核技術(shù)應(yīng)用及進展(3同位素示蹤)

同位素示蹤

IsotopicTracer

1重點同位素示蹤法的原理。同位素示蹤法的關(guān)鍵性技術(shù)。同位素示蹤法的應(yīng)用。常用同位素及其特性。20示蹤的定義水產(chǎn)專家為中華鱘裝“GPS”通過衛(wèi)星進行跟蹤定位外，配有溫度、光強、壓力、電壓等探頭，可對中華鱘游經(jīng)區(qū)域的環(huán)境因子進行全方位的實時監(jiān)測。

30示蹤的定義尋找地下河道，用顏料作“標記”。40示蹤的定義蹤：就是蹤跡、痕跡、標記，等等。示：就是展示、揭示、揭露，等等。示蹤：是指給觀察對象加上“標記”，再引入被研究的系統(tǒng)，觀察標記對象在該系統(tǒng)內(nèi)的運動和轉(zhuǎn)化規(guī)律。51同位素示蹤的定義如何標記原子？要觀察到原子，人需縮小幾十億倍。61同位素示蹤的定義應(yīng)用放射性同位素對普通原子或分子加以標記，利用高靈敏，無干擾的放射性測量技術(shù)研究被標記物所顯示的性質(zhì)和運動規(guī)律，以便追蹤發(fā)生的過程、運行狀況或研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的科學手段。71同位素示蹤的定義用示蹤原子標記待研究的物質(zhì)，追蹤其化學變化或在有機體內(nèi)的運動規(guī)律。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，山坡地上水土流失規(guī)律，管道中液體的輸運過程等。81同位素示蹤的定義將示蹤原子加入待研究對象中，然后跟蹤。比如煉鐵高爐爐襯燒損程度的監(jiān)測等。91同位素示蹤的定義放射性同位素及探測技術(shù)的出現(xiàn)，使幻想成為現(xiàn)實?？茖W研究中，通常使用核素作為標記物，所以示蹤也稱核素示蹤，其中采用放射性核素標記時，稱為放射性示蹤(或同位素示蹤)。101同位素示蹤的定義將可探測的放射性核素添入化學、生物或物理系統(tǒng)中，標記研究材料，以便追蹤發(fā)生的過程、運行狀況或研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的科學手段。111同位素示蹤的定義在被研究的樣品中加“示蹤劑”(放射性同位素和標記化合物)，然后通過測定示蹤劑的位置和數(shù)量，追蹤探測樣品內(nèi)部示蹤原子放射性水平的變化及其活動情況來顯示被研究樣品的運動和變化規(guī)律，它能使我們在極復(fù)雜和隱蔽的化學和物理過程中來研究運動。122同位素示蹤的原理

同位素(及其化合物)與普通元素(及其化合物)之間的化學性質(zhì)和生物學性質(zhì)是相同的，只是核物理性質(zhì)不同。因此，用同位素作為一種標記，制成含有同位素的標記化合物(如標記食物，藥物和代謝物質(zhì)等)代替相應(yīng)的非標記化合物。通過核儀器探測放射性同位素不斷地放出特征射線，就可以隨時追蹤它在體內(nèi)或體外的位置、數(shù)量及其轉(zhuǎn)變等。132同位素示蹤的原理穩(wěn)定性同位素雖然不釋放射線，但可以利用它與普通相應(yīng)同位素的質(zhì)量之差，通過質(zhì)譜儀，氣相層析儀，核磁共振等質(zhì)量分析儀器來測定。

這些方法不像測量放射性的方法那樣靈敏。142同位素示蹤的原理化學標記：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，反應(yīng)或代謝過程，以得出關(guān)于該系統(tǒng)化學變化的信息。152同位素示蹤的原理物理標記：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象或介質(zhì)上，它的輻射可以用某種方法被探測，但其化學性質(zhì)表現(xiàn)并不重要。163同位素示蹤的發(fā)展史“tracer”的概念是G.deHevesy(赫維西)在1923年提出的。1911年，Hevesy在英國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后給他吃。于是，他在剩菜中放上微量的放射性釷(Th)，然后在下一次的菜中檢驗是否有放射性，結(jié)果他每次都能準確地判斷出他所吃的菜是剩菜還是新菜。173同位素示蹤的發(fā)展史1923年，Hevesy在丹麥玻爾實驗室工作期間，將豆科植物浸泡在含有天然放射性核素210Pb(RaD)和212Pb(ThB)的鉛鹽溶液中，研究植物吸收鉛的機制(分布和轉(zhuǎn)移)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鉛全部被吸附在根部。183同位素示蹤的發(fā)展史1934年，Curie夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射現(xiàn)象，獲得具生物意義的32P、45Ca等。32P示蹤：1935年，將32P注入大白鼠中，證明骨骼中的礦物質(zhì)成分會再補充。1936年，Lawrence&JHLawrence兄弟將人工放射性同位素P-32注射入人體進行白血病的治療。193同位素示蹤的發(fā)展史1940年，Ruben等用18O示蹤發(fā)現(xiàn)光合作用O2來自于水的光解。14C示蹤：1949年，Calvin用14C揭示了光合作用，表明植物根部也能夠發(fā)生光合作用。

