示蹤技術(shù)及應(yīng)用

1、1放射性示蹤技術(shù)及應(yīng)用the Technology of Radioactive Trace and its Application放射性示蹤技術(shù)及應(yīng)用放射性示蹤技術(shù)及應(yīng)用the Technology of Radioactive Trace and its Application21 放射性示蹤技術(shù)概述放射性示蹤技術(shù)概述2 放射性示蹤法在工業(yè)中的應(yīng)用放射性示蹤法在工業(yè)中的應(yīng)用3 放射性示蹤法在化學(xué)中的應(yīng)用放射性示蹤法在化學(xué)中的應(yīng)用4 示蹤在考古學(xué)的應(yīng)用：年代測定技術(shù)示蹤在考古學(xué)的應(yīng)用：年代測定技術(shù)5 放射性示蹤法在生物學(xué)中的應(yīng)用放射性示蹤法在生物學(xué)中的應(yīng)用7 放射示蹤法在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用放射示蹤

2、法在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用6 放射性示蹤法在生物化學(xué)研究的應(yīng)用放射性示蹤法在生物化學(xué)研究的應(yīng)用8 放射性標(biāo)記化合物放射性標(biāo)記化合物9 放射性示蹤發(fā)展展望放射性示蹤發(fā)展展望 內(nèi)內(nèi) 容容3 1 1 放射性示蹤技術(shù)概述放射性示蹤技術(shù)概述n定義定義 應(yīng)用放射性同位素對普通原子或分子加以應(yīng)用放射性同位素對普通原子或分子加以標(biāo)記，利用高靈敏，無干擾的放射性測量標(biāo)記，利用高靈敏，無干擾的放射性測量技術(shù)研究被標(biāo)記物所顯示的性質(zhì)和運動規(guī)技術(shù)研究被標(biāo)記物所顯示的性質(zhì)和運動規(guī)律，以便追蹤發(fā)生的過程、運行狀況或研律，以便追蹤發(fā)生的過程、運行狀況或研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的科學(xué)手段。究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的科學(xué)手段。41.1 1.1 放射性示蹤技術(shù)

3、基本性質(zhì)放射性示蹤技術(shù)基本性質(zhì) 對于含有對于含有x x個個A A類原子和類原子和y y個個A A* *原子的系統(tǒng)，原子的系統(tǒng)，變化進入變化進入Z Z或或Z Z* *狀態(tài)，可表示為狀態(tài)，可表示為 S(xA,yAS(xA,yA* *)= Z(xA,yA)= Z(xA,yA* *) ) 或或= Z(x”A,y”AZ(x”A,y”A* *) )認為同種元素的各同位素的物理化學(xué)行為相同，認為同種元素的各同位素的物理化學(xué)行為相同，而同位素效應(yīng)可以忽略的情況下，則而同位素效應(yīng)可以忽略的情況下，則 x/x=y/yx/x=y/y 或或 x”/x=y”/yx”/x=y”/y即非放射性原子和放射性原子將有同等的分?jǐn)?shù)

4、進即非放射性原子和放射性原子將有同等的分?jǐn)?shù)進入變化生成的中間物或最終產(chǎn)物之中。入變化生成的中間物或最終產(chǎn)物之中。51.2 1.2 放射性示蹤技術(shù)的分類放射性示蹤技術(shù)的分類 化學(xué)標(biāo)記：化學(xué)標(biāo)記：放射性示蹤核素處于被研究系統(tǒng)放射性示蹤核素處于被研究系統(tǒng)組分相同的化合物中，跟蹤特定元素的運動，反組分相同的化合物中，跟蹤特定元素的運動，反應(yīng)或代謝過程，以得出關(guān)于該系統(tǒng)化學(xué)變化的信應(yīng)或代謝過程，以得出關(guān)于該系統(tǒng)化學(xué)變化的信息。息。 物理標(biāo)記：物理標(biāo)記：放射性示蹤核素不是被追蹤系統(tǒng)放射性示蹤核素不是被追蹤系統(tǒng)的基本部分，而是以某種方式附著在被研究的對的基本部分，而是以某種方式附著在被研究的對象或介質(zhì)上，它

