最新核素示蹤原理及試驗(yàn)設(shè)計-資料下載頁
2025-06-30 03:49本頁面
【正文】 段。二、雙標(biāo)記示蹤實(shí)驗(yàn)的設(shè)計和其他示蹤實(shí)驗(yàn)一樣，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中涉及兩種不同的示蹤物。所以在實(shí)驗(yàn)設(shè)計中應(yīng)注意下列問題：（一）標(biāo)記化合物大多數(shù)實(shí)驗(yàn)不需要分子內(nèi)雙標(biāo)記示蹤物，而是用相互混合的兩種單標(biāo)記物作雙標(biāo)記實(shí)驗(yàn)的示蹤劑。適合雙標(biāo)記用的、成對的放射性核素有3H與14C、3H或14C與32P、32P與45Ca、32P與125I、24Na與36Cl、55Fe與59Fe、125I與131I等。上述放射性核素不僅可發(fā)射出能量明顯不同的β 射線與電子（e），其半衰期也有較大的差別。近來，由于穩(wěn)定核素分析技術(shù)的發(fā)展，還可以采用放射性核素與穩(wěn)定核素的雙標(biāo)記物或兩種不同的穩(wěn)定核素的雙標(biāo)記物。（二）示蹤劑劑量的配比由于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)中采用兩種單標(biāo)記化合物混合物，如何分配兩種標(biāo)記物用量是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)中能有效地分別測量，首先取決于兩種標(biāo)記原子放射出的射線的能量。有資料證明，液體閃爍計數(shù)器能同時測量能量相差4倍以上的兩種β 射線。 然而高能核素標(biāo)記的化合物，由于比活度太高也會影響低能核素測量的精確度。因此，常在保持最小測量誤差的條件下，可按照兩種放射性核素各自的探測效率和在體內(nèi)消失的速度去估算所需的用量，并應(yīng)通過驗(yàn)證確定兩者最合適的劑量比例。（三）雙標(biāo)記測量液閃探測技術(shù)是放射性核素雙標(biāo)記示蹤實(shí)驗(yàn)的重要測量手段，是利用液體閃爍計數(shù)器分辨能量的本領(lǐng)進(jìn)行雙標(biāo)記測量的。除此之外，也可利用雙標(biāo)記核素半衰期的不同，或發(fā)射的射線類型不同，采用相應(yīng)的儀器進(jìn)行測量。對穩(wěn)定核素的測量，常借助有機(jī)質(zhì)譜儀來完成。第四節(jié) 同位素效應(yīng)問題一、同位素效應(yīng)的概念在示蹤實(shí)驗(yàn)中，由于使用的同位素質(zhì)量的不同而引起物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)速度的變化，稱為同位素效應(yīng)（isotope effect）。如在研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化時，由于被研究的物質(zhì)分子中某一原子由它的同位素所取代，便可引起反應(yīng)速度的變化，所以在示蹤動力學(xué)的更新速率研究中，同位素效應(yīng)不可忽略。否則會影響最終結(jié)果。氫的同位素效應(yīng)研究較多，部分原因是因?yàn)殡℉）、氘（D）和氚（T）的質(zhì)量差別大，比較容易觀察到較大的效應(yīng)；另一方面是因?yàn)橘|(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)在化學(xué)和生物學(xué)中普遍存在而且具有十分重要的意義。此外，氫又是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的元素，所以，其同位素效應(yīng)影響頗廣。由于同位素效應(yīng)的大小與同位素的質(zhì)量有關(guān)，在穩(wěn)定同位素示蹤實(shí)驗(yàn)中氘（2H）的同位素效應(yīng)最顯著；放射性同位素示蹤實(shí)驗(yàn)中氚（3H）的同位素效應(yīng)最大。二、同位素效應(yīng)的分類就氫而言，同位素效應(yīng)分3類：(1)初級同位素效應(yīng)（primary isotope effect） 是同位素所在鍵發(fā)生斷裂而產(chǎn)生的效應(yīng)。(2) 次級同位素效應(yīng)（secondary isotope effect） 該類效應(yīng)發(fā)生在鄰近同位素所在部位的化學(xué)鍵。(3)溶劑同位素效應(yīng) 這是由于溶劑中的某種原子被其同位素取代而引起的，如D2O中的D置換H2O中的H, 又如在一些酸或堿催化的反應(yīng)中，若用氘水等代替普通水，反應(yīng)速度會發(fā)生明顯變化。上述三種效應(yīng)中，以氫的初級同位素效應(yīng)為最高。因?yàn)橥凰氐南鄬|(zhì)量差別越大，同位素效應(yīng)越大，所以同位素效應(yīng)的大小，隨原子或基團(tuán)的性質(zhì)變化而變化。應(yīng)注意在不同的反應(yīng)中即使是同一種核素的同位素效應(yīng)也不同。同位素效應(yīng)通常用反應(yīng)速度常數(shù)的比值表示，如 KH／KD（或 KD／KH）表示氘的同位素效應(yīng)。K12C／K13C表示13C的同位素效應(yīng)。三、生物體系中的同位素效應(yīng)無論是離體實(shí)驗(yàn)還是整體實(shí)驗(yàn)中都存在同位素效應(yīng)。用氘水和混合氚水飼養(yǎng)大鼠，當(dāng)飲水中含20％～30％氘水，實(shí)驗(yàn)動物會出現(xiàn)一系列病理狀態(tài)，包括神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的異常變化。如含氘水達(dá)30％～35％則很快導(dǎo)致動物痙攣、昏迷而死亡。實(shí)驗(yàn)還證明氘摻入動物肝糖原及脂肪酸的速度比氚快8％和18％，氘的毒性顯然與其同位素效應(yīng)有關(guān)。研究證明，35％的氘水約比水重3％～4％，粘度約增高6％，能降低一系列酶的活力，如大鼠肝臟的過氧化氨酶、DPN細(xì)胞色素C還原酶、脂酶等。已證明，同位素效應(yīng)對酶的反應(yīng)速度的影響非常深刻，同位素效應(yīng)的存在對整個實(shí)驗(yàn)過程能造成影響。因此，從生物實(shí)驗(yàn)到測量的每一環(huán)節(jié)都應(yīng)予以注意。同位素效應(yīng)的存在又不完全是壞事，例如人們利用同位素效應(yīng)來限速、觀察某些代謝活動過程。又如用次級同位素效應(yīng)研究鄰近基因變化對反應(yīng)動力學(xué)的影響。此類研究在藥物療效研究中具有很大的潛力。
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