示蹤原理和技術(shù)

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1、第一節(jié)放射性同位素示蹤法的基本原理第二節(jié)放射性同位素示蹤試驗(yàn)的設(shè)計(jì)第三節(jié)放射性測(cè)量樣品的采集和制備第四節(jié)放射性污染的去除第五節(jié)放射性廢物的處理第二章放射性同位素示蹤法放射性同位素示蹤法是指借助示蹤原子去追蹤該元素或其“標(biāo)記”化合物在生物有機(jī)體（試驗(yàn)體系）內(nèi)的去向和途徑，研究生物體內(nèi)物質(zhì)代謝的規(guī)律、作用機(jī)理和作用部位等的方法。第一節(jié)基本原理一、基本依據(jù)及特點(diǎn)（一）依據(jù)1、一種元素的同位素具有化學(xué)性質(zhì)的一致性。2、放射性同位素在物理性質(zhì)上射線的可測(cè)性。（二）放射性同位素示蹤法的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)（1）靈敏度高：可測(cè)10-18~10-1

2、4g（2）可以在正常的生理?xiàng)l件下進(jìn)行研究（3）易于分辨原有的和實(shí)驗(yàn)加入的原子（4）實(shí)驗(yàn)操作手續(xù)簡(jiǎn)便（5）一種不可替代的研究手段農(nóng)藥中土壤中的結(jié)合殘留：即用極性與非極性溶劑連續(xù)地徹底地抽提后仍然殘留于土壤中的部分。有機(jī)磷農(nóng)藥一直被認(rèn)為是在土壤中非殘留性農(nóng)藥，但應(yīng)用14C-1605等標(biāo)記農(nóng)藥施用于土壤（濃度為1ppm),28天后取土樣，經(jīng)不同溶劑系統(tǒng)連續(xù)多次地徹底抽提，分別測(cè)定抽提出的量及殘留于土壤中的量，結(jié)果表明：有機(jī)磷農(nóng)藥是殘留性的。E.TobyKiersetal.Reciprocalrewardsstabilizecoop

3、erationinthemycorrhizalsymbiosis.Science,2011,330:880-8822、局限性（1）放射性示蹤劑有放射性。（2）有的元素沒有合適的放射性同位素可供示蹤實(shí)驗(yàn)。（例：氮元素，12-18N，13N：9.96min）(3)需特殊的儀器，工作人員必須經(jīng)培訓(xùn)。二、放射性同位素示蹤法的應(yīng)用類型1、研究物質(zhì)被生物體吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)，以及在生物體內(nèi)的積累、合成和分解等新陳代謝過程。2、利用示蹤劑與被追蹤物質(zhì)的物理混合，達(dá)到示蹤的目的。3、純粹利用放射性達(dá)到示蹤目的。昆蟲的遷飛規(guī)律第二節(jié)放射性同位素示蹤試

4、驗(yàn)設(shè)計(jì)一、基本工作程序1、按試驗(yàn)研究的目的和任務(wù)擬定試驗(yàn)計(jì)劃和方案；2、示蹤劑的準(zhǔn)備；3、供試客體的準(zhǔn)備和管理；4、示蹤劑的引入方法；舉例5、試樣的采集和固定；6、試樣的制備或目的物的分離提??；7、試樣的放射性測(cè)量；8、測(cè)量數(shù)據(jù)的處理；9、結(jié)果的分析和報(bào)告；10、清量試驗(yàn)中的用具和廢物處理。土壤微生物對(duì)植物吸收89Sr的影響百喜草二、放射性示蹤試驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）應(yīng)考慮的因素1、同位素效應(yīng)同位素間因原子質(zhì)量的差異，往往會(huì)出現(xiàn)理化性質(zhì)或表現(xiàn)行為的差異，對(duì)反應(yīng)過程產(chǎn)生影響，我們把這種差異及影響稱作同位素效應(yīng)。對(duì)于一些輕元素同位素因其相

5、對(duì)質(zhì)量差異比較大，所以同位素效應(yīng)明顯，反映在同位素的擴(kuò)散速度及參與化學(xué)反應(yīng)的速度上。例如，已證明小球藻從培養(yǎng)液中攝取氘的速度遠(yuǎn)低于氕，重水對(duì)生物體甚至有毒害作用，能阻止細(xì)胞分裂。2、放射性效應(yīng)在使用放射性同位素的示蹤試驗(yàn)中引入生物體的放射性同位素就是一個(gè)內(nèi)照射源，會(huì)造成一定的生物學(xué)效應(yīng)?？捎靡韵聝煞N方法檢查試驗(yàn)中有無放射性效應(yīng)：（1）以穩(wěn)定同位素作對(duì)照；（2）不同劑量的放射性同位素作對(duì)照。3、同位素交換效應(yīng)同位素的交換效應(yīng)是在一定條件下經(jīng)常進(jìn)行的反應(yīng)，它可以發(fā)生在液體與固體之間、固體與氣體之間等。4、選擇合適的標(biāo)記位置區(qū)別標(biāo)

6、記原子及標(biāo)記化合物。有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉硫磷的分子結(jié)構(gòu)式PCH3OCH3OSSCHCHCOOC2H5COOC2H5去甲基作用酯鍵的水解作用（二）放射性示蹤劑的選擇1、半衰期一般試驗(yàn)周期較短的，選用半衰期較短的核素作示蹤劑；試驗(yàn)周期長(zhǎng)的則選半衰期長(zhǎng)的核素。2、射線類別一般選用放出β射線的核素。3、射線能量常用放射性核素的性質(zhì)：核素半衰期β射線最大能量32P14.3d1.71MeV86Rb18.7d1.73MeV14C5730y0.155MeV35S87.1d0.167MeV3H12.3y0.018MeV三、示蹤劑用量的估算確定示蹤劑

7、用量的二個(gè)基本原則：（1）在試驗(yàn)終了時(shí)制得的測(cè)樣，其計(jì)數(shù)率要高于本底計(jì)數(shù)率的兩倍。（2）示蹤劑用量盡控制最小。稀釋倍數(shù)（D）的估算可采用逆推法：（1）示蹤劑在生物體內(nèi)的稀釋程度；（2）示蹤劑在生物體內(nèi)分布的不均勻性；（3）生物體對(duì)示蹤劑的利用率；（4）測(cè)量?jī)x器的計(jì)數(shù)效率；（5）時(shí)間因素。示蹤劑用量估算舉例：用32P研究早稻植株從插秧到孕穗期，對(duì)土壤中磷的吸收及其在植株各器官中的分布。試驗(yàn)用盆栽，試驗(yàn)開始時(shí)將32P標(biāo)記肥料引入土壤，并均勻混合。從插秧到制樣測(cè)量約40天；采樣時(shí)每盆樣品的干重100克，測(cè)樣質(zhì)量為100mg；磷在植

8、株各器官內(nèi)分布差異高低達(dá)5倍。假設(shè)水稻對(duì)磷的利用率為10%,測(cè)量?jī)x器的計(jì)數(shù)效率為10%，本低為15cpm。在孕穗期一次性取樣，求試驗(yàn)開始時(shí)每盆土壤中需引入32P的量。解：（1）本底為15cpm,計(jì)數(shù)率高于兩倍本底，即100mg樣品中不包括本底在內(nèi)的計(jì)數(shù)率應(yīng)為：15cpm×2=30cpm;(