同位素稀释法

 

　　用放射性同位素（或稳定同位素）作指示剂（见同位素），进行化学分析的一种方法。它是将一定量已知放射性比活度（对稳定同位素则为丰度）的同位素或标记化合物（见放射性标记化合物）与待测元素或化合物混合均匀交换完成后,用化学方法分离,按其比活度（或丰度）的改变，计算待测物含量的方法。
　　该法由G.C.de赫维西于1932年首次提出。它的特点是不需要将待测物全部定量地分离出来，而只需要分离出一部分纯物质，测定其比活度即可。
　　原理 　已知放射性指示剂的放射性活度为A₀，载体重量为w₀，则其放射性比活度a₀为

　　 (1)

将此指示剂加到重量为w_X的待测物中，则比活度变为：

　　 (2)

由上述两式得出：

　　 (3)

式(3)为同位素稀释法的基本表达式。式中a₀和w₀是已知的，只要求出a_X,就能算出w_X。比活度为放射性活度与载体重量之比，由于不是绝对量，因此可以通过分出w₀+w_X中的一部分w₁，测其放射性活度A₁而求出：

　　 (4)

同位素稀释法的优点是避免了复杂混合物体系定量分离、纯化的困难。
　　所用的分离方法，除沉淀法外还有溶剂萃取、离子交换、色谱分离、蒸馏等方法。同位素稀释法的准确度主要取决于：所加指示剂的纯度和比活度、分出待测物的纯度和比活度、指示剂稀释的程度等。
　　主要方法 　根据不同的分析对象和条件，在上述直接同位素稀释法的基本原理的基础上，已发展成为多种具体的方法，如反同位素稀释法、双同位素稀释法、饱和分析法和亚化学计量同位素稀释法等，从而提高了分析的灵敏度，扩大了应用的范围。
　　① 反同位素稀释法　将稳定同位素加到含有放射性同位素的待测样品中，通过同位素稀释法求出样品中载体含量。
　　② 双同位素稀释法　测定放射性样品^*A的重量w（比活度a₀也未知）的例子如下：先将样品平分为两份，每份中^*A的重量为w_X,即w＝2w_X；分别加入不同量的非放射性载体A,重量为w₁和w₂；充分搅匀后分离,测定比活度a₁和a₂，则得：

解上述方程可得：

由此可以求出^*A的重量w。
　　③ 亚化学计量分析　从标准溶液和经同位素稀释的样品溶液中，利用适当的方法在严格相同的条件下分离出少量等量物质后，通过测定其放射性活度来计算待测样品含量。
　　④ 饱和分析法　为测定极微量生理活性物质的一种特殊的同位素稀释法，包括放射性免疫分析法、竞争放射分析法、放射受体分析法等。1959年R.S.耶洛首先提出的放射性免疫分析是利用抗原抗体反应的特异性和放射性物质的高探测效率测定抗原的方法。用此方法能测定蛋白激素、免疫球蛋白、酶等大分子蛋白质和低分子量的甾体激素、环核苷酸、抗生素等药物在血中的浓度。（见放射免疫分析法）
　　应用 　同位素稀释法已广泛用于生物化学方面，如维生素、抗生素等复杂物质的分析；有机化学方面，如氨基酸、脂肪酸、杀虫剂、聚合物等复杂混合物的分析；无机化学方面，特别是对性质类似不易分离的稀土元素的定量测定。
　　参考书目
　A. C. Wahl, ed.,Radioactivity Applied to Chemistry, John Wiley & Sons,New York, 1951.