稳定性同位素/放射性同位素示踪技术的运行和变化规律

同位素示踪所利用的放射性核素或稳定性核素及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点。

同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，生物学中常用的放射性同位素（原子核不稳定会发生衰变，发出α射线或β射线或γ射线的同位素）有3H、14C、 32P、35S、 45Ca、51Cr、59Fe、125I、131I、198Ag等，稳定性同位素（原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素）有2H、13C、15N、18O等。

同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律

1．光合作用中氧气的来源

1939年，鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行两组对比实验：一组提供H2O和C18O2，另一组提供H218O和CO2。在其他条件相同情况下，分析出第一组释放的氧气全部为O2，第二组全部为18O2，有力地证明了植物释放的O2来自于H2O而不是CO2。

2．DNA的半保留复制

1957年，美国科学家梅塞尔森和斯坦尔用含15N的培养基培养大肠杆菌，使之变成“重”细菌，再把它放在含14N的培养基中继续培养。在不同时间取样，并提取DNA进行密度梯度离心，根据轻重链浮力等的不同，就分出新生链和母链，这就证实了DNA复制的半保留性。

放射性同位素示踪技术

1．分泌蛋白的合成与分泌

20世纪70年代，科学家詹姆森等在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸。3min后被标记的亮氨酸出现在附有核糖体的内质网中；17min后，出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜内侧的囊泡中及释放到细胞外的分泌物中。由此发现了分泌蛋白的合成与分泌途径：核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→外排。

2．光合作用中有机物的生成

20世纪40年代美国生物学家卡尔文等把单细胞的小球藻短暂暴露在含14C的CO2里，然后把细胞磨碎，分析14C出现在哪些化合物中。经过10年努力终于探索出了光合作用的“三碳途径”——卡尔文循环。为此，卡尔文荣获“诺贝尔奖”。

3．噬菌体侵染细菌的实验

1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，再让被35S、32P分别标记的两种噬菌体去侵染大肠杆菌，经离心处理后，分析放射性物质的存在场所。此实验有力证明了DNA是遗传物质。

4．基因工程

在目的基因的检测与鉴定中，采用了DNA分子杂交技术（如32P）。将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，以此为探针使之与基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已导入受体细胞中。

另外，还可采用同样方法检测目的基因是否转录出了mRNA，不同的是从转基因生物中提取的是mRNA。

5．基因诊断

基因诊断是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子作探针，依据DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。

示踪原子不仅用于科学研究，还用于疾病的诊断和治疗。例如，射线能破坏甲状腺细胞，使甲状腺肿大得到缓解。因此，碘的放射性同位素就可用于治疗甲状腺肿大。

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同位素标记法也叫同位素示踪法，它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

同位素是具有相同原子序数但质量数不同的核素。同一元素的不同核素之间互称为同位素。

例如，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素。同位素可分为稳定性同位素和放射性同位素两类，稳定性同位素是原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素。放射性同位素是原子核不稳定会自发衰变的同位素。

同位素示踪法即同位素标记法，包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。放射性同位素示踪法在实践中运用较广，因为其灵敏度高，且容易测定。常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。如对孕妇及儿童某些疾病诊断中，要将食物或药物成分用示踪剂标记，就不能使用或多或少具有毒副作用的放射性同位素，而只能使用对人体无害，使用安全的稳定性同位素。常用的稳定同位素有2H、13C、15N和18O等。

鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中，就是用18O分别标记CO2和H2O。还有梅塞尔森做的DNA半保留复制实验中，是用15N标记亲代的DNA分子。

技术应用

同位素稀释法

    利用已知质量和比放射性的标记物加入到待测样品的系统中，经充分混匀稀释后，再测其比放射性，根据稀释前后比放射性的变化推算待测样品质量的方法。 　设M为标记物的质量,S为标记物的比放射性，Sx为稀释后样品的比放射性，Mx为待测样品的质量,则此法简单、方便、灵敏度高,且S愈大准确度愈高。许多生物样品常含有多种性质相近的成分，用经典分析法分析需将这些成分定量的分离并纯制后，方可分析。实际上,纯制过程往往不易定量回收。若用同位素稀释法,将和待测成分相同的标记物加入到样品系统中去，只要将稀释后的样品纯制到比放射性恒定，就可准确地求出待测成分的量，从而省去了成分分离和定量回收等麻烦费时的操作。在某些场合下，此法还可解决一些用其他方法不能解决的问题。例如测定人体的血容量，可将一定量已知同位素浓度的氘水给予受试者（氘是稳定性同位素,对人体无危害，可用质谱仪或密度法测定）,与上述原理相同，根据稀释前后氘浓度的变化，可准确地推算出活体的血溶量。

同位素试剂供应产品：

3C同位素标记的松柏醇葡萄糖甙    

（11C、13C、14C、D、3H、18O）同位素标记葡萄糖    

13C同位素标记木素木素-木聚糖复合体13C-NMRHSQC    

14C标记葡萄六糖    

（13)C标记尿苷二磷酸葡萄糖    

同位素标记寡糖和多糖    

13C稳定性同位素标记1,6缩水β-D-吡喃葡萄糖    

同位素标记仿生糖/糖组    

N-糖链双同位素标记    

同位素标记1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸    

同位素标记2-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸    

葡萄糖-D-13C6    

稳定同位素标记吉西他滨-13C/15n2    

双标记尿嘧啶核苷-(13C,15N2)    

