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最新第2章 放射化学分离技术方法课件ppt

最新第2章 放射化学分离技术方法课件ppt
放射性核素的化学收率可通过测量其 活度来计算：
4）净化系数DF
净化系数又称去污系数或去污因子, 它是衡量分离过程对某种放射性杂质去 除程度的一种指标,净化系数用放射性 活度来计算可表示为:DF=A0/A 对各种干扰测定的放射性杂质的去污系 数愈高，则测定的欲分离核素放射性活 度愈可靠。一般要求DF高于1000以上。
2.4 色谱法
2.4.1 概述
色谱法又叫色层法或层析法，色 谱法是利用混合物中各组分在固定相 和流动相中亲和力的差异使各组分在 两相之间分配不同来实现彼此分离的。 所有色谱系统都包括两个相，即固定 相和流动相。
俄国植物学家Tswett于1901年发现：利用吸 附原理分离植物色素, 1906年Tswett 创立 “chromatography”—“色谱法”新名词
3）共沉淀产物纯度的提高
提高方法有：加反载体或 络合剂；控制溶液的酸度；采 用均相沉淀法；改变氧化价态； 选择适当的沉淀条件；进行多 次沉淀；洗涤沉淀。
沉淀洗涤是为了洗去沉淀 表面吸附的杂质和混在沉淀中 的母液。洗涤时要尽量减少沉 淀的溶解损失和避免形成胶体 溶液，因此需选用合适的洗涤 液。
选择洗涤液的原则是：溶解 度小而不易成胶体的沉淀，可用 蒸馏水洗涤；溶解度较大的晶形 沉淀，可用沉淀剂稀溶液洗涤。 但沉淀剂必须易在烘干和灼烧时 挥发或分解除去；溶解度较小而 又可能分散成胶体的沉淀，宜用 易挥发的电解质稀溶液洗涤.
C=A / V 单位为Bq/mL 或Bq/L。 A为放射性活度，V为体积
6）其它常用的浓度单位
一般溶液的浓度 重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数
（W / W）。重量体积百分比：100mL溶液中所含 溶质的克数（W / V）。体积百分浓度：100mL溶液 中所含原装液体试剂的毫升数。 标准溶液的浓度

第2章--放射化学分离方法讲解学习

第2章--放射化学分离方法讲解学习

1、根据平均原子量及丰度计算U的量；
2、如以g为单位，则要注意与Bq/mg对应。 解：设需要m gU3O8
[m 1003 0 U (0.99 2 1.4 7 2 0 5 .007 7.4 9 2 5.4 1 5 0 2.3 15)0/]10 3 U 8O
1B 0m q l
解之m=0.479 g
S0Ra-226=3.7×1010Bq/g=3.7×107Bq/mg
210Po：1.66×1011Bq/mg，
放射性浓度(Radioactive concentration) 放射性浓度C是指单位体积某放射性活度。 C=A/V
单位为Bq/ml 或Bq/L。
例题：配1000ml浓度为10Bq/ml标准铀溶液，需分 析纯U3O8多少克? (已知：238U、 235U、 234U的丰度分 别为：99.275%，0.720%，0.0054%；比活度S0分别 为：12.4Bq/mg，79.4Bq/mg，2.3×105Bq/mg；U的 平均匀原子量为237.98，O的平均匀原子量为16)
特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核 素的百分数（该物质中可能有多种放射性核素，只针 对某一种放射性核素而言）。
比活度(Specific activity) 单位质量的某种放射性物质的放射性活度。
S=A/(mA+m) 对于无载体的纯放射性核素，
S0=K/MT
S0该放射性核素的一个特征常数，比活度的单位为
反载体Anti-carrier：
为了减少分离过程对杂质核素的载带，在加入被分 离核素和载体之外，还必须加入这些杂质核素的稳定 同位素或化学类似物，以减少它们对被分离核素和器 皿的污染，即起反载带作用，这类稳定同们素或化学 类似物就称为反载体或抑制体。