203同位素示蹤的發(fā)展史1952年，Hershey和Chase使用35S和32P雙標記噬菌體感染實驗證明DNA是遺傳信息的載體，在50年代還利用14C確定了光合作用最初產(chǎn)物是PGA，并提出了卡爾文循環(huán)。60年代，使用14C、13C、18O等，發(fā)現(xiàn)了植物光呼吸作用。1977年，Sanger等采用放射性標記技術(shù)和ARG技術(shù)，成功地進行了DNA序列測定?！?14放射性示蹤法的特點靈敏度高目前，化學分析只能達到10-9g(很難達到10-12g)可探測<1nCi,或10-1410-18g，從1015個非放射性原子中查出一個放射性原子比重量分析天平敏感107-108倍測量簡便、易分辨不受非放雜質(zhì)干擾，活體研究，體外測量224放射性示蹤法的特點提供原子、分子水平的研究手段微觀作用機理、動態(tài)變化過程合乎生理條件不擾亂體內(nèi)生理過程的平衡狀態(tài)定位、定量準確核顯像技術(shù)，組織器官、細胞、亞細胞水平定量定位235同位素示蹤技術(shù)的關(guān)鍵選好示蹤劑(TRACER)一種帶有特殊標記的物質(zhì)，當它加入到被研究對象中后，人們可根據(jù)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(guī)律。同位素化學性質(zhì)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(zhì)和行為。核素的放射特性不改變物質(zhì)的物理和化學性質(zhì)。選好顯象劑(IMAGINGAGENT)或核素測量技術(shù)245.1放射性示蹤劑的選擇放射性核素：天然58種，人工約1300種。大多數(shù)放射性核素不能用作放射性示蹤劑。原因：制備困難、半衰期不合適、放射性不足。255.1放射性示蹤劑的選擇放射性示蹤劑的選擇依據(jù)：放射性半衰期輻射類型和能量放射性比活度放射性核素的純度放射性核素的毒性示蹤劑的生物半衰期265.1放射性示蹤劑的選擇一、放射性半衰期

一般要選擇最適宜的半衰期τ的放射性同位素，使τ足夠長，從而使衰變校正有意義或干脆不必作衰變校正，同時又要足夠短，能較安全地進行示蹤實驗，并使得放射性廢物容易處理。

275.1放射性示蹤劑的選擇一、放射性半衰期在實際工作中，使用的放射性同位素的半衰期應(yīng)該與實驗需要持續(xù)的時間t相適應(yīng)，如對于某個實驗：當t／τ＝0.04時，應(yīng)選放射性同位素的衰變校正為3.5％；當t／τ＝0.10時，應(yīng)選放射性同位素的衰變校正為6.6％；當t／τ＝0.15時，應(yīng)選用其衰變校正為10％。

285.1放射性示蹤劑的選擇一、放射性半衰期

體外示蹤一般選用半衰期較長而射線強度適中，既利于探測，又易于防護和保存的放射性示蹤劑。

體內(nèi)示蹤時，若實驗周期短，應(yīng)選用半衰期短，且能放出一定強度γ射線物放射性同位素，若實驗周期長，如需要將動物活殺后對組織臟器分別測定的，則應(yīng)選用半衰期較長放射性同位素。

295.1放射性示蹤劑的選擇一、放射性半衰期此外，根據(jù)實驗?zāi)康膩磉x用定位的或不定位的標記示蹤劑。例如研究氨基酸的脫羧反應(yīng)，14Ｃ應(yīng)標記在羧基上，只有這種定位標記的氨基酸，才能在脫羧后產(chǎn)生14CO2。而有些實驗不要求特定位置標記，只須均勻標記即可。

