放射性示蹤法（radioactive tracer method）是將可探測的放射性核素添入化學、生物或物理系統中，標記研究材料，以便追蹤發生的過程、運行狀況或研究物質結構等的科學手段。這种放射性示蹤物稱為示蹤原子或標記原子。詞條介紹了方法的原理、特點、示蹤劑的特性、以及放射性示蹤法在化學、生物學、生物化學等方面的套用。
基本介紹
- 中文名：放射性示蹤法
- 外文名：radioactive tracer method
- 套用領域：化學、生物學、生物化學等方面
- 涉及學科：核化學、生物學、生物化學
- 過程：標記、追蹤
- 關鍵：示蹤原子或標記原子
定義介紹,原理,特點,特性,套用範圍,發展展望,
定義介紹
放射性示蹤法（radioactive tracer method） 由於放射性核素不斷發出輻射，無論它運動到哪裡，都很容易用探測器探知它的下落，因此可以用作示蹤物來辨別其他物質的運動情況和變化規律。這种放射性示蹤物稱為示蹤原子或標記原子。
原理
放射性一種帶有特殊標記的物質，當它加入到被研究對象中後，人們可根據其運動和變化來洞悉原來不易或不能辨認的被研究對象的運動和變化規律。
示蹤的套用，隱含著兩個假定：一是放射性核素和它的穩定同位素化學性質相同；二是研究對象的化學特性不受放射性衰變的影響。第一個假定僅當同位素的質量效應很重要時才是不正確的，。第二個假定，只要示蹤物的濃度很小就是正確的。
特點
1、靈敏度高
可探測<1 nCi, 10-14~10-13 g ；化學分析只能達到10-9 g。
2、測量簡便、易分辨
不受非放雜質干擾，活體研究，體外測量。
3、提供原子、分子水平的研究手段
微觀作用機理、動態變化過程。
4、合乎生理條件
不擾亂體內生理過程的平衡狀態 。
5、能定位
核顯像技術，組織器官、細胞、亞細胞水平定量定位。
特性
化學性質完全相同，但同位素化學性質相同，可正確反映研究對象在物理、化學和生物過程中的性質和行為，而且核素的放射特性不改變物質的物理和化學性質。
放射性示蹤劑的選擇
1、放射性半衰期
2、輻射類型和能量
β探測效率高，易於防護； 32P; 14C, 3H
γ穿透性好， 100-600 keV; 99mTc, 111In, 201Tl
3、放射性比活度
原始比活度足夠高；
4、放射性核素的純度
檢驗放射性純度和放射化學純度；提純
5、放射性核素的毒性
儘量選擇低毒組核素； 90Sr 高毒 , 89Sr 中毒
6、示蹤劑的生物半衰期
選擇生物半衰期短的示蹤劑，減少輻射劑量
套用範圍
放射性示蹤法在化學中的套用
1、分子結構的研究：
同位素交換反應
2、化學反應機理研究
（1）化學鍵的形成方式
（2）反應中發生的分子重排、異構、裂解、水解過程
（3）催化反應中吸附催化機理、吸附分子壽命
3、同位素稀釋法
原理：放射示蹤劑與待測物混合→分離→測量
實例：P&G公司測定洗衣粉中主要成分的殘留量
4、放射分析法
原理：泛指用放射示蹤劑測定濃度的各種方法
實例：50萬年前北京猿人會不會用火
5、活化分析法
原理：中子輻照樣品，通過活化生成的放射性核素的半衰期、衰變類型與能量等衰變特性進行鑑定。
套用：定性和定量地測定複雜樣品原子組成的一種高靈敏度無損檢驗方法，套用於空氣、水、土壤樣品、地質樣品、海洋系統和生物系統中痕量組分的分析。
實例：利用古畫顏料礦物含量鑑別年代。
放射性示蹤法在生物學中的套用
17世紀：光學顯微鏡發明標誌著生物醫學發展中的里程碑
20世紀：放射性示蹤技術的誕生對生物學推進同樣重要
1、研究植物的營養生理、對營養元素以及農藥的吸附、轉運、分配和積累規律
2、研究人和動物體內物質的吸收、分布、代謝和排泄情況
3、為分子生物學提供原子和分子水平的研究手段
4、套用於基因工程
放射自顯影技術
原理：
放射性核素的電離輻射使照相乳膠感光，顯示樣品中的放射性分布，從而給出定位和定量信息
放射自顯影技術
放射自顯影技術放射性示蹤法研究光合作用
套用在光合作用放射性示蹤法在生物化學研究的套用
1、生物體內的物質代謝
2、確定代謝途徑或中間代謝環節
3、找出代謝物在體內發生變化之後的產物
4、找出體記憶體在的各種生化物質的前身
1、傳統實驗方法
整體實驗 離體實驗
2、同位素示蹤法
示蹤量，不破壞體內生理過程的平衡 3H（T1/2=12.3 y), 14C(T1/2=5730 y), 液體閃爍測量; 加速器質譜法（AMS）
放射示蹤法在醫學上的套用
目前全世界80%的同位素用於醫學主要核藥物的分類 與診斷核藥物：
進入體內的示蹤劑，產生γ射線，通過體外監測裝置記錄示蹤劑在體內的位置、不同器官濃度及隨時間的變化。
如：掃描機、 γ相機、SPECT（單光子發射計算機斷層
技術）、PET （正電子發射計算機斷層技術）
顯象：平面顯象、三維斷層顯象、動態顯象
治療核藥物：
利用放射性核素衰變時產生射線的輻照效應達到治療的目的。
多為α、β衰變
劑量定位在體內某特定部位
如：131I-NaI：治療甲抗、甲狀腺癌
發展展望
1、核醫學發展更加普及
2、形成相關高科技產業
3、社會效益顯著：心血管病和腫瘤
今後的發展方向
珠聯璧合：
核輻射探測技術的高靈敏度+現代計算機技術
