稳定同位素的3大特点 稳定同位素
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稳定同位素(稳定同位素的3个特征)
谈到稳定同位素,新边肖有兴趣了解稳定同位素在医疗、农业和其他行业的应用 。新边肖收集整理了一些关于稳定同位素的详细资料,分享给大家 。
指的是质子数相同但中子数不同的同一种化学元素 。最常用的稳定同位素是碳-13 (13C)、氮-15(15N)、氢-2 (2H是氘)和氧(18O) 。这些同位素也被称为重元素,因为它们比普通元素重1到2个原子量单位 。
稳定同位素是天然同位素或非放射性同位素,即没有辐射衰变,质量永远不变 。
到目前为止,已经发现了274种稳定同位素 。
而氘(2H)、碳-13(13C)、氮-15(15N)、氧-18(18O)、氖-22(22Ne)、硼-10(10B)等产品已经工业化,并得到广泛应用 。
稳定同位素的质量不同,所以它们的核自旋性质差别很大,核磁共振的相对频率和灵敏度也差别很大,这为质谱、核磁共振等方法检测稳定同位素的丰度提供了技术基础 。
稳定同位素及其化合物的化学和生物学性质是相同的,但它们具有不同的核物理性质 。因此,稳定同位素可以作为示踪原子,制成含有稳定同位素的标记化合物 。利用它们与相应的非标记元素的不同特性,通过质谱仪、核磁共振仪等分析仪器,可以确定反应后稳定同位素的位置、数量和转化量,从而了解反应的机理、途径和效果 。
稳定同位素在自然界中无处不在,包括所有的化合物、水和大气,所以自然存在于动物、植物和人体中 。其物理化学性质与常见元素相同,因此可作为示踪剂标记化合物,用于科学研究、临床医学、药物生产等几乎所有自然领域 。
由于没有辐射污染,稳定同位素示踪剂可以用于任何对象,包括孕妇、婴儿和疾病患者,无论是口服还是注射都是绝对安全的 。
稳定同位素技术的另一个特点是高精度和超高精度,达到PPM级(即百万分之一精度) 。同时也确定了化合物的浓度,可以事半功倍,减少测试误差 。
现在,人们可以通过同位素技术同时测量许多不同的样品,从而提高测量效率 。这些高效率、高精度的特点是放射性同位素和其他技术无法比拟的 。
稳定同位素技术的第三个特点是其微观示踪能力和灵活性 。
显微术是指可以用来标记和示踪化合物分子中的一个或多个特定原子,如人体内葡萄糖分子中每个原子的不同代谢途径,哪些原子进入三羧酸循环产生能量,哪些原子进入脂肪代谢途径参与脂肪合成 。
【稳定同位素的3大特点 稳定同位素】聚脱氧核糖核酸(Polydenaturation)是指通过同位素标记位点的合理选择和巧妙设计,对化合物的不同代谢途径或产生过程进行示踪、定性和定量测定 。
由于上述特点,稳定同位素技术自20世纪中期,特别是20世纪70年代以来,在先进国家的医学、营养、代谢、食品、农业、生态、地质等科研生产领域得到了广泛应用 。
近年来,稳定同位素技术已成为基因工程、蛋白质组学、代谢组学和代谢工程等药物研究和生产前沿领域中广泛应用、独特高效甚至必不可少的技术,显著提高了解决科学问题的能力和生产效率 。
最新的例子是,德国科学家通过给动物喂食三代C-13氨基酸,成功标记了动物体内的所有蛋白质,并在细胞代谢方面有了重要发现 。
这项全新的技术堪比当年的聚合酶链式反应(PCR)技术,将迅速得到广泛推广应用,有力推动生命科学的发展 。
稳定同位素在自然界的无处不在,意味着这项技术的应用具有普适性,具有自然界显微镜的独特功能,将会揭示越来越多的自然界和人体的奥秘 。
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