同位素示踪法的应用
什么是同位素示踪法
同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。
同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。
放射性同位素标记法就是给某一种物质带上放射性，然后追踪该物质的转移途径。
同位素示踪法在生物化学和分子生物学中的应用
放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用。近几年来，同位素示踪技术在原基础上又有许多新发展，如双标记和多标记技术，稳定性同位素示踪技术，活化分析，电子显微镜技术，同位素技术与其它新技术相结合等。由于这些技术的发展，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传密码、细胞膜受体、RNA-DNA逆转录等，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径。下面仅就同位素示踪技术在生物化学和分子生物学中应用的几个主要方面作一介绍。 （Nearest neighbour-sequence analysis method）
放射性同位素示踪技术，是分子生物学研究中的重要手段之一，对蛋白质生物合成的研究，从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论，研究证实了DNA分子中碱基排列规律，在体外作合成DNA的实验：分四批进行，每批用一种不同的32P标记脱氧核苷三磷酸，32P标记在戊糖5'C的位置上，在完全条件下合成后，用特定的酶打开5'C－P键，使原碱基上通过戊糖5'C相连的32P移到最邻近的另一单核苷酸的3'C上 。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础，从而建立了分子杂交技术，例如以噬体T2-DNA为模板制成[32P]RNA，取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中，经加热使DNA双链打开，并温育，用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-[32P]RNA复合体测其放射性，实验结果只有菌体T2的DNA能与该[32P]RNA形成放射性复合体。从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系，用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。此外，放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在：⑴对蛋白质合成过程中三个连续阶段，即肽链的起始、延伸和终止的研究；⑵核酸的分离和纯化；⑶核酸末端核苷酸分析，序列测定；⑷核酸结构与功能的关系；⑸RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。为了更好地应用放射性同位素示踪技术，除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外，关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。 在工业生产中，示踪原子为使用多种高效能的检验方法及生产过程自动控制的方法提供了可能性，解决了不少技术上和理论上的问题。下面列举几种主要应用。 确定扩散速度 金属间扩散的速度随温度而变。如用电镀的方法将Ag、 Cu或 Zn沉积在另一种金属片的表面上,在特定温度中处理一定时间后,再从该金属片依序切下许多薄层，用探测仪器或放射自显影法测定每层的放射性，便可确定银、铜或锌在上述金属片内扩散的速度，以及温度对各种金属穿透深度的影响。
测定机械磨损 用中子照射使易磨损部位的材料活化，通过测定磨下的碎屑的放射性，即可测定磨损量。
测定流体流速 某一时刻在流管上端某处注入少量示踪剂，在流管下端另一处测定示踪剂的到达时间，再根据两处的距离即可测定流体的流速。如测定石油在输油管中的流速等。
合金结构分析 在一定比例的镍、铬、钨混合物中，加入少量放射性W,经熔炼后，将合金表面磨光，上面覆盖底片，进行放射自显影。所得图谱显示，钨在合金中分布成树枝状的斑纹。用这种方法，可以研究金属在不同冶炼过程中（或合金在热处理前后）的结构变化。 在物理、化学等自然科学和日益受到重视的环境科学中，示踪方法也得到广泛应用。下面是一些主要的应用例子。 超薄厚度的测定 例如在用暗视野检查的电子显微镜标本上，常用真空蒸发的方法涂一层镉的薄膜。加微量具有放射性的Cr到镉中,测定一定面积薄膜的放射性。另外把含有不同重量的同一标记物的溶液在相同面积上蒸干并计数，作为标准。比较薄膜样品和标准的放射性，就可测出薄膜的重量，从而求出其厚度。此法可测出厚度薄至2.5×10m的量级。
溶解度的测定 把已知放射性比活度(见放射性)的Ba标记的硫酸钡溶于水中；当溶液达到饱和以后，取出一小部分来测量其放射性比活度。从测得的放射性比活度，就可算出单位体积内硫酸钡的含量或硫酸钡的溶解度。
化学反应的历程 例如在酯类的水解过程中，究竟是酰基-氧键(a)断裂，还是烷基-氧键(b)断裂呢，用含有 的氢氧化钠水溶液进行皂化后发现,标记原子进入到水后生成酸分子，而不进入到醇分子中去。这充分证明了,反应中被打开的是酰基-氧键,即是在a处断开的。
环境污染的检查 例如在制造荧光灯等接触汞的工业，需要探测空气中汞的浓度，以保证工人不会发生汞中毒。很方便的方法，就是用Hg来标记汞，然后用探测仪器测量车间空气中的放射性，检查汞有否超过最高允许浓度。
放射性核素也可用作监测沿海污染的手段。例如，以Br标记的溴化铵作为示踪剂,模拟释放到海洋中去的污水。将此示踪剂被注入到污水出口处，它的扩散和途径,反映了污水在大海中的稀释和运输。在不同水路测出的放射性位置及强度，代表特定情况下的水流图案。最后，依靠稀释曲线、水流方向及速度以及污染指示剂的消失率等数据，编成海岸不同位置的污染统计资料。
水利学考察海洋湍流和大风对水流泥沙迁徙的影响是水利学工作经常需要考察的对象之一。有一种方法是将 Sc吸附在离子交换树脂，其大小接近于天然砂粒，然后将其投入河口或海岸附近水中，用放射性探测仪器追踪，便可研究各种自然条件的变化（如刮风）对砂流的影响，乃至泥砂淤积的地点和速度等。
放射性碳纪年法 见碳－14测定年代。
...示踪法和放射性同位素标记法在高中生物中有什么区别吗?!