305.1放射性示蹤劑的選擇二、輻射類型和能量探測效率高，易于防護；32P;14C,3H

穿透性好，100-600keV;99Tc,111In,201Tl三、放射性比活度原始比活度足夠高；315.1放射性示蹤劑的選擇四、放射性核素的純度檢驗放射性純度和放射化學純度；提純。在示蹤劑制備期間、貯存期間，試驗體系中所使用的溶劑、化學試劑、酶等可能會產(chǎn)生化學雜質(zhì)、放射化學雜質(zhì)及輻射自分解引起的放射性雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在，使得示蹤實驗中使用的示蹤劑不“純”，而或多或少影響實驗的結(jié)果，甚至會導致錯誤結(jié)論。

325.1放射性示蹤劑的選擇五、放射性核素的毒性盡量選擇低毒組核素；90Sr

高毒,89Sr

中毒。六、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。33最常用的放射性示蹤核素核素CAS登錄號ChemicalAbstractServiceT1/2比活度（Bq/mMl）射線能量（Mev）衰變產(chǎn)物生物半衰期d14C14762-75-55.730y0.156,100%14N103H10028-17-812.3y0.018,100%3He1235S15117-53-086.7d0.17,100%35Cl9032P14596-37-314.3d1.7,100%32S257125I14158-31-760.2d0.03,90%125Te138許多標記化合物都是14C和3H為基礎(chǔ)制取的.迄今,作為商品出售的放射性標記化合物已達1000多種,其中,14C標記化合物約600多種,3H約300多種,125I和131I標記有100多種.345.2放射性同位素測量方法的選擇一、探測器的選擇

取決于射線種類，對于α射線通?？捎昧蚧\晶體、電離室、核乳膠；對能量高的β射線可用云母窗計數(shù)管、塑料閃爍晶體及核乳膠測定，對于能量低的β射線可用液體閃爍計數(shù)器測量；對于γ射線則用G-M計數(shù)管，碘化鈉（鉈）閃爍晶體探測。目前大多數(shù)實驗室主要采用晶體閃爍計數(shù)法和液體閃爍計數(shù)法兩種測量方式。355.2放射性同位素測量方法的選擇二、最佳測量條件的選擇同一臺探測儀器對不同量的示蹤劑具有不同的最佳工作條件，在實驗準備階段要檢查探測器是否已調(diào)到所用示蹤同位素的工作條件，否則需要用一定量的示蹤劑作為放射源(或選用該同位素的標準源)，把探測器的最佳工作條件調(diào)整好，并且要保證探測器性能處于穩(wěn)定可靠的狀態(tài)。365.2放射性同位素測量方法的選擇二、最佳測量條件的選擇坪曲線最好的品質(zhì)因素測量時間和測量次數(shù)劑量及給入途徑的選擇通常小于1～幾μCi，用量控制在最大允許劑量之內(nèi)，避免輻射效應(yīng)。樣品中所含放射性強度的要求，是使其放射性計數(shù)率大于或等于本底計數(shù)的10～20倍。376同位素示蹤的應(yīng)用化學：反應(yīng)過程；生命科學：代謝、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、生命現(xiàn)象；醫(yī)學：免疫化學、疾病的診斷；農(nóng)、牧學：代謝、滅害；地質(zhì)科學：地下水流向和流速、油田開發(fā)；

工程問題：地下管網(wǎng)滲漏、機械磨損；..........386.1在化學研究中的應(yīng)用分子結(jié)構(gòu)的研究：同位素交換反應(yīng)。

不發(fā)生化學反應(yīng)，只在不同化學物質(zhì)的同位素重新分配所引起的同位素分餾作用。常見的反應(yīng)有：12CO2+13CH4=13CO2+12CH413CO2+H12CO3--=12CO2+H13CO339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?；瘜W反應(yīng)機理研究：化學鍵的形成方式。反應(yīng)中發(fā)生的分子重排、異構(gòu)、裂解、水解過程。催化反應(yīng)中吸附催化機理、吸附分子壽命。40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416.2在生物學中的應(yīng)用17世紀：光學顯微鏡發(fā)明標志著生物醫(yī)學發(fā)展中的里程碑20世紀：放射性示蹤技術(shù)的誕生對生物學推進同樣重要426.2在生物學中的應(yīng)用研究植物的營養(yǎng)生理、對營養(yǎng)元素以及農(nóng)藥的吸附、轉(zhuǎn)運、分配和積累規(guī)律。研究人和動物體內(nèi)物質(zhì)的吸收、分布、代謝和排泄情況。為分子生物學提供原子和分子水平的研究手段應(yīng)用于基因工程

