一、同位素概念
1.同位素(isotope):具有相同原子序数但质量数不同的核素。
2.稳定性同位素(stable isotope):指质子数相同,中子数不同且无放射性的元素。
3.标记化合物(labelled compound):用放射性核素或稳定核素取代化合物分子中的一种或几种原子使之能被识别并可用于示踪的化合物。
4. 示踪剂(tracer):具有某些明显特性而易于辨别的物质。将少量该物质与另一物质相混合或附着于此物质时,待测物质的分布状况或其所在位置就能被确定。
5.丰度(abundance):同位素原子数(或摩尔数)对该元素总原子数(或摩尔数)的比例。
6. 天然丰度(natural abundance):在一种元素中特定同位素天然存在的丰度。
7.同位素示踪剂(isotopic tracer):与被示踪元素相同而同位素组成或能态不同的示踪剂。
8.同位素稀释分析(isotope dilution analysis):在样品中加入一定量已知丰度的某元素的同位素(或包含该同位素的物质),通过测定混合物前后它在样品中的丰度,从而求得样品中该元素(或该物质)含量的分析方法。
9.同位素效应(isotope effect):由于质量或自旋等核性质的不同而造成的同一元素的同位素原子(或分子)之间物理和化学性质的差异。
10.原子质量(atomic mass):一种中性原子处于基态的静止质量。
11.原子质量单位(u,atomic mass unit):一个12C中性原子处于基态的静止质量的1/12。1u=1.6605655×10-27kg。
12.阿伏加德罗常数(L,NA):分子数除以物质的量。NA=N/n= (6.022045±0.000031) ×10 23mol-1。
13.摩尔质量(M):质量除以物质的量。M=m/n,式中m为物质的质量,kg/mol。
14.摩尔(mol):是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。在使用摩尔时,基本单位应予指明,可以是原子,分子,离子,电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合。
二、稳定性同位素介绍
迄今发现的稳定性同位素有274种,但得到产业化生产并已广泛应用的主要为氘(2H)、碳-13(13C)、氮-15(15N)、氧-18(18O)、氖-22(22Ne)、硼-10(10B)等少数几种产品。稳定性同位素之间的质量有差异,因而其核自旋性质很不相同,核磁共振相对频率及相对灵敏度也有很大的差异,这为质谱法、核磁共振法等测试稳定同位素的丰度提供了技术基础。
稳定性同位素及其化合物之间的化学性质和生物性质是相同的,只是具有不同的核物理性质,因此,可以用稳定性同位素作为示踪原子,制成含有稳定性同位素的标记化合物,利用其与相应非标记元素的不同特性,通过质谱仪、核磁共振仪等分析仪器来测定稳定同位素反应后的位置、数量及其转变量等,从而了解反应的机理、途径、效果等。
由于稳定性同位素不具有放射性,无论在分离、标记化合物合成及应用过程中均无特殊防护要求,操作简便,使用安全,无毒性,可直接用于动物及人体的营养学、临床医学研究及医疗诊断等。