放射化学ppt课件

放射化学ppt课件

放射免疫治疗
利用放射性核素标记的抗体与 肿瘤细胞结合，通过释放射线 杀伤肿瘤细胞。
放射性粒子植入治疗
将放射性粒子植入肿瘤组织中 ，通过释放射线杀伤肿瘤细胞
。
05
放射化学的未来展望
新型放射性核素的研究与应用
总结词
随着科技的发展，新型放射性核素的研究与应用成为放射化学领域的重要发展方 向。
详细描述
科学家们正在研究新型放射性核素，这些核素具有独特的物理和化学性质，能够 用于医疗、能源、环保等领域。例如，一些新型放射性核素可以用于肿瘤的诊断 和治疗，具有更高的疗效和更低的副作用。
放射化学的发展历程
早期研究
放射化学的早期研究主要集中在 天然放射性物质的发现和性质研
究。
二战推动
第二次世界大战期间，放射化学在 核武器和核能的研究与应用方面发 挥了关键作用。
现代发展
随着科技的发展，放射化学在医学 、能源和环境科学等领域的应用越 来越广泛，推动了该领域的持续发 展。
02
放射性核素与辐射
放射化学在环境保护和能源领域的应用
总结词
放射化学在环境保护和能源领域的应用具有广阔的前景。
详细描述
利用放射性物质的特性，可以开发出高效的环境污染治理技术和能源利用技术。例如，利用放射性物 质的辐射特性，可以开发出新型的污水处理技术和固体废物处理技术；利用放射性核素的能量特性， 可以开发出高效、安全、环保的核能发电技术。
辐射防护的基本原则是采取适当 的措施，尽可能地减少或避免辐 射对人类和环境的危害。具体措 施包括控制辐射源、屏蔽防护、
个人防护等。
辐射防护标准
根据不同的应用领域和实际情况 ，制定相应的辐射防护标准。这 些标准规定了可接受的辐射剂量 上限和防护要求，以确保人员的

南华大学《放射化学》第2章 放射化学分离方法

南华大学《放射化学》第2章 放射化学分离方法
利用微量物质随常量物质一起生成沉淀现象来 进行分离、浓集和纯化微量物质的一种方法。 早期研究共沉淀规律的有哈恩、赫洛宾等，其
中亨德森和克雷克西提出了一个公式。
x
y
Dx0 x
y0 y
式中： x0、x—微量组分在体系和晶体中的量；
y 0、y—常量组分在体系和晶体中的量；
D—结晶系数
2.1.2 放射化学分离中常用的指标
某一物质M在不相溶的两相中达 分配系数D
到分配平衡即在相中的浓度
不再变化时，它分别在两相中 的表观浓度之比。
M D M
如131I在水和CCl4中的分配。
核科学技术学院
明德博学 求是致远
2.1.2 放射化学分离中常用的指标
分离系数α
A
2.2 共沉淀法 ——分离技术与条件选择
共沉淀产物纯度的提高 加反载体或络合剂 控制溶液的酸度 采用均相沉淀法 选择适当的沉淀条件 进行多次沉淀 洗涤沉淀
改变氧化价态
核科学技术学院
明德博学 求是致远
2.2 共沉淀法——应用
环境和生物样品的放射化学分析
净化放射性废水和沾污的饮水
核科学技术学院
?只加入一种价态的同位素载体然后通过氧化还原反应使载体与欲分离核素的价态趋于一致核科学技术学院明德博学求是致远?加反载体或络合剂?控制溶液的酸度?采用均相沉淀法?改变氧化价态22共沉淀法分离技术与条件选择共沉淀产物纯度的提高?选择适当的沉淀条件?进行多次沉淀?洗涤沉淀核科学技术学院明德博学求是致远22共沉淀法应用?环境和生物样品的放射化学分析?净化放射性废水和沾污的饮水核科学技术学院明德博学求是致远22共沉淀法应用核科学技术学院明德博学求是致远23溶剂萃取法优点缺点?方法简便分离速度快适用于短寿命放射性核素的分离?选择性好回收率高可用于制备无载体的源?设备简单操作方便易于自动化?可供选择的萃取剂多等有机物的毒性易挥发性及易燃性等核科学技术学院明德博学求是致远23溶剂萃取法涉及的一些概念萃取剂通常把有机相中能将处于水相中的欲萃取物质转移到有机相的有机试剂叫做萃取剂

