同位素在土壤酶研究中的应用论文

放射性自显影法与普通照相的曝光、显影、定影原理相似，此法是利用放射性同位素所放出之射线使照相乳胶“感光”，再经显影和定影处理，将乳胶中因受辐照而致敏的卤化银颗粒还原成金属银，洗去未“感光”的卤化银后则图像自然显示出来。图像中任何区域的黑度取决于留存的金属银的量，它反映了射线在这个区域所沉积的能量。这种方法以照相乳胶或核乳胶(卤化银颗粒更细)作为“仪器”，记录、检查和测量整体和组织、细胞和亚细胞水平中放射性示踪物的分布、进行定性和半定量测定，称为放射自显影法。由于放射性物质往往在研究对象中呈不均匀分布，因此可利用一系列不同的图像判断放射性物质在组织或细胞中的动态关系,从而揭示精确的代谢动态过程,所以这种实验技术以其特有的功效从放射性被发现至今仍一直被广泛使用。目前常用的自显影方法有以下几种类型：①接触法，最简单的一种，一般利用照相胶片或 X光胶片，使含有放射性物质的标本表面与胶片上的乳胶层表面紧密接触，经过一定时间“曝光”后，将标本与胶片分开，胶片经过显影、定影等处理后即可得到自显影图像。此法的分辨率受胶片上乳胶层的厚度及颗粒大小的限制，一般为10～30微米，适用于小的动、植物整体标本，大体解剖学的和组织学的切片以及薄层、纸层和电泳图谱的自显影等;②液体乳胶法,目前应用较广泛的一种。一般是将液体乳胶直接涂布到载玻片的组织切片上，“曝光”后连同标本一起进行显影、定影、冲洗和染色，并最后封固在一起。此法的分辨率可达1～10微米,可进行细胞内定位；③电镜自显影法，是放射自显影与电子显微镜相结合的一种新技术。需使用颗粒均匀、大小适中、密度一般为1013银颗粒/厘米3的核乳胶。含有标记物质的样品需制成超薄切片，切片可以捞在带支持膜的铜网上或载玻片上。采用浸涂法、环套法或泡盖法等使乳胶形成一单晶体层敷盖在切片上，再经“曝光”、冲洗和染色等处理。此法的分辨率可达0.05～0.1微米,能分辨DNA分子的一条链，故又称为“分子自显影法”。 活化分析法 当稳定性核素受到中子、带电粒子或高能光子的轰击后，可转变成放射性的核素。测量产物所放出之射线，可定量地测出原样品中某一种或几种元素的含量。利用这种原理检测样品中的痕量元素或微量样品中的化学组成的技术称为活化分析法。用于活化分析的辐射源可以是慢中子、快中子、质子、氘子、氚子、α粒子、高能的X射线或γ射线等，其中应用最多的是中子，特别是慢中子。活化分析通常使用的是（n,γ）反应，即产物核素是受照射核素的放射性同位素，例如127I(n,γ)128I,23Na(n,γ)24Na等。多数Z值大于10的元素当用中子活化时都呈现较大的截面，但组成生物组织的四种主要元素，即H、C、N和O，其Z值都小于10,故不再用中子活化法分析。 活化分析主要用于分析生物样品中的痕量元素，例如Zn、Cu、Mn、Mo、Co、Cd、Cr、F、Ni、Rb、Si和V等。这些元素的含量可能低于普通分析方法的最小检测量，而用活化分析法则有可能准确测出其含量。 活化分析已逐渐在一些大型医院的血、尿、组织样品的常规检验中发挥作用，例如对人的头发中所含的As、Zn、Cl、Hg、Pb等痕量或超痕量元素的分析，可作为监测污染源或食物，药品中某些元素摄入量的依据。利用活化分析检测As含量时，仅需1～2毫米长的一小段头发样品，利用75As(n,γ)76As反应，产物的半衰期为26小时，可很容易地被定量测定。活化分析在农业上可用于研究农药在农作物上的代谢和分解，及其在农畜产品中之残留，研究微量元素在植物体内的生理过程，以及土壤中必需微量元素如 Li、B、Mo、Co和Cu等的含量。在工业上可用于食品工业中对有毒元素的检验和鉴定等。在环境科学上用于研究大气、水、土、生物体的污染源，以及痕量元素与某些地方病的关系等。 