同位素示踪法和放射性同位素标记法是一样的。同位素标记法也叫同位素示踪法。同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。即同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过追踪示踪元素标记的化合物...
同位素示踪法的简介
含有示踪原子的化合物称为标记化合物。在特殊情况下，有时也采用标记的细胞、微生物、动植物等各类标记物。1912年G·C·DE赫维西首先试用同位素示踪技术，并陆续作了许多工作。由于其开创性贡献赫维西1943年获得了诺贝尔化学奖。从30年代开始随着重氢同位素和人工放射性核素的发现，同位素示踪方法大量应用于...
放射性元素在农业上的应用
放射性元素在农业上的应用主要为同位素示踪法 同位素示踪法是引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法。例如在肥料中掺入少量的放射性磷-32（半衰期为14.28天，发射1.7兆电子伏的β粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其在植物中的位置，就能得到磷...
高中生物有用到同位素示踪法的实验有哪些?
同位素示踪法具有灵敏度高、测量方法简便易行、定位定量准确、符合所研究对象的生理条件等优点，目前应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用。当前高中生物教材中的实验和相关习题中频繁出现同位素示踪法的应用，以下就相关内容进行归纳阐述，以期达到较...
同位素示踪基本原理和特点
例如，14C和3H等低能β射线放射性同位素在医学和生物学研究中应用广泛。此外，放射性同位素示踪法能准确反映生理条件，因为它引入的标记化合物量极微，对体内原有物质的影响微乎其微，确保实验结果真实可靠。然而，该技术也存在一些挑战，如操作人员需要特殊训练，安全防护措施必不可少，部分元素缺乏合适的...
同位素标记法原理与特点
放射性同位素示踪法是一种利用放射性或稳定核素进行化合物追踪和测定的科学方法。其主要优点包括高灵敏度、操作简便、定位精确，并且在符合生理条件的实验中被广泛应用。然而，使用过程中必须严格遵守辐射安全规定，包括实验设计的准备、实施和废物处理。实验准备阶段，首先需选择合适的标记剂，考虑其比活度、...
微量元素和同位素示踪应用
用花岗岩类等化学组成特征判别源区和构造环境常具有多解性,最好采用多途径综合判别的方法,如可在应用洋脊花岗岩标准化元素组成模式鉴别S型或Ⅰ型花岗岩的同时,将蛛网图与已知构造环境花岗岩类的同类图解结合起来研究。 在花岗岩类洋脊花岗岩标准化元素组成模式(蛛网)图中(图7.11),丹凤地区早古生代花岗岩小岩体类(许庄、...
发酵小知识
尽管在各个酒厂,勾兑和调味工艺的具体内容,工艺要求和操作方法不尽相同,但一般说来,勾兑和调味主要是由半成品酒勾兑和基础酒调味两部分组成。 如上所述,。 3. 微生物小知识 20 世纪以来,生物化学和生物物理学向微生物学渗透,再加上电子显微镜的发明和同 位素示踪原子的应用,推动了微生物学向生物化学阶段的...
什么是示踪原子法?
有些问题虽然原则上并不一定非要使用示踪方法，不过为了方便，也常使用示踪方法。示踪原子的应用有特殊的优点：(1)灵敏度极高。通常最灵敏的天平可以称出10克，最灵敏的光谱分析法可以鉴定10-9克的物质，而用示踪原子法能检查出10-14～10-1克的放射性物质，这是任何化学分析所不及的。(2)...