5、的輻射可以用某種方法被探測，象或介質(zhì)上，它的輻射可以用某種方法被探測，但其化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)并不重要。但其化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)并不重要。61) 用示蹤原子標(biāo)記待研究的物質(zhì)，追蹤其化學(xué)變用示蹤原子標(biāo)記待研究的物質(zhì)，追蹤其化學(xué)變化或在有機體內(nèi)的運動規(guī)律?；蛟谟袡C體內(nèi)的運動規(guī)律。2) 將示蹤原子與待研究物質(zhì)完全混合。然后追蹤將示蹤原子與待研究物質(zhì)完全混合。然后追蹤示蹤原子。比如，研究河流中泥沙遷移規(guī)律，示蹤原子。比如，研究河流中泥沙遷移規(guī)律，山坡地上水土流失規(guī)律，管道中液體的輸運過山坡地上水土流失規(guī)律，管道中液體的輸運過程等。程等。3) 將示蹤原子加入待研究對象中，然后跟蹤。比將示蹤原子加入待研究對象中，然后跟

6、蹤。比如煉鐵高爐爐襯燒損程度的監(jiān)測等。如煉鐵高爐爐襯燒損程度的監(jiān)測等。1.3 1.3 放射性示蹤技術(shù)的方式放射性示蹤技術(shù)的方式71.4 1.4 放射性示蹤技術(shù)的特點放射性示蹤技術(shù)的特點n靈敏度高靈敏度高F可探測可探測1nCi, 10100Ci/g市售市售AsnAs7675),(S=0.52Ci/g 對對1mCi的放射性的放射性As,前一種樣品的質(zhì)量前一種樣品的質(zhì)量0.01mg 后一種后一種=20.5 mg16放射性示蹤劑的選擇n放射性核素的純度放射性核素的純度F檢驗放射性純度和放射化學(xué)純度；提純檢驗放射性純度和放射化學(xué)純度；提純n放射性核素的毒性放射性核素的毒性F盡量選擇低毒性核素；盡量選擇低

7、毒性核素； 90Sr 高毒高毒 , 89Sr 中中毒毒n示蹤劑的示蹤劑的生物半衰期生物半衰期F選擇生物半衰期短的示蹤劑，減少輻射劑量選擇生物半衰期短的示蹤劑，減少輻射劑量17最常用的放射性示蹤核素最常用的放射性示蹤核素核素CAS登錄號Chemical Abstract Service T1/2化活度（Bq/mMl）射線能量（Mev）衰變產(chǎn)物生物半衰期d14C14762-75-55.730Y0.156,10014N103H10028-17-812.3Y0.018,1003He1235S15117-53-086.7d0.17,10035Cl9032P14596-37-314.3d1.7,10032

8、S257125I14158-31-760.2d0.03,90125Te138101038. 212101 . 113102 . 5 14106 . 3 131086. 7許多標(biāo)記化合物都是 14C和3H 為基礎(chǔ)制取的.迄今,作為商品出售的放射性標(biāo)記化合物已達1000多種,其中, 14C標(biāo)記化合物約600多種, 3H約300多種, 125I和131I 標(biāo)記有100多種.182 放射性示蹤法在工業(yè)中的應(yīng)用放射性示蹤法在工業(yè)中的應(yīng)用工業(yè)中工業(yè)中流率測量流率測量常用方法：常用方法：放射性示蹤技術(shù)放射性示蹤技術(shù)優(yōu)點：優(yōu)點：測量準(zhǔn)確度與速度分布圖無關(guān)，適用性強。測量準(zhǔn)確度與速度分布圖無關(guān)，適用性強。常用方

