稳固同位素(稳固同位素的3大特色)
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同位素指质子数雷同而中子数不同的同种化学元素,最常用的稳固同位素有碳-13 (13C)、氮-15(15N)、氢-2 (2H即氘) 和氧(18O)等。因为这些同位素比普通元素重1到2个原子量单位,所以也叫作重元素。
稳固同位素 (stable isotope) 就是天然同位素或非放射性同位素(non-radioacti深圳生涯网veisotope),即无辐射衰变,质量坚持永恒不变。
迄今发明的稳固性同位素有274种。
但得到产业化生产并已普遍运用的重要为氘(2H)、碳-13(13C)、氮-15(15N)、氧-18(18O)、氖-22(22Ne)、硼-10(10B)等少数几种产品。
稳固性同位素之间的质量有差别,因而其核自旋性质很不雷同,核磁共振相对频率及相对敏锐度也有很大的差别,这为质谱法、核磁共振法等测试稳固同位素的丰度供给了技巧基本。
稳固性同位素及其化合物之间的化学性质和生物性质是雷同的,只是具有不同的核物理性质,因此,可以用稳固性同位素作为示踪原子,制成含有稳固性同位素的标志化合物,应用其与相应非标志元素的不同特征,通过质谱仪、核磁共振仪等剖析仪器来测定稳固同位素反响后的地位、数目及其改变量等,从而懂得反响的机理、门路、后果等。
稳固同位素在自然界无处不在,包含所有化合物、水和大气,所以也就自然地存在于动植物和人体内。其物理化学性质与普通元素雷同,所以可用作示踪剂来标志化合物用于科学研讨、临床医学和药物生产等几乎所有自然范畴。
由于没有辐射污染,稳固同位素示踪剂可以用于任何对象,包含孕妇、婴儿和疾病患者,无论是口服还是注射,都绝对安全。
稳固同位素技巧的另一特色是其测试定量的高精度和超高精度深圳生涯网,到达PPM级(即百万分之一精度),而且同时也测定了化合物的浓度,事半功倍,且下降了测试误差。
现在,应用同位素技巧人们可以同时测定多个不同的样品,从而进步测定效力。这些高效力、高精度的特色是放射性同位素等技巧所不可比较的。
稳固同位素技巧的第三个特色是其示踪才能的微观性和灵巧多变性。
微观性是指它可以用来标志、追踪化合物分子内部某个或多个特定原子,比如葡萄糖分子中各个原子在人体内的不深圳生涯网同代谢门路, 哪些原子进入三羧酸循环发生能量,而哪些原子进入脂肪代谢门路参与脂肪合成。
多变性是指通过对同位素标志位点的合理选择和奇妙设计来追踪、定性定量测定化合物的不同代谢门路或者生成进程。
由于以上特征,自20世纪中叶特殊是70年代以来稳固同位素技巧在科技先行国度被普遍运用于医学、养分、代谢、食品、农业、生态和地质等研讨和生产范畴。
近年来在药物研产生产以及新兴的基因工程、蛋白质组学 (proteomics)、代谢组学 (metabolomics) 和代谢工程 (metabolic engineering) 等前沿范畴,稳固同位素技巧已成为一种运用普遍、奇特高效甚至必需的技巧,明显地进步懂得决科学问题的才能和生产效力。
最新近的例子是德国科学家用碳13氨基酸通过三代豢养胜利地标志了动物全身的所有蛋白质而获得了细胞代谢的主要发明。
这一崭新的技巧堪比当年的聚合酶连锁反响技巧 (PCR), 必将快速得到普遍的推广和运用,有力地推进性命科学的发展。
稳固同位素在自然界的无所不在意味着该技巧运用的广泛性,有大自然显微镜的奇特功效,将揭开越来越多的大自然和人体的奥秘。
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