什么是同位素示踪法
Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。一、同位素示踪法基本原理和特点 同位素示踪所利用的放射性...
堂萍复方： 同位素示踪法在生物化学和分子生物学中的应用 放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛,它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密,阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用.近几年来,同位素示踪技术在原基础上又...
北宁市18954903255： 论述同位素示踪在生物医学中的应用 - ？
堂萍复方：[答案] 1、可以追踪某一标记的物质的代谢过程及途径 2、可以检测某种药物在体内的作用机理及侧重位置,比如各种抗生素的主要作用位置 3、检查机体内某些功能是否正常或是否发生病变 4、研究某一物种的某一器官在机体内的作用
北宁市18954903255： 高中生物有用到同位素示踪法的实验有哪些? - ？
堂萍复方：[答案] 光合作用:释放的氧气是来源于二氧化碳还是水(氧18分别标记水中的氧原子氧18及二氧化碳中的氧原子).以及追踪碳原子(碳的同位素C14)的转移途径. 分泌蛋白质的合成分泌过程(氢3标记的亮氨酸) DNA的半保留式复制.(氮元素的同位素氮...
北宁市18954903255： (1)用同位素标记的化合物,不仅化学性质不变而且具有放射性,同位素示踪法在生物学的研究中已被广泛应用.试分析下列有关实验:①把用32P标记的磷酸... - ？
堂萍复方：[答案] (1)①磷酸是合成ATP的原料,把用32P标记的磷酸加入细胞培养液中,分离出的ATP的末端磷酸基带上了放射性标记,这是因为ADP与用32P标记的磷酸接受能量,发生反应,生成了ATP(ADP+Pi+能量→ATP).ATP在体内的含量并不很多,一旦消耗...
北宁市18954903255： 同位素示踪法在植物的光合作用利呼吸作用过程的研究中被广泛应用,请分析回答:(1)如果用18O标记的水浇灌某盆栽植物,并将该盆栽植物置于光照下... - ？
堂萍复方：[答案] (1)以H218O作原料进行光合作用,18O出现在氧气中,发生的是光合作用;根据呼吸作用总的方程式,水中的氧原子转移到二氧化碳中.(2)合成ATP的原料是ADP和Pi,所以标记Pi中的P元素,会发现ATP中含有放射性,其方程...
北宁市18954903255： 论述同位素示踪在生物医学中的应用 - ？
堂萍复方： 1、可以追踪某一标记的物质的代谢过程及途径 2、可以检测某种药物在体内的作用机理及侧重位置,比如各种抗生素的主要作用位置 3、检查机体内某些功能是否正常或是否发生病变 4、研究某一物种的某一器官在机体内的作用
北宁市18954903255： 同位素示踪法如何使用?比如,我要将氨气中的氮元素改变一下质量数 - ？
堂萍复方： 用只含氮-15的氮化合物,制得氮气. 就可以达到你的目的,不过这不是示踪法. 所谓踪法,是用同位素来标记反应过程中原子的转移途径 以中学的酯化反应为例 CH3COOH+HOC2H5=CH3COOC2H5+H2O 那么问题来了,水中的氧原子是来自于乙酸,还是乙醇 如果用氧-18制成乙醇,然后令其与正常乙酸发生酯化反应,看生成的酯中有没有氧-18 实验结果证明,氧-18全部进入乙酸乙酯,而不进入水中 这说明酯化反应是酸中的羟基与醇中的氢原子结合成水 不懂请追问.
北宁市18954903255： 同位素的应用 - ？
堂萍复方： 示踪技术 示踪方法是引入少量放射性同位素,并随时观察其行踪的方法.例如在肥料中掺入少量的放射性磷-32(半衰期为14.28天,发射1.7兆电子伏的β粒子),可以找到给植物施磷肥的最好方法.用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其...
北宁市18954903255： 举例说明同位素示踪法在研究有机化学反应历程上的应用 - ？
堂萍复方： 研究酯水解的机理时,用过同位素示踪法.可以查阅大学有机化学书籍.
北宁市18954903255： 同位素的应用 具体概念是什么? - ？
堂萍复方： 同位素是:具有相同原子序数(即质子数相同,因而在元素周期表中的位置相同),但质量数不同,亦即中子数不同的一组核素. 中子数不同的同一种元素的一种原子形式,包括稳定同位素和放射性同位素.应用:和平利用核能 和平利用核能...