13)C-海藻糖    

13C稳定性同位素标记纤维素    

15N稳定性同位素标记L-谷氨酸    

（125)I标记胰高糖素    

稳定同位素巯基化合物标记    

（13)C标记氨基酸化合物    

同位素标记哌虫啶    

同位素标记环氧虫啶    

同位素标记顺硝烯新烟碱类化合物    

吖啶酮类稳定同位素巯基化合物标记    

稳定同位素标记N‑(4‑(吖啶酮‑10‑基)‑苯基)‑N    

同位素标记马来酰亚胺基团    

稳定同位素标记莨菪亭213C    

稳定同位素13C标记C60    

稳定同位素标记脱氧核苷代码    

稳定同位素标记脱DNA N6-甲基腺嘌呤    

稳定同位素15N标记化合物    

同位素标记有机金属钌化合物    

同位素标记蛋白酪氨酸磷酸酶1B    

丙酯草醚和苦皮藤素同位素标记物    

稳定同位素标记碱性橙Ⅱ    

稳定同位素标记苯    

稳定同位素标记硝基苯    

氘代有机化合物    

氘标记化合物    

同位素标记氨基甲酸酯(3a-3c)    

蓝藻碳稳定同位素标记    

稳定同位素标记氮素    

稳定同位素MALDI-TOF-MS    

植物碳同位素标记    

稳定同位素标记卤代苯-Dsub5/sub    

稳定同位素标记13C6结晶紫    

稳定同位素标记13C6隐色结晶紫    

稳定同位素标记15N-N,N-二甲基苯胺    

稳定同位素氘标记D6-结晶紫    

稳定同位素标记溴布特罗-D9    

稳定同位素标记卤代苯-D5    

稳定同位素标记D4-罗丹明B    

稳定同位素标记氨基甲酸乙酯-D5    

稳定同位素标记碱性嫩黄O-D12    

同位素标记氨基甲酸乙酯-D5    

稳定同位素标记敌百虫    

稳定同位素标记甲氧基一D/甲氧基姻6    

稳定同位素标记卤代苯    

同位素标记D6-苯    

稳定同位素标记碱性嫩黄O-D(12)    

稳定同位素标记硼氘化钠    

稳定同位素标记妥布特罗-D9    

稳定同位素标记D6-二甲基黄    

稳定同位素标记孔雀石绿-D12    

稳定同位素标记2-异丙基硫杂蒽酮-D3    

稳定同位素标记双氰胺    

同位素标记2异丙基硫杂蒽酮    

稳定同位素氘标记亚磷酸二甲酯或亚磷酸三甲酯    

稳定同位素氘标记有机磷杀虫剂    

稳定同位素标记三苯甲烷类化合物    

稳定同位素标记克伦普罗化合物    

同位素标记2,6二氯苯胺    

同位素标记3,5二氯4氨基苯乙酮    

同位素标记3,5二氯4氨基α溴代苯乙酮    

稳定同位素标记1(4氨基3,5二氯)2异丙基氨基乙酮    

同位素标记1(4氨基3,5二氯)2异丙基氨基乙酮    

稳定同位素氘标记DDT    

同位素标记双酚A或双酚F衍生物    

13C3-三聚氰酸    

15N3-三聚氰胺    

稳定同位素标记脂肪酸    

同位素标记蛋白质    

同位素标记血红素/叶绿素    

同位素标记酶/激素    

同位素标记木醇/甲醇    

同位素标记酒精（乙醇）    

同位素标记甘醇（乙二醇）    

同位素标记甘油（丙三醇）    

同位素标记石炭酸（苯酚）    

同位素标记蚁酸（甲酸）    

同位素标记水杨醛（邻羟基苯甲醛）    

同位素标记肉桂醛（β-苯基丙烯醛）    

同位素标记巴豆醛（2-丁烯醛）    

同位素标记氯仿（三氯甲烷）    

同位素标记草酸（乙二酸）    

同位素标记苦味酸（2，4，6-三硝基苯酚）    

同位素标记甘氨酸（α-氨基乙酸）    

同位素标记丙氨酸（α-氨基丙酸）    

同位素标记谷氨酸（α-氨基戊二酸）    

同位素标记D-葡萄糖    

同位素标记果糖    

同位素标记RNA（核糖核酸）    

DNA（脱氧核糖核酸）    

同位素标记阿司匹林（乙酰水杨酸）    

同位素标记煤酚皂或来苏儿（47%-53%的三种甲酚的肥皂水溶液）    

同位素标记福尔马林（40%的甲醛水溶液）    

同位素标记扑热息痛（对羟基乙酰苯胺）    

同位素标记尼古丁（烟碱）    

上述产品可接受定制，仅用于科研！

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