示踪原理和技术

2. 新鲜样品
新鲜样品采回来后，不经烘干，稍经 加工即进行测量，方法有： （1）打孔法； （2）匀浆法。
此法手续简便，但受生物组织含水量的
影响较大，只能用于粗略比较。
3.干物质样品
在80℃烘箱干后的植物样品。用研 钵粉碎，再烘干后，放入干燥器内冷却， 然后准确称取一定量样品。 此法操作简便，准确度适于一般试验要 求。注意：（1）避免交叉污染；（2） 无限厚与无限薄的概念。
2、射线类别
一般选用放出β射线的核素。
3、射线能量
常用放射性核素的性质：
核素 半衰期
32P 86Rb 14C 35S 3H
β射线最大能量 1.71MeV 1.73MeV 0.155MeV 0.167MeV 0.018MeV
14.3d 18.7d 5730y 87.1d 12.3y
三、示踪剂用量的估算
测样质量对试样比活度的影响
比活度(cpm/g)
3000 2000 1000 0 0 0.5 1 质量（g） 1.5
4.灰分样品
将烘干后的植物样品直接臵于马福炉 中，在一定的高温下，经过2 小时以上灰 化，使样品变成灰分，并且要肯定已达 恒重。最后，称样测定。 此法优点是可以把较多的样品灰化后一 起进行测量，使计数率提高。
国家排放标准以内则可直接排放；如超
过排放标准，则在贮存池内存放一定时
间，降低放射性活度。
半衰期长而活度不高的则可用普通水稀 释直接排放；若活度较高（超过国家排放标 准）则必须采用浓缩方法，浓缩所得再按固 体废物处理。具体方法有： （一）蒸发浓缩法 （二）载体使用法：
1. 同晶型共沉淀；2. 吸附共沉淀；3.离子交换法。
（5）一种不可替代的研究手段
2、局限性
（1）放射性示踪剂有放射性。 （2）有的元素没有合适的放射性同位素可
供示踪实验。（例：氮元素，12-18 N，13N：
9.96min） (3) 需特殊的仪器，工作人员必须经培训。
二、放射性同位素示踪法的应用类型
1、研究物质被生物体吸收、运转，以 及在生物体内的积累、合成和分解等新陈 代谢过程。 2、利用示踪剂与被追踪物质的物理混
第二章 放射性同位素示踪法
第一节 放射性同位素示踪法的基本原理 第二节 放射性同位素示踪试验的设计
第三节 放射性测量样品的采集和制备
第四节 放射性污染的去除 第五节 放射性废物的处理
第一节 基本原理
放射性同位素示踪法
是指借助示踪原子去追踪该元素或其“标 记”化合物在生物有机体（试验体系）内 的去向和途径，研究生物体内物质代谢的 规律、作用机理和作用部位等的方法。
（2）不同剂量的放射性同位素作对照。
3、同位素交换效应
同位素的交换效应是在一定条件下
经常进行的反应，它可以发生在液体与
固体之间、固体与气体之间等。
4、选择合适的标记位臵区别标记原子
及标记化合物。
（二）放射性示踪剂的选择
1、半衰期
一般试验周期较短的，选用半衰期较 短的核素作示踪剂；试验周期长的则选半 衰期长的核素。
第四节 放射性污染的去除 一、污染情况的分类
放射性核素与物质表面的结合情况可能有三种 现象： 1） 化学结合 （2） 物理结合（3） 机械结合
去除污染时应考虑的因素：
（1）被污染的程度； （2）被污染物体表面的特性。
二、常用的去污剂
（一）酸性洗液：3%草酸、盐酸、硫酸等，
对放射性物质起溶解作用，主要用于玻璃、陶 瓷器皿等的除污染。
三、放射性废物的处理方法
对于短半衰期（小于15天）的放射性废物，通 常采取贮存放臵10个半衰期后按一般废物处理。
对于长衰期的放射性废物可以采取埋藏和焚烧
的方法。埋藏地点应选地下水位低、便于管理的
地段，埋藏于1米以下，并要作出明显的标志。焚
烧处理能减少固体废物的体积。
A0=A eλt= 2.5 ×105Bq × e( 0。693/14.3) ×40
= 1.7 ×106Bq
四、放射性衰变校正和示踪剂配制
（一）放射性核素说明书考察
说明书标明示踪剂的名称、状态、放射性比
活度、总活度、体积（或重量）、出厂日期等。
（二）开瓶、分装及调配
五、将示踪剂引入植物体的方法
（一）气态放射性示踪剂引入植物
映在同位素的扩散速度及参与化学反应 的速度上。 例如，已证明小球藻从培养液中摄取 氘的速度 远低于氕，重水对生物体甚至 有毒害作用，能阻止细胞分裂。
2、放射性效应
在使用放射性同位素的示踪试验中引入生 物体的放射性同位素就是一个内照射源， 会造成一定的生物学效应。
可用以下两种方法检查试验中有无放射性 效应： （1）以稳定同位素作对照；
8、测量数据的处理；
9、结果 的分析和报告；
10、清量试验中的用具和废物处理。
二、放射性示踪试验设计
（一）应考虑的因素
1、同位素效应
同位素间因原子质量的差异，往往会出 现理化性质或表现行为的差异，对反应过 程产生影响，我们把这种差异及影响称作