9、法：常用方法：F通過時間法：用于流體體積已知的密封管道。通過時間法：用于流體體積已知的密封管道。F連續(xù)稀釋法：用于流體截面不精確，如敞開的溝渠。連續(xù)稀釋法：用于流體截面不精確，如敞開的溝渠。F總計數(shù)法：稀釋法的變更總計數(shù)法：稀釋法的變更19 2.1 2.1 133133Xe-Xe-地地下管道檢漏下管道檢漏202.2 2.2 管道流率測定管道流率測定信號處理顯示信號處理顯示QQVifeCC/V探測器探測器探測器探測器Q Ci CfSi Sf QVifeSS/CSln(/)fiVQSS 21ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小閃爍室 220220RnRn流氣法流氣法測管道流量測管道流量 . 基

10、本原理基本原理0 1 2 3 4小閃爍室小閃爍室 a小閃爍室小閃爍室 b可調(diào)容器可調(diào)容器 如圖所示, 0點為釷射氣220Rn釋放點, 管道流量為Q, 小閃爍室的容積為Vc ，2點至3點之間(包含可調(diào)容器)的容積為Vk，220Rn的衰變常數(shù)為，則在穩(wěn)定層流狀態(tài)下，根據(jù)放射性衰變規(guī)律，各點的220Rn濃度為：QVceCC/12QVVkceCC/)(13QVVkceCC/ )2(1422ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小閃爍室 220220RnRn流氣法流氣法測管道流量測管道流量220Rn在小閃爍室a和小閃爍室b的衰變率為：/121(1)cVQaDPMCCCe()/341(1)ckcVVQVQ

11、bDPMCCC ee設(shè)小閃爍室的探測效率為， ThA(216Po )的半衰期(0.16秒)很短，可以認為220Rn連續(xù)發(fā)射2個粒子，則小閃爍室a和小閃爍室b測到的計數(shù)率為：aaaDPMCPM2bbbDPMCPM223QVVbabbaabakceDPMDPMCPMCPM/ )(abbakcCPMCPMLnVVQ/)(小閃爍室a和小閃爍室b測到的計數(shù)率比值為：流經(jīng)管道的氣體流量Q為:ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小閃爍室 220220RnRn流氣法流氣法測管道流量測管道流量24 轉(zhuǎn)子流量計 固體釷源 小玻璃管 氣流緩沖瓶 環(huán)境空氣 1 2 3 4 電壓可調(diào)電動抽氣泵 空氣過濾器 a b 光

12、電倍增管 環(huán)境 流量調(diào)節(jié)閥 FH463A 自動 FD125室內(nèi)氡釷 定標(biāo)器 分析儀 實驗裝置連接圖 2 . 實驗裝置實驗裝置ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小閃爍室 220220RnRn流氣法流氣法測管道流量測管道流量253 . 實驗結(jié)果實驗結(jié)果有關(guān)參數(shù)：有關(guān)參數(shù)：小閃爍室容積 ：Vc=64(ml), 即流率低于740ml/min時216Po和220Rn已經(jīng)達到平衡;延遲體積：Vk=64 (ml); 小閃爍室的探測效率：a= b=100%, 220Rn的衰變常數(shù)：=1.32(min-1)；氣體流率：Q與Q分別表示實際流率與測量流率值（ml/min）ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小

13、閃爍室 220220RnRn流氣法流氣法測管道流量研究測管道流量研究26ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小閃爍室 220220RnRn流氣法流氣法測管道流量測管道流量277136816035755204744123733152672060y = 0.9873xR2 = 0.994401002003004005006007008000100200300400500600700800實際流量Q測量流量Q測量流量Q與實際流量Q比對曲線線性 (測量流量Q與實際流量Q比對曲線) 測量流率測量流率QQ與實際流率與實際流率Q Q的比對曲線的比對曲線ZnS(AgZnS(Ag) )小閃爍室小閃爍室 220