活化分析的灵敏度取决于活化类型、活化元素的感应活度及探测仪器的效率。感应活度又受轰击粒子的通量、靶元素的活化截面、辐照时间以及样品中靶原子的数目等影响。 一般情况下慢中子的活化分析可达10-6～10-11克，快中子活化分析可达10-3～10-6克。同位素稀释法利用已知质量和比放射性的标记物加入到待测样品的系统中，经充分混匀稀释后，再测其比放射性，根据稀释前后比放射性的变化推算待测样品质量的方法。 设M为标记物的质量,S为标记物的比放射性，Sx为稀释后样品的比放射性，Mx为待测样品的质量,则此法简单、方便、灵敏度高,且S愈大准确度愈高。许多生物样品常含有多种性质相近的成分，用经典分析法分析需将这些成分定量的分离并纯制后，方可分析。实际上,纯制过程往往不易定量回收。若用同位素稀释法,将和待测成分相同的标记物加入到样品系统中去，只要将稀释后的样品纯制到比放射性恒定，就可准确地求出待测成分的量，从而省去了成分分离和定量回收等麻烦费时的操作。在某些场合下，此法还可解决一些用其他方法不能解决的问题。例如测定人体的血容量，可将一定量已知同位素浓度的氘水给予受试者（氘是稳定性同位素,对人体无危害，可用质谱仪或密度法测定）,与上述原理相同，根据稀释前后氘浓度的变化，可准确地推算出活体的血溶量。放射性免疫分析法这是80年代以来被日益广泛应用的超微量分析技术，具有灵敏度高和特异性强的突出优点。其基本原理是根据被测定的抗原物质和其标记物(标记抗原)同特异性抗体之间存在着竞争性的结合。若以 Ag和Ag*分别代表待测抗原和标记抗原，Ab代表抗体，Ag·Ab和 Ag*·Ab分别代表非标记的和标记的抗原抗体复合物,则当Ag与Ag*同时存在时,这一系统呈如下的平衡关系:在Ab恒定时,由于Ag的存在而使Ag*·Ab的产量减少。若F代表未结合的Ag*，B代表Ag*·Ab复合物，则B/F与Ag之量存在函数关系。若以B/F为纵坐标，Ag浓度(ng/ml)为横坐标，则可绘制出剂量反应标准曲线。测量未知样品时，只需在同样条件下测量B和F的放射性，即可由标准曲线求出被测样品的浓度，而不需纯化样品。本方法要求有高纯度的标记抗原，测定标准曲线时要寻找合适的标准品，标准品的免疫活性应与待测样品相当，且不含放射性免疫干扰物。近年来已有愈来愈多的放免专用药盒出售，为放免分析的推广应用提供了便利的条件。

同位素和其他核技术的开发应用，是和平利用核能的重要方面，也是核工业为国民经济和人民生活服务的一个重要内容。 1982年，核工业部成立了中国同位素公司，负责组织同位素生产、供应和进出口贸易。中国核学会成立了核农学、核医学、核能动力、辐射工艺、同位素等19个分会。并多次召开各有关专业会议，推广核能、同位素和其他核技术的应用。 我国同位素能生产的品种越来越多，包括放射性药物、各种放射源、氢-3、碳-l4等标记化合物、放化制剂、放射免疫分析用的各种试剂盒和稳定同位素及其标记化合物等。同位素的生产单位中中国原子能科学研究院同位素的生产量，就占全国的总量的80%以上。我国同位素在国内的用户，由过去主要依靠进口，逐步转为大部分由国内生产自给。 随着同位素生产的发展，进一步促进了同位素和其他核技术在许多部门的应用，并取得了明显的经济效益和社会效益。 农业方面，采用辐射方法或辐射和其他方法相结合，培育出农作物优良品种，使粮食、棉花、大豆等农作物都获得了较大的增产。利用同位素示踪技术研究农药和化肥的合理使用及土壤的改良等，为农业增产提供了新的措施。其他如辐射保藏食品等研究工作，也取得了较大的进展。 医学方面，全国有上千家医疗单位，在临床上已建立了百多项同位素治疗方法，包括体外照射治疗和体内药物照射治疗。同位素在免疫学、分子生物学、遗传工程研究和发展基础核医学中，也发挥了重要作用。