《同位素示蹤技術(shù)》PPT課件

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1、第3章同位素示蹤技術(shù)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)齊孟文第3章同位素示蹤技術(shù)同位素示蹤通過(guò)同位素標(biāo)記核素或同位素標(biāo)記化合物跟蹤研究相關(guān)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其規(guī)律的一種研究方法?！?.1同位素示蹤的基本依據(jù)和特點(diǎn)依據(jù)放射性同位素元素的同位素具有1)化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)同一的示蹤性2)物理性質(zhì)差異的可探測(cè)性穩(wěn)定性同位素元素的同位素具有1)化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)同一的示蹤性2)物理性質(zhì)差異的可探測(cè)性3)同位素的天然組成恒定在水文、地理及生物學(xué)中，相關(guān)周期表中的同位素要覽。點(diǎn)擊黃色標(biāo)注的元素，即可鏈接到相應(yīng)網(wǎng)頁(yè)，可獲得關(guān)于其特性及應(yīng)用的簡(jiǎn)要說(shuō)明。LINK：US

2、GS（U.S.GeologicalSurvey）特點(diǎn)放射性1.測(cè)量靈敏度高活度檢測(cè)限Amin=1Bq,相應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量檢測(cè)限10-12～10-17g2.能與內(nèi)源物質(zhì)相區(qū)分，可在生理穩(wěn)恒條件進(jìn)行代謝研究。3.樣品制備及測(cè)定簡(jiǎn)便。4.結(jié)合顯影或顯像技術(shù)可進(jìn)行定位定量或半定量測(cè)定。穩(wěn)定性1.現(xiàn)代質(zhì)譜核素豐度測(cè)定的精度可達(dá)0.01%.2.利用同位素稀釋原理可計(jì)算樣品中的物質(zhì)來(lái)自示蹤劑的比率。3.樣品制備分析需大型設(shè)備。4.無(wú)放射性，無(wú)衰變，無(wú)污染。有時(shí)是唯一的?！?.2標(biāo)記核素與標(biāo)記化合物3.2.1放射性同位素常用放射性核素核素

3、半衰期衰變方式β粒子(MeV)γ射線(xiàn)(MeV)3H12.3yβ-(100)0.018614C5730yβ-(100)0.15632P14.28dβ-(100)1.71135S87.4dβ-(100)0.16745Ca165dβ-(100)0.25859Fe44.6dβ-(100)0.274(45.8)0.467(52.7)1.566(0.3γ….3.2.1放射性同位素標(biāo)記化合物化合物分子中某一元素的一個(gè)或數(shù)個(gè)普通核素原子被其放射性同位素核素原子所替代。1)標(biāo)記方式均勻標(biāo)記［U］標(biāo)記原子在相應(yīng)位置均勻分布，豐度相同，由生

4、物合成產(chǎn)生。不定位標(biāo)記[G]標(biāo)記原子在相應(yīng)位置豐度不同，由同位素交換法產(chǎn)生。定位標(biāo)記標(biāo)記原子在分子中有確定位置，由化學(xué)合成產(chǎn)生。2)制備有機(jī)合成簡(jiǎn)單標(biāo)記化合物?復(fù)雜標(biāo)記化物如：生物合成飼喂標(biāo)記前體→生物系統(tǒng)→生物大分子標(biāo)記化合物。生物合成示例同位素交換RH+T2RT+HTRH+T2ORT+THO氚標(biāo)可用所謂的氣爆法進(jìn)行.把底物涂到石英瓶?jī)?nèi),抽真空后,充入氚氣,通過(guò)高頻放電或紫外光照射使氚氣活化,促進(jìn)交換.反應(yīng)結(jié)束,抽吸剩余氚氣,用易揮發(fā)溶劑轉(zhuǎn)移產(chǎn)物,最后除去溶劑.3)特點(diǎn)組成及總量不恒定放射性純度所需放射性核素的

5、活度占標(biāo)記化合物制劑總放射性活度的百分?jǐn)?shù)。放化純度在制劑中，標(biāo)記核素在特定標(biāo)記化合物中的活度占該核素總活度的百分?jǐn)?shù)。放化純度可用放射性薄層分析測(cè)定。放化純度說(shuō)明示例如碘-131的NaI制劑，除131I-，還可能有131I2，若放化[I-131]NaI的放化純度>95%，則表示以其他化學(xué)狀態(tài)存在的碘131<5%。輻射自分解標(biāo)記化合物的輻射對(duì)其自身所產(chǎn)生的離解作用。微量和低濃度操作量為微居里(10-7-１０-14g)，因濃度低，單獨(dú)不易沉淀，并易吸附損失，在操作時(shí)常需加入同位素載體，以避免吸附或進(jìn)行共沉淀。4)貯藏開(kāi)瓶分

6、裝,降低放射性溶液的濃度，降低比活度。低溫(2-4℃)及避光保存。3.2.2穩(wěn)定性同位素名詞核素的豐度一種核素在其所屬元素的同位素原子中所占的原子百分?jǐn)?shù)。核素的自然豐度核素在自然狀態(tài)下的豐度。核素的原子百分超核素的豐度較自然豐度超出的部分。常用核素常用的穩(wěn)定性示蹤核素列表ElementHeavyisotopesLightisotopesH2D(0.0156%)1H(99.9844%)N15N(0.366%)14N(99.634%)C13C(1.108%)12C(98.892%)S36S(0.02%)34S(4.22%

7、)32S(95.02%)33S(0.75%)O18O(0.204%)16O(99.759%)17O(0.037%)標(biāo)記化合物通過(guò)富集標(biāo)記元素的稀有同位素核素或貧化其普通同位素核素所形成的化合物，以及核素的自然豐度因環(huán)境而異有較大的同位素分餾變異，帶有原位標(biāo)記“指紋”特點(diǎn)的化合物。§3.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則和程序3.3.1放射性同位素示蹤示蹤劑的選擇考慮因素核素(射線(xiàn)種類(lèi)、能量和半衰期)，標(biāo)記方式。例：有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉硫磷殘留研究，14Ｃ、32Ｐ、35Ｓ標(biāo)記均可，降解中的去甲基作用(14Ｃ～CH3—)，酯鍵的水解作用(14

8、Ｃ，３Ｈ～Ｃ2Ｈ5—)，硫代磷酸脂鍵的反應(yīng)，用32P或15Ｓ標(biāo)記。示蹤劑量的估算引入量標(biāo)記化合物的用量，按一般實(shí)驗(yàn)要求確定。放射性總活度或比活度，要求能被精確測(cè)量，而又不過(guò)強(qiáng)。分無(wú)或有內(nèi)源物示蹤兩種情況討論。無(wú)內(nèi)源此種情況下，示蹤劑在系統(tǒng)中未被稀釋,化合物的比活度不變，示蹤劑的比活度可由對(duì)樣品活度的要求直接估計(jì)得到。式中,nmin