14、220RnRn流氣法流氣法測管道流量測管道流量283 放射性示蹤法在化學(xué)中的應(yīng)用放射性示蹤法在化學(xué)中的應(yīng)用n分子結(jié)構(gòu)的研究分子結(jié)構(gòu)的研究如：同位素交換反應(yīng)如：同位素交換反應(yīng) 12CO2+13CH4=13CO2+12CH4 13CO2+H12CO3-=12CO2+H13CO3 因同位素核質(zhì)量的不同使原子或分子的能級發(fā)生變化，因同位素核質(zhì)量的不同使原子或分子的能級發(fā)生變化，從而引起光譜譜線位移，因此可以進行分子結(jié)構(gòu)的研究。從而引起光譜譜線位移，因此可以進行分子結(jié)構(gòu)的研究。 n化學(xué)反應(yīng)機理研究化學(xué)反應(yīng)機理研究F化學(xué)鍵的形成方式化學(xué)鍵的形成方式F反應(yīng)中發(fā)生的分子重排反應(yīng)中發(fā)生的分子重排、異構(gòu)、裂解、水

15、解過程、異構(gòu)、裂解、水解過程F催化反應(yīng)中吸附催化機理、吸附分子壽命催化反應(yīng)中吸附催化機理、吸附分子壽命293.1 放射分析化學(xué)方法放射分析化學(xué)方法n 同位素稀釋法同位素稀釋法 原理：放射示蹤劑與待測物混合原理：放射示蹤劑與待測物混合分離分離測量測量 實例：實例：P&GP&G公司測定洗衣粉中主要成分的殘留量公司測定洗衣粉中主要成分的殘留量n放射分析法放射分析法 原理：泛指用放射示蹤劑測定濃度的各種方法原理：泛指用放射示蹤劑測定濃度的各種方法 實例：實例：5050萬年前北京猿人會不會用火萬年前北京猿人會不會用火30 G. de Hevesy G. de Hevesy （1885-1

16、9661885-1966） 在盧瑟福實驗室工作期間，因懷在盧瑟福實驗室工作期間，因懷疑女房東總是把剩菜改頭換面之疑女房東總是把剩菜改頭換面之后給他吃。于是，他在剩菜中放后給他吃。于是，他在剩菜中放上微量的釷，然后在下一次的菜上微量的釷，然后在下一次的菜中檢驗是否有放射性，結(jié)果他都中檢驗是否有放射性，結(jié)果他都能準(zhǔn)確地判斷是剩菜還是新菜。能準(zhǔn)確地判斷是剩菜還是新菜。 19431943年榮獲諾貝爾化學(xué)獎，獲獎年榮獲諾貝爾化學(xué)獎，獲獎原因原因“使用同位素作為化學(xué)過程使用同位素作為化學(xué)過程研究的示蹤劑研究的示蹤劑”。 核醫(yī)學(xué)的創(chuàng)立者。核醫(yī)學(xué)的創(chuàng)立者。314 示蹤在考古學(xué)的應(yīng)用：示蹤在考古學(xué)的應(yīng)用：年代測

17、定技術(shù)年代測定技術(shù)01lnpNtN1ln (1)dpNtN基本原理公式基本原理公式 設(shè)母核素的衰變常數(shù)為設(shè)母核素的衰變常數(shù)為，初始時核數(shù)為，初始時核數(shù)為N0，t時刻為時刻為Np，子核素的核數(shù)為子核素的核數(shù)為Nd，則有：，則有：32母核子核母核半衰期（年）87Rb87Sr(4.0720.04)1010238U206Pb(4.4680.002)10940K40Ar+40Ca(1.2770.008)109235U208Pb(7.0380.005)10836Cl36Ar(3.000.02)10514C14N5730 403H3He12.28 0.003用于年代測量的天然放射性核素用于年代測量的天然放射