放射化学分离方法

放射化学分离方法

《放射化学》
三、萃取色谱法
《放射化学》
三、萃取色谱法
基本原理：与液液萃取相似，基于分析质在互不相溶的两相 中的分配比不同而达到分离的，由固定相和流动相组成。
《放射化学》
三、萃取色谱法
优点：此法又为固相萃取，SPE。可选择的萃取剂品种 多，流动相选择范围广，操作简便，费用低廉（效率 高，萃取剂耗量少）。
《放射化学》
三、萃取色谱法 实例：用叔胺N-235为固定相，Kel-F(聚三氟乙烯)为支撑 体，测定生物样品的239Pu。
2 样品 干法灰化 硝酸溶解 Pu (VI ) NaNO
M HNO 3， 10 M HCl Pu ( IV ) 过柱 浓于固定相 8 分别洗涤一次（去杂）
表示放射性杂质（B）对所需放射性核素（A）沾污程度在 分离前后的变化。
《放射化学》
一、放射化学分离的特点 回收率 R：
R
Qi Qi0
表示分离过程的效果，即有多少被分离出来，如果再乘以 100%则表示为回收百分率。一般根据组分的复杂程度和分 离方法的复杂程度要求有所不通。
《放射化学》
一、放射化学分离的特点 放射性物质纯度及其鉴定 放射化学纯度： 是对所需放射性核素所存在的化学状态有所要求。其定义为： 在样品的总放射性活度中，处于特定化学状态的某核素的放射 性活度所占百分比。如32P-磷酸二氢钠的放射化学纯度为 99%，是指以32P-磷酸二氢钠状态存在的32P的放射性活度占样 品总放射性活度的99%以上，其他化学状态存在的32P只占1%。
MHNO3 0.4 MH 2C 2O4 2 洗脱Pu（IV） 电沉积 制源 测量。
回收率85%，检测限0.02Bq/kg 鲜样。

放射化学基础-第3章

放射化学基础-第3章

特点：选择性差，但浓集效果好， 常用于废水的处理。
（3）有机共沉淀法 形成难溶性正盐有机化合物: Na[B(C6H5)4] + Cs+ Cs[B(C6H5)4] + Na+
特点:生成的难溶化合物溶解度小，所以浓集效果
好。 形成难溶性螯合物: -亚硝基--奈酚与铀形成难溶性的金属螯合物 特点:化合物离子半径大，表面电荷密度小，所以不 易吸附杂质，分离效果好。
极性是指一根共价键或一个共价分子中电荷分布的不均 匀性。电荷分离程度（不均匀）越大，极性越大 。
萃取也是一种异相化学反应，一般萃取速度 比离子交换反应快得多。通常要经历五步： ①金属离子Mn+从水相内迁移到与之相邻的有机 相的界面上； ②有机相中萃取剂从有机相内迁移到与之相邻的 水相界面上； ③萃取剂分子通过两相界面进入水相； ④萃取剂分子与金属发生反应形成萃合物； ⑤萃合物通过两相界面进入有机相。
能从大量样品中浓集及分离微量物质的特点， 使它成为提取和分离放射性核素一个很重要的方法。 此方法解决了裂变产物、稀土元素 和超铀元素分离等一系列化学分离的难题。
1.离子交换剂 一种能与水溶液中的离子发生离子交换反应 的不溶性固体物质。
在化学结构上，离子交换剂由骨架（基体）和官能团 组成。官能团由固定离子和反离子组成。
pH = 910，备用。
（2）装柱 （3）吸附 （4）洗涤 （5）洗脱（淋洗或解吸）
优点: (a) 选择性高，分离效果好 (b) 化学回收率高 (c) 应用范围广，适应性强 (d) 设备简单，操作方便 (e) 离子交换剂种类多，便于选用
缺点： (a) 分离操作时间较长 (b) 离子交换剂的交换容量小 (c) 不适于强放射性物质的分离

