示踪原理和技术

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1、第一节放射性同位素示踪法的基本原理第二节放射性同位素示踪试验的设计第三节放射性测量样品的采集和制备第四节放射性污染的去除第五节放射性废物的处理第二章放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法是指借助示踪原子去追踪该元素或其“标记”化合物在生物有机体（试验体系）内的去向和途径，研究生物体内物质代谢的规律、作用机理和作用部位等的方法。第一节基本原理一、基本依据及特点（一）依据1、一种元素的同位素具有化学性质的一致性。2、放射性同位素在物理性质上射线的可测性。（二）放射性同位素示踪法的特点1、优点（1）灵敏度高：可测10-18~10-1

2、4g（2）可以在正常的生理条件下进行研究（3）易于分辨原有的和实验加入的原子（4）实验操作手续简便（5）一种不可替代的研究手段农药中土壤中的结合残留：即用极性与非极性溶剂连续地彻底地抽提后仍然残留于土壤中的部分。有机磷农药一直被认为是在土壤中非残留性农药，但应用14C-1605等标记农药施用于土壤（浓度为1ppm),28天后取土样，经不同溶剂系统连续多次地彻底抽提，分别测定抽提出的量及残留于土壤中的量，结果表明：有机磷农药是残留性的。E.TobyKiersetal.Reciprocalrewardsstabilizecoop

3、erationinthemycorrhizalsymbiosis.Science,2011,330:880-8822、局限性（1）放射性示踪剂有放射性。（2）有的元素没有合适的放射性同位素可供示踪实验。（例：氮元素，12-18N，13N：9.96min）(3)需特殊的仪器，工作人员必须经培训。二、放射性同位素示踪法的应用类型1、研究物质被生物体吸收、运转，以及在生物体内的积累、合成和分解等新陈代谢过程。2、利用示踪剂与被追踪物质的物理混合，达到示踪的目的。3、纯粹利用放射性达到示踪目的。昆虫的迁飞规律第二节放射性同位素示踪试

4、验设计一、基本工作程序1、按试验研究的目的和任务拟定试验计划和方案；2、示踪剂的准备；3、供试客体的准备和管理；4、示踪剂的引入方法；举例5、试样的采集和固定；6、试样的制备或目的物的分离提取；7、试样的放射性测量；8、测量数据的处理；9、结果的分析和报告；10、清量试验中的用具和废物处理。土壤微生物对植物吸收89Sr的影响百喜草二、放射性示踪试验设计（一）应考虑的因素1、同位素效应同位素间因原子质量的差异，往往会出现理化性质或表现行为的差异，对反应过程产生影响，我们把这种差异及影响称作同位素效应。对于一些轻元素同位素因其相

5、对质量差异比较大，所以同位素效应明显，反映在同位素的扩散速度及参与化学反应的速度上。例如，已证明小球藻从培养液中摄取氘的速度远低于氕，重水对生物体甚至有毒害作用，能阻止细胞分裂。2、放射性效应在使用放射性同位素的示踪试验中引入生物体的放射性同位素就是一个内照射源，会造成一定的生物学效应。可用以下两种方法检查试验中有无放射性效应：（1）以稳定同位素作对照；（2）不同剂量的放射性同位素作对照。3、同位素交换效应同位素的交换效应是在一定条件下经常进行的反应，它可以发生在液体与固体之间、固体与气体之间等。4、选择合适的标记位置区别标

6、记原子及标记化合物。有机磷农药马拉硫磷的分子结构式PCH3OCH3OSSCHCHCOOC2H5COOC2H5去甲基作用酯键的水解作用（二）放射性示踪剂的选择1、半衰期一般试验周期较短的，选用半衰期较短的核素作示踪剂；试验周期长的则选半衰期长的核素。2、射线类别一般选用放出β射线的核素。3、射线能量常用放射性核素的性质：核素半衰期β射线最大能量32P14.3d1.71MeV86Rb18.7d1.73MeV14C5730y0.155MeV35S87.1d0.167MeV3H12.3y0.018MeV三、示踪剂用量的估算确定示踪剂

7、用量的二个基本原则：（1）在试验终了时制得的测样，其计数率要高于本底计数率的两倍。（2）示踪剂用量尽控制最小。稀释倍数（D）的估算可采用逆推法：（1）示踪剂在生物体内的稀释程度；（2）示踪剂在生物体内分布的不均匀性；（3）生物体对示踪剂的利用率；（4）测量仪器的计数效率；（5）时间因素。示踪剂用量估算举例：用32P研究早稻植株从插秧到孕穗期，对土壤中磷的吸收及其在植株各器官中的分布。试验用盆栽，试验开始时将32P标记肥料引入土壤，并均匀混合。从插秧到制样测量约40天；采样时每盆样品的干重100克，测样质量为100mg；磷在植

8、株各器官内分布差异高低达5倍。假设水稻对磷的利用率为10%,测量仪器的计数效率为10%，本低为15cpm。在孕穗期一次性取样，求试验开始时每盆土壤中需引入32P的量。解：（1）本底为15cpm,计数率高于两倍本底，即100mg样品中不包括本底在内的计数率应为：15cpm×2=30cpm;(