18、性核素334.1 4.1 碳碳1414測定技術(shù)測定技術(shù) 利用碳的放射性同位素碳利用碳的放射性同位素碳1414的放射性測定生物體遺骸的放射性測定生物體遺骸及其他地質(zhì)樣品的絕對年代的是及其他地質(zhì)樣品的絕對年代的是W.F.W.F.利比利比于于19471947年創(chuàng)立年創(chuàng)立, ,他他也因此獲得也因此獲得19601960年的諾貝爾化學(xué)獎。年的諾貝爾化學(xué)獎。 基本原理：基本原理：宇宙線的中子同大氣中的氮宇宙線的中子同大氣中的氮-14-14反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生具有放射性的碳具有放射性的碳14,14,其平均壽命其平均壽命826682663030年。由于產(chǎn)年。由于產(chǎn)生和衰變之間的平衡，加上碳生和衰變之間的平衡，加

19、上碳1414的平均壽命較長和大氣、的平均壽命較長和大氣、海洋等巨大的碳的交換貯存庫的調(diào)劑海洋等巨大的碳的交換貯存庫的調(diào)劑, ,使得大氣中的使得大氣中的COCO2 2的碳的碳1414的放射性比活度基本保持為一不變的常數(shù)的放射性比活度基本保持為一不變的常數(shù)A A0 0。34生物體同大氣進行氣體交換，其體內(nèi)的碳生物體同大氣進行氣體交換，其體內(nèi)的碳14的放射性比活的放射性比活度也十分接近為度也十分接近為A0 。一旦生物體死亡。一旦生物體死亡,它同大氣的交換停止它同大氣的交換停止,其碳其碳14的放射性比活度的放射性比活度A就按指數(shù)規(guī)律減少就按指數(shù)規(guī)律減少 A = A0e-t/ 測量測量A和和A0的值的值

20、,就能定出生物體從死亡至今的絕對年代就能定出生物體從死亡至今的絕對年代t。 碳碳-14測年法分為測年法分為常規(guī)碳常規(guī)碳-14測年法測年法和和加速器質(zhì)譜碳加速器質(zhì)譜碳-14測測年法年法兩種。當(dāng)時，兩種。當(dāng)時，Libby發(fā)明的就是常規(guī)碳發(fā)明的就是常規(guī)碳-14測年法。測年法。35 碳碳-14測定年代主要是采用低本底、低能量（碳測定年代主要是采用低本底、低能量（碳-14的最大的最大能量為能量為0.156MeV）的）的測量技術(shù)。因為天然碳中的碳測量技術(shù)。因為天然碳中的碳-14放射放射性比活度很低，性比活度很低，A0為為2.25102Bq/kg，而樣品年代愈古老，而樣品年代愈古老,A值愈低。目前常用的探測

21、器有正比計數(shù)器和液體閃爍計數(shù)器。值愈低。目前常用的探測器有正比計數(shù)器和液體閃爍計數(shù)器。測量時采用屏蔽，宇宙線反符合環(huán)，假信號甄別等方法來降測量時采用屏蔽，宇宙線反符合環(huán)，假信號甄別等方法來降低探測器的本底。目前碳低探測器的本底。目前碳-14 方法的最大可測年限為四五萬方法的最大可測年限為四五萬年，測量精確度一般為一百年左右。用加速器的超靈敏質(zhì)譜年，測量精確度一般為一百年左右。用加速器的超靈敏質(zhì)譜儀直接測定樣品中的儀直接測定樣品中的碳碳-14原子數(shù)目原子數(shù)目，有可能將碳，有可能將碳-14方法的方法的最大可測年代增至近十萬年。最大可測年代增至近十萬年。36 加速器質(zhì)譜碳加速器質(zhì)譜碳-14測年法具有

