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同位素示踪法
周永康
（湖北襄樊四中，湖北襄樊邮编441021）
1示踪原子和同位素示踪法
根据高中物理第三册（人教版）上的论述，简单地说，带有“放射性标记”的原子叫做示踪原子。
同位素示踪法（isotopictracermethod）是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。打个比方；所谓同位素示踪法，就是把示踪原子派出去当“侦察兵”，或者说让它去跟踪。示踪原子可以让许多人们以前无法观察到的事情和物质“原形毕露”。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发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。这里还有一个有趣的故事：有一位德国科学家格奥克·封·赫威西怀疑他住所的女房东用客人吃剩的碎肉做杂烩。为了验证他的推测，他在一块肉上滴了一滴放射性很弱的溶液，然后把这块肉留在盘子里。第二天，饭桌上就有杂烩菜。赫威西拿盖革计数器(一种检查放射性的仪器)凑近它，果然，这个仪器立刻滴嗒滴嗒响起来，表明杂烩是拿吃剩的肉做成的。
2放射性同位素的特点
放射性同位素（radiosotlope）是不稳定的。它的原子核会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“核衰变”。放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α射线、β射线、γ射线和电子俘获等，但是放射性同位素在进行核衰变的时候并不一定能同时放射出这几种射线。核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处化学状态的影响，只和时间有关。放射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰期”来表示。常用同位素性质（前20号元素）如下表：
常用同位素性质列表（前20号）
放射性核素半衰期射线类型3H12.4yearsβ-7Be53.3daysECa11C20.5minβ+14C5760yearβ-22Na2.6yearβ+γ24Na14.8hβ-γ28Mg21.4hβ-31Si170minβ-32P14.3daysβ-33P25daysβ-35S87.4daysβ-36Cl310000yearsβ-κ38Cl38.5minβ-γ42K12.4hβ-γ45Ca165daysβ-47Ca4.54daysβ-3同位素示踪法的基本原理和特点
同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物、药物和代谢物质等）代替相应的不具有标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪、气相层析仪、核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer）。但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点。放射性同位素示踪法具有以下四个特点：
3.1灵敏度高
放射性同位素示踪法可测到10-17－10-21Kg水平，即可以从1015个非放射性原子中检测出一个放射性原子，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-15Kg水平。3.2方法简便
放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤。体内(动物、植物和其他物体的内部)示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析。随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线(能量较低)的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
3.3定位定量准确
放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变,与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。
3.4符合生理条件
在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。
放射性同位素示踪法的优点如上所述，但也存在一些缺陷。如从事放射性同位素工作的人员要受一定的专门训练；要具备相应的安全防护措施和条件；在目前