同位素效应。
对于一些轻元素同位素因其相对质量
差异比较大，所以同位素效应明显，反
一、基本依据及特点 （一）依据
1、一种元素的同位素具有化学性质的
一致性。
2、放射性同位素在物理性质上射线的
可测性。
（二）放射性同位素示踪法的特点
1、优点
（1）灵敏度高： 可测10-18~10-14 g
（2）可以在正常的生理条件下进行研究
（3）易于分辨原有的和实验加入的原子
（4） 实验操作手续简便
合，达到示踪的目的。
3、纯粹利用放射性达到示踪目的。
第二节 放射性同位素示踪试验
举例 1、按试验研究的目的和任务拟定试验计 划和方案； 2、示踪剂的准备； 3、供试客体的准备和管理； 4、示踪剂的引入方法；
设计 一、基本工作程序
5、试样的采集和固定； 6、试样的制备或目的物的分离提取； 7、试样的放射性测量；
(4) 仪器的计数效率为10%， 100g样品中32P的放射
性活度为：
1.5 ×105cpm /(60s/m)/10%= 2.5 ×104Bq;
(5) 植株对土壤中的磷吸收率仅为10%，每盆需用 放射性为： 2.5 ×104Bq /10%= 2.5 ×105Bq ； （6）试验周期为40天，由于T=14.3d，因此需进行 时间衰变校正： 由 A=A0 e-λt得：
（二）碱性洗液：5%碳酸钠、氢氧化钠、
10%的氨水等。
（三）综合剂或螯合剂：
0.5%乙二胺四醋酸钠，主要用于消除 稀土元素、重金属等的放射性污染。
（四）氧化剂：
（五）稳定同位素溶液 （六）复合去污剂
三、去除污染的方法
（一）对表面光滑器皿的去污方法 （二）被放射性溶液大面积污染时
（三）对被放射性粉末污染
确定示踪剂用量的二个基本原则：
（1）在试验终了时制得的测样，其计数率 要高于本底计数率的两倍。
（2）示踪剂用量尽控制最小。
稀释倍数（D）的估算可采用逆推法：
（1）示ຫໍສະໝຸດ Baidu剂在生物体内的稀释程度； （2）示踪剂在生物体内分布的不均匀性；
（3）生物体对示踪剂的利用率；
（4）测量仪器的计数效率；
（5）时间因素。
示踪剂用量估算举例：
用32P研究早稻植株从插秧到孕穗期，对 土壤中磷的吸收及其在植株各器官中的分布。 试验用盆栽，试验开始时将32P标记肥料 引入土壤，并均匀混合。从插秧到制样测量 约40天；采样时每盆样品的干重100克，测 样质量为100mg；磷在植株各器官内分布差 异高低达5倍。
假设水稻对磷的利用率为10%, 测量仪器的 计数效率为10%，本低为15 cpm。在孕穗 期一次性取样，求试验开始时每盆土壤中 需引入32P的量。
（四）皮肤被污染
1.不能用有机溶剂；2.不用较浓的酸洗；
3.去污时次数不要太多。
第五节 放射性废物的处理
原子能科学的发展和应用必然会产生 放射性的废气、废液和废物，统称为“三
废”。如果对“三废”处理不当，可能会
造成严重的后果。为了减少辐射危害、保
护环境，对放射性“三废”必须严格按照
国家规定标准，妥善处理。
一、放射性废气的处理方法
对于低毒性核素的废气如（14CO2、 H235S），浓度不高则排入空气稀释； 浓度高则需经过化学试剂吸收，然后再 排放稀释。 对放射性粉尘或气溶胶则采用过滤 器收集，收集到的放射性物质按固体废 物处理。
二、放射性废液的处理方法
应根据半衰期的长短和放射性活度分
类贮存处理。
短半衰期的低放射性废液若其活度在
（二）通过植物地上部分引入
（1）注射法
（2）叶部引入 （三）通过植物根系引入
六、放射性示踪试验的管理
（一）应作特殊标记；
（二）防止交叉污染； （三）实验管理时需注意防护；
（四）妥善处理放射性废物。
放射性标志
第三节 测量样品采集和制备
一、采集样品的原则
（一）代表性 （二）避免污染 注意：样品不要给放射性较强的物质污染
解：（1）本底为15cpm, 计数率高于两倍本底，
即100mg样品中不包括本底在内的计数率应为：
15 cpm × 2 = 30cpm;
(2) 因为不同器官的样品差异度为5倍；所以100mg 样品中最低计数率为：
30 cpm × 5 = 150cpm;
(3) 100g样品中的总计数率为：
150cpm ×1000=1.5 ×105cpm;
或交叉污染。
二、制备样品的方法
(一) 完善的制样方法应满足以下要求
1.良好的重现性； 2. 制备手续简便； 3. 所得的样品有尽可能高的计数率； 4. 容易保存，便于复查； 5. 样品均匀一致，减少误差。
（二）样品制备方法 1.活体样品
在正常条件下的植物体，不经采样， 用仪器直接进行测量的方法。 此法对观察营养物质自土壤进入植物的速 度以及进入植物体后的运转，分配有一定 的意义，但误差较大。因此只用于粗略地 定性观察。