22、明顯的獨特優(yōu)點。一是測年法具有明顯的獨特優(yōu)點。一是樣品用量少，只需樣品用量少，只需15毫克樣品就可以了，如一小片織物、毫克樣品就可以了，如一小片織物、骨屑、古陶瓷器表面或氣孔中的微量碳粉都可測量；而常骨屑、古陶瓷器表面或氣孔中的微量碳粉都可測量；而常規(guī)碳規(guī)碳-14測年法則需測年法則需15克樣品，相差克樣品，相差3個數(shù)量級。二是靈個數(shù)量級。二是靈敏度高，其測量同位素比值的靈敏度可達敏度高，其測量同位素比值的靈敏度可達10-15至至10-16；而；而常規(guī)碳常規(guī)碳-14測年法則與之相差測年法則與之相差57個數(shù)量級。三是測量時間個數(shù)量級。三是測量時間短，若要達到短，若要達到1%的精度，只需的精度，只需

23、1020分鐘；而常規(guī)碳分鐘；而常規(guī)碳-14測年法卻需測年法卻需1220小時。小時。37 碳碳-14測定年代方法的可靠性已經(jīng)被對已知年代的考古測定年代方法的可靠性已經(jīng)被對已知年代的考古樣品和生物樣品樣品和生物樣品(樹木年輪樹木年輪)的測定所證實，并在考古學(xué)、人的測定所證實，并在考古學(xué)、人類學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用?？梢哉f，對測定類學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。可以說，對測定50000年以內(nèi)的文物樣品，加速器質(zhì)譜碳年以內(nèi)的文物樣品，加速器質(zhì)譜碳-14測年法是測定精測年法是測定精度最高的一種。度最高的一種。 38 對動則上億年（地球年齡對動則上億年（地球年齡45億年）的地質(zhì)年代，利用億年

24、）的地質(zhì)年代，利用半衰期僅半衰期僅5700年的碳年的碳-14斷代是不可能的事情斷代是不可能的事情(why?)。幸好。幸好在礦石中，有其他的放射性物質(zhì)可以利用：例如鈾在礦石中，有其他的放射性物質(zhì)可以利用：例如鈾-238會會衰變?yōu)殂U衰變?yōu)殂U206，其半衰期為，其半衰期為45億年；云母或長石中的鉀億年；云母或長石中的鉀-40會衰變?yōu)闅鍟プ優(yōu)闅?0，其半衰期為，其半衰期為13億年等。億年等。 394.2 4.2 鉀鉀- -氬法斷代氬法斷代 利用礦物質(zhì)中鉀利用礦物質(zhì)中鉀-40衰變成氬衰變成氬-40的原理來進行斷代的技術(shù)。的原理來進行斷代的技術(shù)。測定年代的范圍在測定年代的范圍在10萬年以上。它是古人類學(xué)

25、中常用的放射性萬年以上。它是古人類學(xué)中常用的放射性斷代方法之一。斷代方法之一。 鉀在地殼中含量豐富鉀在地殼中含量豐富,重量約占重量約占2.8。它有兩個主要的非。它有兩個主要的非放射性同位素鉀放射性同位素鉀-39、鉀、鉀-41,共占共占99.9%以上。另有一個放射性以上。另有一個放射性同位素鉀同位素鉀-40，只占，只占0.0118。鉀。鉀-40有兩種不同的衰變方式有兩種不同的衰變方式,約約有有9%放射一個電子放射一個電子,衰變成鈣衰變成鈣-40,余余91以捕獲以捕獲K層一個電子的層一個電子的方式衰變成氬方式衰變成氬-40。放射性成因鈣。放射性成因鈣-40與原來巖石中的鈣與原來巖石中的鈣-40，無

