《穩(wěn)定同位素應(yīng)用》word版

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1、高精度穩(wěn)定同位素技術(shù)???同位素指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同種化學(xué)元素，最常用的穩(wěn)定同位素有碳-13(13C)、氮-15(15N)、氫-2(2H即氘)和氧(18O)等。因?yàn)檫@些同位素比普通元素重1到2個(gè)原子量單位，所以也叫作重元素。穩(wěn)定同位素(stableisotope)就是天然同位素或非放射性同位素(non-radioactiveisotope)，即無輻射衰變，質(zhì)量保持永恒不變。穩(wěn)定同位素在自然界無處不在，包括所有化合物、水和大氣，所以也就自然地存在于動(dòng)植物和人體內(nèi)。其物理化學(xué)性質(zhì)與普通元素相同，所以可用作示

2、蹤劑來標(biāo)記化合物用于科學(xué)研究、臨床醫(yī)學(xué)和藥物生產(chǎn)等幾乎所有自然領(lǐng)域。由于沒有輻射污染，穩(wěn)定同位素示蹤劑可以用于任何對(duì)象，包括孕婦、嬰兒和疾病患者，無論是口服還是注射，都絕對(duì)安全。???穩(wěn)定同位素技術(shù)的另一特點(diǎn)是其測(cè)試定量的高精度和超高精度，達(dá)到PPM級(jí)（即百萬分之一精度)，而且同時(shí)也測(cè)定了化合物的濃度，事半功倍，且降低了測(cè)試誤差。現(xiàn)在，利用同位素技術(shù)人們可以同時(shí)測(cè)定多個(gè)不同的樣品，從而提高測(cè)定效率。這些高效率、高精度的特點(diǎn)是放射性同位素等技術(shù)所不可比擬的。????穩(wěn)定同位素技術(shù)的第三個(gè)特點(diǎn)是其示蹤能力的微觀性和

3、靈活多變性。微觀性是指它可以用來標(biāo)記、追蹤化合物分子內(nèi)部某個(gè)或多個(gè)特定原子，比如葡萄糖分子中各個(gè)原子在人體內(nèi)的不同代謝途徑,哪些原子進(jìn)入三羧酸循環(huán)產(chǎn)生能量，而哪些原子進(jìn)入脂肪代謝途徑參與脂肪合成。多變性是指通過對(duì)同位素標(biāo)記位點(diǎn)的合理選擇和巧妙設(shè)計(jì)來追蹤、定性定量測(cè)定化合物的不同代謝途徑或者生成過程。?????由于以上特性，自上世紀(jì)中葉特別是70年代以來穩(wěn)定同位素技術(shù)在科技先行國家被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)、代謝、食品、農(nóng)業(yè)、生態(tài)和地質(zhì)等研究和生產(chǎn)領(lǐng)域。近年來在藥物研發(fā)生產(chǎn)以及新興的基因工程、蛋白質(zhì)組學(xué)(proteo

4、mics)、代謝組學(xué)(metabolomics)和代謝工程(metabolicengineering)等前沿領(lǐng)域，穩(wěn)定同位素技術(shù)已成為一種應(yīng)用廣泛、獨(dú)特高效甚至必須的技術(shù)，顯著地提高了解決科學(xué)問題的能力和生產(chǎn)效率。最新近的例子是德國科學(xué)家用碳13氨基酸通過三代喂養(yǎng)成功地標(biāo)記了動(dòng)物全身的所有蛋白質(zhì)而獲得了細(xì)胞代謝的重要發(fā)現(xiàn)。這一嶄新的技術(shù)堪比當(dāng)年的聚合酶連鎖反應(yīng)技術(shù)(PCR),必將迅速得到廣泛的推廣和應(yīng)用，有力地推動(dòng)生命科學(xué)的發(fā)展。穩(wěn)定同位素在自然界的無所不在意味著該技術(shù)應(yīng)用的普遍性，有大自然顯微鏡的獨(dú)特功能，將

5、揭開越來越多的大自然和人體的奧秘。糖耐量試驗(yàn)與血糖控制?OralGlucoseToleranceTestandBloodGlucoseControl口服葡萄糖耐受性試驗(yàn)，即糖耐量試驗(yàn)，是臨床上常用的一種簡(jiǎn)便的預(yù)測(cè)、診斷糖尿病的方法。被測(cè)者飲用一劑普通葡萄糖后，在以后的2-3小時(shí)內(nèi)定時(shí)采血，測(cè)定血糖濃度的變化。糖尿病的嚴(yán)重程度和病癥的不同發(fā)展時(shí)期有著不同的、具有特征性的血糖濃度變化軌跡，例如血糖濃度峰值和下降曲線都可能有所不同。如上圖所示，糖耐量試驗(yàn)中糖尿病人的血糖濃度升降曲線高于正常人，并且恢復(fù)到試驗(yàn)前水平需要

6、較長時(shí)間。但是，這種方法只能了解全身的糖代謝狀況，而不能提供內(nèi)臟器官的糖代謝情況，例如肝臟和肌肉等組織。在不同的糖尿病人，這些器官的糖代謝會(huì)有很大區(qū)別，有些人的糖尿病主要由肝臟的病變引起，有些則是肌肉等外圍組織的緣故，因而治療也應(yīng)有所不同。利用穩(wěn)定同位素示蹤劑技術(shù)可以同時(shí)測(cè)定肝臟的葡萄糖代謝狀況以及肌肉、脂肪組織的葡萄糖利用狀況，從而提高糖尿病診斷的特異性和可靠性，幫助醫(yī)生制定具有針對(duì)性的治療方案，提高療效。換句話說，穩(wěn)定同位素技術(shù)可以用來讓醫(yī)生根據(jù)每個(gè)病人的不同病變特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化治療，達(dá)到提高療效的目的。??

7、???肥胖癥和超體重是二型糖尿病的高發(fā)群體，其發(fā)病機(jī)制往往因?yàn)椴煌鞴俚牟∽兌兴鶇^(qū)別。穩(wěn)定同位素技術(shù)可以用來對(duì)這些群體進(jìn)行定期檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)不同器官的代謝變化，從而對(duì)糖尿病的發(fā)生起到預(yù)警和預(yù)防作用。能量消耗測(cè)定EnergyExpenditureDetermination體重觀察控制BodyWeightMonitoringandControl利用氘(2H)及重氧(18O)雙標(biāo)記的重水可以用來測(cè)定人在自然生活狀態(tài)下的能量消耗，比如在各種正常工作狀態(tài)下、休息時(shí)或運(yùn)動(dòng)中，并且測(cè)試程序簡(jiǎn)單。被試者喝入與體重成比例的小量

8、雙標(biāo)記重水后，繼續(xù)正常生活狀態(tài)，只是定時(shí)采集幾次尿液、唾液或血液以供儀器測(cè)試，測(cè)試結(jié)果用來計(jì)算能量消耗。此外，還可以根據(jù)能量消耗及體重變化來推算出試驗(yàn)期間的能量攝入量(即進(jìn)食量)。這些結(jié)果可用于對(duì)體重的觀察控制，以便及時(shí)制定相應(yīng)措施，比如什么時(shí)候應(yīng)該體育鍛煉，什么鍛煉項(xiàng)目合適，運(yùn)動(dòng)量應(yīng)該多大。該技術(shù)準(zhǔn)確性高，適用于任何人，無副作用，無毒性，絕對(duì)安全。藥物研發(fā)生產(chǎn)和質(zhì)量控制?DrugRe