放射性物质的分离方法


3.加入表面活性剂减少放射性核素在沉淀上的吸附。如溶
液中加人中性红，65Zn随CdS共沉淀的量仅为原来的三分
之一。 4.均相沉淀。使沉淀剂离子在溶液中逐渐形成，可以减少 沉淀对其它离子的吸附。
二、溶剂萃取法
溶剂萃取是将一种包含萃取剂及稀释剂的有机相，与 含一种或几种溶质的水溶液相混合，当两种不混溶或混溶 程度不大时，一种或若干种溶质进入有机相。稀释剂用于 改善有机相的某些物理性质，如降低比重，减少黏度，降 低萃取剂在水相中的溶解度，有利于两相流动和分开。有 时在有机相中加添加剂，用于消除某些萃取过程中形成的 第三相，抑制乳化现象。
当所需要溶质从水相转入有机相以后，在改变实验条
件下，也可以使它从有机相转到水相，这一过程为反萃取。
（一）、萃取过程中的分配关系
1．分配定律 当温度一定时，一种物质在两种互不相溶的溶剂中溶 解平衡后，物质在这两种溶剂中的浓度之比为一常数。这 就是著名的能斯特分配定橄，用公式表示即为： c1/c2 = K 式中c1—溶质在溶剂1中的平衡浓度， c2—溶质在溶剂2中的平衡浓度； K—分配常数。
放射性物质的分离方法
姓名：李书琼 学号：S081364 专业：无机化学
学院：化学学院
• • • • •
共沉淀法 溶剂萃取法 离子交换法 色层法 其它分离方法
蒸馏法 电化学分离法 同位素交换法 快化学分离法
一、共沉淀法
共沉淀的原理 ：
微量的放射性核素以离子状态存在于溶液中时，由于
浓度很低，常不能形成独立的固相，要使它从溶液中分离
例如从铀的裂变产物中分离140Ba时，向试样中加人Ba 载体，用盐酸一乙醚混合试剂、使Ba沉淀为BaCI2.H2O而 与大部分杂质分离。然后将沉淀溶于水中，加人FeCl3,用 氨水使Fe3+沉淀为Fe(OH)3,进一步除去杂质。上述净化操 作重复一次，再将Ba沉淀为BaCl2 .H2O.然后再用水溶解 沉淀，加人LaCl3,用氨水使La3+沉淀为La(OH)3以除去 Fe(OH)3未能净化掉的杂质，即可得到很纯的Ba试样。 常用的净化载体有Fe (OH)3, Th (OH)4, BaSO4 ， BaCO3

9放射化学分离方法


12
提高共沉淀产物的纯度
• • • • • • • 加反载体或络合剂 控制溶液的酸度 采用均相沉淀法 改变氧化价态 选择适当的沉淀条件 多次沉淀 洗涤沉淀
13
共沉淀法的应用
• 是目前分离和富集微量放射性物质的常用方法 之一 • 特别用在环境和生物样品的放化分析，如60Co 的分析 • 净化放射性废水和沾污的饮用水 • 药物促排，如亚铁氰化物共沉淀促排体内的 137Cs
若D=5,R=1 时, 一次萃取率E = 83%;三次总萃取率E =99.5%
多次萃取时 萃取率E计算
D
cO cW

(m0 m1 ) / VO m1 / VW
VW 一次萃取：m1 m0 ( ) DVO VW
VW 萃取n次: mn m0 ( )n DVO VW
m0 mn E= 100% m0
单位体积内某物质的放射性活度
c A /V
3
放射化学分离中的概念和指标
• 分配系数distribution coefficient，现多用分配比
M 1 D M 2
• 分离系数separation coefficient
A1 /A2 α B1 /B2
DA α DB
m2 = 20.0( 20.0 )2 = 0.145 mg 43 5.0 + 20.0
20.0 - 0.145 E= = 99% 20.0
在实验室操作条件下，常选择相比为0.5～2，萃取次数1～3次
21
9.3.2 重要的萃取剂
1. 惰性萃取剂：CCl4、CH3Cl3、苯等，属简单分子萃取
2. 中性含氧萃取剂：酮、醚、醇、醛类等，离子缔合反应 C2H5
7
吸附共沉淀法