26、，無法加以區(qū)別，難以定量估計。因此只有鉀法加以區(qū)別，難以定量估計。因此只有鉀-40衰變成氬衰變成氬-40容易容易測定，可作為斷代的根據(jù)。測定，可作為斷代的根據(jù)。40 氬是惰性氣體。在火山巖形成時，由于高溫，氬是惰性氣體。在火山巖形成時，由于高溫， 巖石中不巖石中不可能保留有氣體。冷卻后，可能保留有氣體。冷卻后， 放射性成因氬放射性成因氬-40才逐漸在巖石才逐漸在巖石中積累。中積累。 因此只要測出巖石中的鉀因此只要測出巖石中的鉀-40和放射性成因氬和放射性成因氬-40的的含量，就可以定出該巖石形成的年代。含量，就可以定出該巖石形成的年代。 在實驗上需要對來自在實驗上需要對來自空氣中的氬空氣中的氬

27、-40污染作扣除校正。污染作扣除校正。41 鉀鉀 -氬法斷代主要應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)上測定火山巖的年代，氬法斷代主要應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)上測定火山巖的年代，因為鉀因為鉀-40的半衰期很長，約有的半衰期很長，約有13億年億年,年輕樣品累積的氬年輕樣品累積的氬-40很少很少,不易測準(zhǔn)，誤差較大。考古上的應(yīng)用主要是確定年代不易測準(zhǔn)，誤差較大?？脊派系膽?yīng)用主要是確定年代久遠的舊石器時代早期遺址和古人類的年代。如遺址或古人久遠的舊石器時代早期遺址和古人類的年代。如遺址或古人類化石被埋在火山灰中，或者遺址地層與火山巖層相關(guān)聯(lián)能類化石被埋在火山灰中，或者遺址地層與火山巖層相關(guān)聯(lián)能進行比較，則可利用此種火山巖作鉀進行比較，則

28、可利用此種火山巖作鉀 -氬法測定，以定出古氬法測定，以定出古人類遺址的絕對年代。人類遺址的絕對年代。42例題例題 ：在蒙古發(fā)現(xiàn)翼手龍的化石，設(shè)同地質(zhì)層中的長石內(nèi)，鉀在蒙古發(fā)現(xiàn)翼手龍的化石，設(shè)同地質(zhì)層中的長石內(nèi)，鉀與氬的比例為與氬的比例為 92:8，請由此估算其年代。，請由此估算其年代。t = (1.277109ln2)ln(1+8 /92) = 1.5365 108(年年)即即 約一億約一億5365萬年前，時當(dāng)侏羅紀(jì)后期。萬年前，時當(dāng)侏羅紀(jì)后期。435 放射性示蹤法在生物學(xué)中的應(yīng)用放射性示蹤法在生物學(xué)中的應(yīng)用 1717世紀(jì)：光學(xué)顯微鏡發(fā)明標(biāo)志著生物醫(yī)學(xué)發(fā)展中的世紀(jì)：光學(xué)顯微鏡發(fā)明標(biāo)志著生物醫(yī)學(xué)

29、發(fā)展中的里程碑里程碑2020世紀(jì)：放射性示蹤技術(shù)的誕生對生物學(xué)推進同樣世紀(jì)：放射性示蹤技術(shù)的誕生對生物學(xué)推進同樣重要重要44n其原理是將放射性同位素（如其原理是將放射性同位素（如14C14C和和3H3H）標(biāo)記）標(biāo)記的化合物導(dǎo)入生物體內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，將的化合物導(dǎo)入生物體內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，將標(biāo)本制成切片或涂片，涂上鹵化銀乳膠，經(jīng)一標(biāo)本制成切片或涂片，涂上鹵化銀乳膠，經(jīng)一定時間的放射性曝光，組織中的放射性即可使定時間的放射性曝光，組織中的放射性即可使乳膠感光。然后經(jīng)過顯影、定影處理顯示還原乳膠感光。然后經(jīng)過顯影、定影處理顯示還原的黑色銀顆粒，即可得知標(biāo)本中標(biāo)記物的準(zhǔn)確的黑色銀顆粒，即可得知標(biāo)本