。43放射自顯影術(shù)用于研究標記化合物在機體、組織和細胞中的分布、定位、排出以及合成、更新、作用機理、作用部位等等。其原理是將放射性同位素（如14C和3H）標記的化合物導入生物體內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，將標本制成切片或涂片，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乳膠感光。44然后經(jīng)過顯影、定影處理顯示還原的黑色銀顆粒，即可得知標本中標記物的準確位置和數(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記上放射性的化合物進行定位或相對定量測定。45卡爾文循環(huán)（光合碳循環(huán)）：

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CO2以及CO2被還原為碳水化合物并轉(zhuǎn)化為葡萄糖。由于每一次放射性衰變能夠指示出單個原子所處的位置，因此在各個化學反應(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，從而可以窺視用其他技術(shù)不能發(fā)現(xiàn)的反應(yīng)機理和歷程。461961，卡爾文獲得諾貝爾化學獎。獲獎原因：研究光合作用的化學過程。光合作用的概念和公式47葉綠體與光合作用的過程48光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別反應(yīng)部位類囊體膜上葉綠體基質(zhì)中與光關(guān)系光引起，光下進行光激活某些酶反應(yīng)步驟①光能吸收、轉(zhuǎn)換

②水光解、放氧

③ATP生成與供能

④電子與[H]傳遞⑤CO2固定

⑥C3酸還原

⑦C6糖合成

⑧C5糖再生主要產(chǎn)物O2、ATP、[H]葡萄糖、氨基酸等反應(yīng)實質(zhì)光能→電能→化學能同化CO2形成儲能有機物兩者聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)繼續(xù)完成儲能過程491642年，赫爾蒙特(J.B.vanHelmont)五年后柳樹增重74.47kg土壤減少0.06kg水分是建造植物體的唯一原料501771年，普里斯特利(JosephPriestley)1、蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體？2、這個實驗說明什么問題？綠色植物在光照下產(chǎn)生了氧氣511864年，薩克斯(JuliusvonSachs)1、為什么對天竺葵先進行暗處理？

2、為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉521880年，恩吉爾曼(C.Engelmann)1、為什么選用水綿作為實驗材料2、為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所

53光合作用釋放的O2到底是來自H2O，還是CO2呢，還是兩者兼而有之？541930年，范尼特(vanNiet)

551941年，魯本(S.Ruben)1、同位素標記法2、同位素標記進行光合作用的實驗，是為了弄清楚在光合作用中產(chǎn)生的氧到底是來自水還是二氧化碳？還是兩者兼而有之？考慮一下，應(yīng)標記哪一種元素？如何設(shè)計這個實驗?zāi)兀?6用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2,使它分別成為H218O和C18O2。

進行兩組光合作用的實驗：57光合作用的反應(yīng)式586.3在生物化學研究的應(yīng)用生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝。確定代謝途徑或中間代謝環(huán)節(jié)。找出代謝物在體內(nèi)發(fā)生變化之后的產(chǎn)物。找出體內(nèi)存在的各種生化物質(zhì)的前身。596.3在生物化學研究的應(yīng)用傳統(tǒng)實驗方法整體實驗。離體實驗。 傳統(tǒng)實驗方法的缺點。同位素示蹤法示蹤量，不破壞體內(nèi)生理過程的平衡。3H（T1/2=12.3y),14C(T1/2=5730y)。液體閃爍測量;加速器質(zhì)譜法（AMS）。60研究光合作用單細胞綠藻懸液+光+14CO2純化懸液，提取內(nèi)含物雙向紙層析分離放射自顯影14C-3-磷酸甘油酸14C-1，3-二磷酸甘油酸14C-葡萄糖1940，Calvin確定了碳固定循環(huán)，并發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的酶。1961，獲諾貝爾獎6.3在生物化學研究的應(yīng)用61目前全世界80%的同位素用于醫(yī)學核藥物的分類診斷核藥物：進入體內(nèi)的示蹤劑，產(chǎn)生γ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變化。如：掃描機、γ相機、SPECT（單光子發(fā)射計算機斷層技術(shù)）、PET（正電子發(fā)射計算機斷層技術(shù)）顯象：平面顯象、三維斷層顯象、動態(tài)顯象6.4在醫(yī)學上的應(yīng)用62