第二章放射化学分离方法


2、化学分离前的预处理
为了从固体混合物中得到单一组分物质 ，通常要先将其溶解或分解、熔融、 浸出等转变为溶液状态，最后才进行 化学分离，因此把在化学分离之前将 固体混合物处理成溶液这一过程称为 化学分离前的预处理。
溶解法
采用适当的溶剂将物质制成溶液的方法称 为溶解，该方法比较简单快速。 常用溶剂： 水 酸（盐酸，硝酸，硫酸，磷酸等） 碱（氢氧化钠，氢氧化钾）
就变成原料和产品。 若α接近于1，表示两者难于分离，其分离程 度很差，反之α值远离于1，表示两者易于分 离，其分离程度很好。
化学回收率
• 化学回收率也称为化学产率（ Y）是衡量
分离过程中欲分离核素回收效率的指标。 对放射性核素进行放射化学分离时，表示 分离纯化后得到的载体量与分离前加入的 载体量之比。
A0、A分别为原始物料和制品中某种杂质的 放射性活度。
在放射化学分离中，DF的计算一般不考虑化学收率， 直接按照上述后两个式子进行计算即可。显然，对各 种干扰测定的放射性杂质的去污因子越高，则测定的 欲分离核素放射性活度值越可靠，一般要求DF高于 103以上。对于微量核素的分离有时去污因子高大106-8
载体分类
同位素载体：载体一般用放射性核素的稳 定同位素(如在分离放射性核素131I时，加入 127I) 。
非同位素载体：对于一些没有稳定同位素 的放射性元素，只能使用性质极相似的 元素的稳定同位素组载体，一般用同族 元素（如在分离Ra时，加入Ba ）。
载体的配置与加入
一般用重量法进行载体溶液的配制。 每次实验加入的载体量不能过多，否 则会降低最终产品的比活度，增加放 射性测量的自吸收。所以，通常加入 量为10-20mg为宜。
第二章 放射化学分离方法
放射化学分离的重要性