30、中標(biāo)記物的準(zhǔn)確位置和數(shù)量，放射自顯影的切片還可再用染料位置和數(shù)量，放射自顯影的切片還可再用染料染色，這樣便可在顯微鏡下對標(biāo)記上放射性的染色，這樣便可在顯微鏡下對標(biāo)記上放射性的化合物進行定位或相對定量測定?；衔镞M行定位或相對定量測定。5.1 放射自顯影術(shù)放射自顯影術(shù) Radioautography45卡爾文循環(huán)（光合碳循環(huán)）：卡爾文循環(huán)（光合碳循環(huán)）：用放射性示蹤技術(shù)研究植用放射性示蹤技術(shù)研究植物的光合作用過程，發(fā)現(xiàn)植物吸收物的光合作用過程，發(fā)現(xiàn)植物吸收COCO2 2以及以及COCO2 2被還原為碳被還原為碳水化合物并轉(zhuǎn)化為葡萄糖。水化合物并轉(zhuǎn)化為葡萄糖。 由于每一次放射性衰變能夠指示出單個原

31、子所處的位置，由于每一次放射性衰變能夠指示出單個原子所處的位置，因此在各個化學(xué)反應(yīng)的各個階段，通過高靈敏度的探測因此在各個化學(xué)反應(yīng)的各個階段，通過高靈敏度的探測器可以一直跟蹤某種放射性核素的徑跡，從而可以窺視器可以一直跟蹤某種放射性核素的徑跡，從而可以窺視用其他技術(shù)不能發(fā)現(xiàn)的反應(yīng)機理和歷程用其他技術(shù)不能發(fā)現(xiàn)的反應(yīng)機理和歷程19611961，卡爾文，卡爾文 獲得諾貝爾化學(xué)獎。獲獎原因：研究光合獲得諾貝爾化學(xué)獎。獲獎原因：研究光合作用的化學(xué)過程。作用的化學(xué)過程。5.2 放射性示蹤法研究光合作用放射性示蹤法研究光合作用46476 放射性示蹤法在生物化學(xué)研究中的應(yīng)用放射性示蹤法在生物化學(xué)研究中的應(yīng)用n

32、生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝F確定代謝途徑或中間代謝環(huán)節(jié)確定代謝途徑或中間代謝環(huán)節(jié)F找出代謝物在體內(nèi)發(fā)生變化之后的產(chǎn)物找出代謝物在體內(nèi)發(fā)生變化之后的產(chǎn)物F找出體內(nèi)存在的各種生化物質(zhì)的前身找出體內(nèi)存在的各種生化物質(zhì)的前身486 放射性示蹤法在生物化學(xué)研究中的應(yīng)放射性示蹤法在生物化學(xué)研究中的應(yīng)用用n傳統(tǒng)實驗方法傳統(tǒng)實驗方法F整體實驗整體實驗 F離體實驗離體實驗F傳統(tǒng)實驗方法的缺點傳統(tǒng)實驗方法的缺點n同位素示蹤法同位素示蹤法F示蹤量，不破壞體內(nèi)生理過程的平衡示蹤量，不破壞體內(nèi)生理過程的平衡F3H（T1/2=12.3 y), 14C(T1/2=5730 y), F液體閃爍測量液體閃爍測量; 加速器質(zhì)譜法（加速器質(zhì)譜法（AMS）497 放射示蹤法在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用放射示蹤法在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用n目前全世界目前全世界80%80%的同位素用于醫(yī)學(xué)的同位素用于醫(yī)學(xué)n核藥物的分類核藥物的分類 診斷核藥物診斷核藥物： 進入體內(nèi)的示蹤劑，產(chǎn)生進入體內(nèi)的示蹤劑，產(chǎn)生射線，通過體外監(jiān)測裝置射線，通過體外監(jiān)測裝置記錄示蹤劑在體內(nèi)的位置、不同器官濃度及隨時間的記錄示蹤劑在體內(nèi)