治療核藥物：利用放射性核素衰變時產(chǎn)生射線的輻照效應(yīng)達到治療的目的。多為α、β衰變劑量定位在體內(nèi)某特定部位如：131I-NaI：治療甲亢、甲狀腺癌63常用的放射性藥物64放射性藥物99mTc

（锝）生產(chǎn)便利，（99mTc標記物占80%）物理特性：

T1/2=6.02h；γ輻射，E=141keV，適用于γ相機和SPECT臨床應(yīng)用：可標記多種化合物→臟器顯象劑心肌顯象、腦顯象656.4在醫(yī)學上的應(yīng)用

——Na131I診斷甲狀腺功能口服示蹤量Na131I

，在甲狀腺部位測量放射性，求131I吸收率。66定義：應(yīng)用放射示蹤劑測定體液中生物活性物質(zhì)含量的體外檢測技術(shù)。原理：放射性標記抗原和非標記抗原對限量特異性抗體的競爭抑制反應(yīng)。常見分析方法：測量X和γ射線樣品的放免計數(shù)器測量軟β射線樣品的液體閃爍計數(shù)器

6.4醫(yī)學上的應(yīng)用

——放射免疫分析（RIA）67糖尿病人血漿中胰島素濃度；125I-T4,血清中甲狀腺素濃度；內(nèi)分泌學,腫瘤學,免疫學,病毒學等;測定300多種人體活性物質(zhì)和藥物,靈敏度達10-910-12g

6.4醫(yī)學上的應(yīng)用

——放射免疫分析（RIA）68

放射性示蹤劑以某種化合物的形式給藥.診斷是根據(jù)這些放射性化合物進入人體特定部位并在那些部位濃集的能力。131I59Fe32P99Tc23Na

8.1d45.1d14.3d6.0h14.8h

甲狀腺紅血細胞眼,肝,瘤心臟,骨,肝,肺循環(huán)系統(tǒng)輻射源半衰期檢查部位696.5環(huán)境同位素示蹤體系研究我國城市和鄉(xiāng)村環(huán)境污染查定體系較為健全，但環(huán)境污染源的確定，尚無人開展。特別是重金屬是否侵入體內(nèi)及其它污染源的確定。運用同位素理論，進行城市環(huán)境污染同位素示蹤研究，確定貴金屬是否侵入人體內(nèi)，以便為環(huán)境治理提供決策依據(jù)。706.5環(huán)境同位素示蹤體系研究地下水滲透和水庫泄漏同位素示蹤體系研究。我國南方大量發(fā)育碳酸鹽巖地層，這種地層不易保存水，因此地下水和水庫壩區(qū)水容易滲透或泄漏，運用同位素示蹤的方法可以較快查明滲透或泄漏過程及其區(qū)域，給綜合治理提供決策依據(jù)。716.5環(huán)境同位素示蹤體系研究大氣環(huán)境過程中同位素鑒別，我國南方大部分工業(yè)城市大氣污染較為嚴重，這些污染的發(fā)源地一直難以鑒別，同位素示蹤可以很好解決這個問題。72133Xe-地下管道檢漏6.5環(huán)境同位素示蹤體系研究736.6放射自顯影技術(shù)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。747放射性核素的來源反應(yīng)堆生產(chǎn)：131I、133Xe、24Na、99Mo中子流→靶材料產(chǎn)額決定于中子能量、通量密度、靶核數(shù)、核反應(yīng)截面、照射時間等。加速器生產(chǎn)：11C、13N、15O帶電粒子（p、He、α等）→靶材料。小型化、投資少、結(jié)構(gòu)緊湊。75放射性核素發(fā)生器-Mo-Tc母牛7放射性核素的來源767放射性核素的來源此裝置是將母體核素99Mo（鉬）吸附在一定的吸附柱上，用合適的洗脫劑（一般是用生理鹽水）將子體核素99mTc（锝）洗脫下來應(yīng)用于臨床，此過程形似“擠牛奶”，每天可洗脫2～3次，洗脫下來的99mTc（锝）液可直接供臨床使用或制備成放射性藥物。777放射性核素的來源具體過程：由235U的裂變產(chǎn)物經(jīng)過多次分離純化，得到99Mo—鉬酸銨溶液，然后裝入有酸性Al2O3吸附劑的色譜柱上，發(fā)生如下反應(yīng)