放射性物质的分离方法PPT43页


39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
放射性物质的分离方法
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
3我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
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表示1ml标准溶液相当于待测物质的毫克数。
铀的容量法分析中，T U NH 4VO3
—标准钒酸铵溶液对铀
的滴定度(mg·ml-1 )。
1.10 分配系数 D 某一物质M在不相溶的两相中达到分配平衡即在两
相中的浓度不再变化时，它分别在两相中的表观浓度 之比。
D
M M
A mA
AmA6.021023
M
ln2 0.693
TT
s0
6.0210230.693 MT
1g任何放射 :S0 性 M K核 T B 素 g q
k值：S/60→min/60→h/24→d/365→a
例：某单位有一个226Ra放射源，该源的放射性物 质为Ba(226Ra)CO3，其活度为3700Bq，质量为1.0g。 问该源的放射性核素质量为多少？稳定物质的质量为 多少？
单位为Bq/ml 或Bq/L。
例题：配1000ml浓度为10Bq/ml标准铀溶液，需分 析纯U3O8多少克? (已知：238U、 235U、 234U的丰度分 别为：99.275%，0.720%，0.0054%；比活度S0分别 为：12.4Bq/mg，79.4Bq/mg，2.3×105Bq/mg；U的 平均匀原子量为237.98，O的平均匀原子量为16)
S 0 U 2 3 6 .8 0 1 2 2 M 0 3 0 .6 1 9 T 1 3 3 0 2 1 .3 4 3 .4 1 2 1 8 1 6 3 0 9 0 1 8 .4 B 2 m
S0,Ra226
Nln2mL1
m T12 M m
0.6936.0210231 3.71010 1602365243600226
解：1L水样重为1000g，水样中的3H活度为：
A a 2 m L ln 2
M
T1 2
5 2 1000 6 .02 10 23 10 18 18
ln 21ຫໍສະໝຸດ .33 365 24 36000 .596 Bq
C A 0 .596 0 .596 Bq / L V1
其它常用的浓度单位 一般溶液的浓度
Bq g
S0,Rn222
N
m
ln2mL1 T12 M m
0.6936.021023 3.82243600222
5.71015
Bq g
S0,Rn220
N
m
ln2mL1 T12 M m
0.6936.021023 55.6220
13.41019
Bq g
1.9放射性浓度 放射性浓度C是指单位体积某放射性活度。 C=A/V
重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数 （W/W）。 重量体积百分比：100ml溶液中所含溶质的克数 （W/V）。
体积百分浓度：100ml溶液中所含原装液体试剂的 毫升数。
标准溶液的浓度 当量浓度（N）：表示1升溶液中所含溶质的克当
量数。 摩尔浓度（M）：表示1升溶液中所含溶质的摩尔
数。
滴定度（T）：
关于放射化学分离 方法
已发现了112种元素，2800余种核素，271种是稳 定的，其余的都是放射性的。
放射性核素通常与其母体、其它子体以及其它放射 性核素共存，要得到某种放射性核素就必须进行一些 分离。
常用的分离方法有：沉淀法、溶剂萃取法、色谱法 等。
1 放射化学分离中涉及的若干概念
1.1放射性 某些核素自发放出粒子或射线，或在轨道电子俘获
特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核 素的百分数（该物质中可能有多种放射性核素，只针 对某一种放射性核素而言）。
1.8 比活度 单位质量的某种放射性物质的放射性活度。
S=A/(mA+m) 对于无载体的纯放射性核素，
S0=K/MT
S0该放射性核素的一个特征常数，比活度的单位为
Bq/g。
S0
1、根据平均原子量及丰度计算U的量；
2、如以g为单位，则要注意与Bq/mg对应。
解：设需要m gU3O8
[m 1000 3U (0.9927512.40.007279.45.41052.3105)]/1000 3U8O
10B qm l M0.479g
氚单位TU：表示每1018个氢原子中有一个氚原子。 某环境水样，经分析其浓度为5 TU/L，用Bq/L表示为多 少？
后放出射线，或发生自发裂变的性质。
1.2 放射性元素 具有放射性的化学元素。
1.3 放射性核素 某种元素中发生放射性衰变的核素。放射性核素按
其来源有天然放射性核素和人工核素之分。
1.4载体 载体是以适当的数量载带某种微量物质共同参与某
化学或物理过程的另一种物质。 载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放
1.6 放射性核素纯度
放射性核素纯度也称放射性纯度，指在含有某种 特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物 质中总放射性活度的比值。（该物质中可能有多种放 射性核素，放射性核素纯度只与其中放射性杂质的量 有关，而与非放射性杂质的量无关）。
1.7 放射化学纯度 简称放化纯度，指在一种放射性样品中，以某种
226Ra的质量为：1.0×10-7g，
稳定物质质量为：1.0-1.0×10-7=1.0g。
例：计算1g下列放射性核素的 S 0 ：226Ra、210Po、
238U、222Rn、 220Rn、 219Rn。单位（Bq/g）
238U：T1/2=4.468×109a 226Ra：T1/2=1602a 220Rn：T1/2=55.6s 222Rn：T1/2=3.82d
1.5 反载体
为了减少分离过程对杂质核素的载带，在加入被分 离核素和载体之外，还必须加入这些杂质核素的稳定 同位素或化学类似物，以减少它们对被分离核素和器 皿的污染，即起反载带作用，这类稳定同们素或化学 类似物就称为反载体或抑制体。
用MnO2从95Zr-95Nb体系中吸附95Nb时，加入稳定 的Zr。
射性物质一起被分离出来。
载体有两类：同位素载体、非同位素载体。 分离226Ra加入Ba，127I对131I，1H对3H等。
稳定同位素的可溶性盐类作载体 89Sr、90Sr用SrCl2；137Cs用CsCl
没有稳定同位素的放射性核素，应用化学性质相似 的稳定元素的盐类作载体。
147Pm—Nd(NO3)3；99Tc—NH4ReO4 载体溶液的浓度一般10mg元素/ml，加入10~20mg。