होंने गोली को 323 K से ऊपर गर्म किया, संकेत केवल फीका नहीं पड़ा; यह वास्तव में तेज़ हो गया! ऐसा लग रहा था जैसे गर्मी ने गायकों के एक दूसरे समूह को जगा दिया था जो सो रहे थे। जब उन्होंने गोली को वापस ठंडा किया, तो ये नए गायक गाना बंद नहीं कर पाए। संकेत पहले की तुलना में अधिक तेज़ रहा। यह सुझाव देता है कि गोली को गर्म करने से नए रेडिकल्स पैदा होते हैं जो क्रिस्टल संरचना में फंस जाते हैं, जिससे गोली की "आवाज़" स्थायी रूप से बदल जाती है।

निर्णय
तो, क्या यह दवा एक आदर्श विकिरण डिटेक्टर है? पेपर सुझाव देता है कि यह एक बहुत ही आशाजनक उम्मीदवार है। इसमें एक स्पष्ट "ऑन" स्विच (विकिरण से पहले कोई संकेत नहीं), एक स्पष्ट "वॉल्यूम" (जो खुराक से मेल खाता है), और एक विशिष्ट "आवाज़" है जिसे वैज्ञानिक पहचान सकते हैं। लेकिन, यह अभी भी पूर्ण नहीं है। संकेत समय के साथ फीका पड़ जाता है, और इसे गर्म करने से इसका गीत पूरी तरह से बदल जाता है।

लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि हालांकि हाइड्रोक्लोरोथाइज़ाइड एक सॉलिड-स्टेट डोज़ीमीटर (विकिरण मापने का उपकरण) के रूप में बहुत बड़ी क्षमता दिखाता है, हमें संकेत के फीके पड़ने से पहले जल्दी मापने की आवश्यकता है, और हमें इसे गर्म करने में सावधानी बरतनी चाहिए, अन्यथा यह पूरी तरह से अलग धुन गाना शुरू कर सकता है। यह एक आकर्षक खोज है, लेकिन बड़े मंच पर आने से पहले इसे अभी भी थोड़े ट्यूनिंग की आवश्यकता है।