99MoO42-+2R+

R299MoO4R++R99TcmO4-

用生理鹽水淋洗，可將結(jié)合弱的單電荷99TcmO4-離子淋洗下來，而2個電荷的99MoO42-

離子仍牢固的保留在柱上。787放射性核素的來源99mTc有合適的半衰期（6.02H)和良好的輻射特性,病人所受的輻射劑量小，140keV的單光子顯像分辨率高；同時99mTc有良好的化學性質(zhì)，可與多種含氧、氮、硫的有機或無機物作用成絡(luò)合物。這些絡(luò)合物無論在體內(nèi)或體外均較穩(wěn)定，可用于人體多種組織器官的疾病診斷。797放射性核素的來源在發(fā)生器內(nèi)，隨著母體核素99Mo的衰變，子體核素99mTc不斷增長、衰變，直到達到放射性平衡，使用化學分離方法從母體中獲得無載體的子體。發(fā)生器可在一定時間內(nèi)重復(fù)運行，直到母體核素的放射性活度減到很弱為止。這一現(xiàn)象恰似從母牛中擠奶，故放射性核素發(fā)生器俗稱“母牛”。以99mTc標記的核藥物幾乎占臨床所用的放射性藥物的80%以上。808示蹤在考古中的應(yīng)用基本原理公式母核素P的衰變常數(shù)為λ，初始時核數(shù)為N0，t時刻為Np，子核素的核數(shù)Nd，則有：818示蹤在考古中的應(yīng)用用于年代測量的天然放射性核素母核子核母核半衰期（年）87Rb銣87Sr鍶(4.072±0.04)×1010238U206Pb(4.468±0.002)×10940K40Ar+40Ca(1.277±0.008)×109235U208Pb(7.038±0.005)×10836Cl36Ar(3.00±0.02)×10514C14N5730±403H3He12.28±0.00382碳14測定技術(shù)20世紀80年代末，全世界的基督徒都在奔走相告，原來，教會用高科技澄清了一個歷史大懸案，這就是關(guān)于耶穌裹尸布的真?zhèn)舞b定，鑒定證明了那塊使人崇敬了多年的裹尸布是假的，它的原料纖維是13世紀才種出來的，而此時耶穌已被釘在十字架上1200多年了。這個轟動世界的年代鑒定是由碳14做出的。

83利用碳的放射性同位素碳－14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W.F.利比于1947年創(chuàng)立,他也因此獲得1960年的諾貝爾化學獎?；驹恚河钪婢€的中子同大氣中的氮-14反應(yīng)，產(chǎn)生具有放射性的碳-14,其平均壽命τ＝8266±30年。由于產(chǎn)生和衰變之間的平衡，加上碳-14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,因此大氣中的CO2的碳-14的放射性比活度基本保持為一不變的常數(shù)A0。84生物體同大氣進行氣體交換，其體內(nèi)的碳-14的放射性比活度也十分接近為A0。一旦生物體死亡,它同大氣的交換停止,其碳-14的放射性比活度A就按指數(shù)規(guī)律減少A=A0e-t/τ測量A和A0的值,就能定出生物體從死亡至今的絕對年代t。85碳-14測年法分為常規(guī)碳-14測年法和加速器質(zhì)譜碳-14測年法兩種。當時，Libby發(fā)明的就是常規(guī)碳-14測年法。碳-14測定年代主要是采用低本底、低能量（碳-14的最大能量為0.156MeV）的β測量技術(shù)。因為天然碳中的碳-14放射性比活度很低，A0為2.25×102Bq/kg，而樣品年代愈古老,A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低探測器的本底。目前碳-14方法的最大可測年限約為三萬年，測量精確度一般為一百年左右。86用加速器的超靈敏質(zhì)譜儀直接測定樣品中的碳-14原子數(shù)目，有可能將碳-14方法的最大可測年代增至近十萬年。87加速器質(zhì)譜碳-14測年法具有明顯的獨特優(yōu)點。一是樣品用量少，只需1～5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；而常規(guī)碳-14測年法則需1～5克樣品，相差3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10-15至10-16；而常規(guī)碳-14測年法則與之相差5～7個數(shù)量級。三是測量時間短，測量現(xiàn)代碳若要達到1%的精度，只需10～20分鐘；而常規(guī)碳-14測年法卻需12～20小時。88碳-14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(樹木年輪)的測定所證實，并在考古學、人類學、地質(zhì)學等領(lǐng)域中得到廣泛的