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  小啊帆帆 2016-12-27 00:00:00

  用放射性同位素標(biāo)記法為什么能追蹤細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝途徑 同位素示蹤法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，示蹤實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)建者是Hevesy.Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)移.繼后Jolit和Curie于1934年發(fā)現(xiàn)了人工放射性，以及其后生產(chǎn)方法的建立（加速器、反應(yīng)堆等），為放射性同位素示蹤法的更快的發(fā)展和廣泛應(yīng)用提供了基本的條件和有力的保障. 一、同位素示蹤法基本原理和特點(diǎn) 同位素示蹤所利用的放射性核素（或穩(wěn)定性核素）及它們的化合物，與自然界存在的相應(yīng)普通元素及其化合物之間的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)是相同的，只是具有不同的核物理性質(zhì).因此，就可以用同位素作為一種標(biāo)記，制成含有同位素的標(biāo)記化合物（如標(biāo)記食物，藥物和代謝物質(zhì)等）代替相應(yīng)的非標(biāo)記化合物.利用放射性同位素不斷地放出特征射線的核物理性質(zhì)，就可以用核探測器隨時(shí)追蹤它在體內(nèi)或體外的位置、數(shù)量及其轉(zhuǎn)變等，穩(wěn)定性同位素雖然不釋放射線，但可以利用它與普通相應(yīng)同位素的質(zhì)量之差，通過質(zhì)譜儀，氣相層析儀，核磁共振等質(zhì)量分析儀器來測定.放射性同位素和穩(wěn)定性同位素都可作為示蹤劑（tracer），但是，穩(wěn)定性同位素作為示蹤劑其靈敏度較低，可獲得的種類少，價(jià)格較昂貴，其應(yīng)用范圍受到限制；而用放射性同位素作為示蹤劑不僅靈敏度，測量方法簡便易行，能準(zhǔn)確地定量，準(zhǔn)確地定位及符合所研究對象的生理?xiàng)l件等特點(diǎn)： 1.靈敏度高 放射性示蹤法可測到10-14－10-18克水平，即可以從1015個(gè)非放射性原子中檢出一個(gè)放射性原子.它比目前較敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今Z準(zhǔn)確的化學(xué)分析法很難測定到10-12克水平. 2.方法簡便 放射性測定不受其它非放射性物質(zhì)的干擾，可以省略許多復(fù)雜的物質(zhì)分離步驟，體內(nèi)示蹤時(shí)，可以利用某些放射性同位素釋放出穿透力強(qiáng)的r射線，在體外測量而獲得結(jié)果，這就大大簡化了實(shí)驗(yàn)過程，做到非破壞性分析，隨著液體閃爍計(jì)數(shù)的發(fā)展，14C和3H等發(fā)射軟β射線的放射性同位素在醫(yī)學(xué)及生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用. 3.定位定量準(zhǔn)確 放射性同位素示蹤法能準(zhǔn)確定量地測定代謝物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)變，與某些形態(tài)學(xué)技術(shù)相結(jié)合（如病理組織切片技術(shù)，電子顯微鏡技術(shù)等），可以確定放射性示蹤劑在組織器官中的定量分布，并且對組織器官的定位準(zhǔn)確度可達(dá)細(xì)胞水平、亞細(xì)胞水平乃至分子水平. 4.符合生理?xiàng)l件 在放射性同位素實(shí)驗(yàn)中，所引用的放射性標(biāo)記化合物的化學(xué)量是極微量的，它對體內(nèi)原有的相應(yīng)物質(zhì)的重量改變是微不足道的，體內(nèi)生理過程仍保持正常的平衡狀態(tài)，獲得的分析結(jié)果符合生理?xiàng)l件，更能反映客觀存在的事物本質(zhì). 放射性同位素示蹤法的優(yōu)點(diǎn)如上所述，但也存在一些缺陷，如從事放射性同位素工作的人員要受一定的專門訓(xùn)練，要具備相應(yīng)的安全防護(hù)措施和條件，在目前個(gè)別元素（如氧、氮等）還沒有合適的放射性同位素等等.在作示蹤實(shí)驗(yàn)時(shí)，還必須注意到示蹤劑的同位素效應(yīng)和放射效應(yīng)問題.所謂同位素效應(yīng)是指放射性同位素（或是穩(wěn)定性同位素）與相應(yīng)的普通元素之間存在著化學(xué)性質(zhì)上的微小差異所引起的個(gè)別性質(zhì)上的明顯區(qū)別，對于輕元素而言，同位素效應(yīng)比較嚴(yán)重.因?yàn)橥凰刂g的質(zhì)量判別是倍增的，如3H質(zhì)量是1H的三倍，2H是1H的兩倍，當(dāng)用氚水（3H2O）作示蹤劑時(shí)，它在普通H2O中的含量不能過大，否則會使水的物理常數(shù)、對細(xì)胞膜的滲透及細(xì)胞質(zhì)粘性等都會發(fā)生改變.但在一般的示蹤實(shí)驗(yàn)中，由同位素效應(yīng)引起的誤差，常在實(shí)驗(yàn)誤差內(nèi)，可忽略不計(jì).放射性同位素釋放的射線利于追蹤測量，但射線對生物體的作用達(dá)到一定劑量時(shí)，會改變機(jī)體的生理狀態(tài)，這就是放射性同位素的輻射效應(yīng)，因此放射性同位素的用量應(yīng)小于安全劑量，嚴(yán)格控制在生物機(jī)體所能允許的范圍之內(nèi)，以免實(shí)驗(yàn)對象受輻射損傷，而得錯(cuò)誤的結(jié)果.

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