氫、碳、氮、氧、硫等輕元素的穩定同位素自上世紀50年代以來被廣泛使用,因此被稱為傳統的穩定同位素。相比之下,其他金屬的穩定同位素被稱為非傳統的穩定同位素,自2000年代以來,它們大多受到相當大的關注。自然界有許多種金屬元素,元素周期表中的大多數元素由多個穩定同位素構成,只有很少的元素由一個穩定同位素構成(見圖一)。1)?[1].穩定的同位素金屬元素作為元素金屬、金屬氧化物或金屬鹽在市場上是可用的.隨著多收集器電感耦合等離子體質譜(MC-ICP-MS)的發展,金屬穩定同位素在環境和生物應用研究中的應用日益受到重視。

無花果。1與同位素相關的選定屬性周期表。

典型金屬穩定同位素

• 銅有兩種穩定的同位素,?63?銅和銅?65?銅,天然豐度分別為69.17%和30.83%。地球的同位素?63?銅和銅?65?含豐富度高達99%的銅可在市場上購買。
• 鋅有五種穩定的同位素,?64?鋅,?66?鋅,?67?鋅,?68?鋅,和?70?鋅的天然豐度分別為49.17%、27.73%、4.04%、18.45%和0.61%。同位素濃縮材料適用于所有五種濃縮水平可超過95%的鋅同位素。商業上可用的同位素濃縮鋅通常是以鋅金屬(板材或碎塊)或微米大小的鋅粉末的形式存在。
• 銀有兩種穩定的同位素,?107?及?109?阿格。作為兩種同位素?107?阿格,?109?a有相似的自然豐度~50%,?107?阿格,?109?A同樣適用于標簽目的。這兩種同位素通常以銀金屬粉末的形式存在.
• 鈦有五種穩定同位素,即?46?我,?47?我,?48?我,?49?"?50?泰。除了?48?它擁有最高的自然豐度(73.72%),?46?我,?47?我,?49?"?50?Ti are all of low natural abundance (8.25%, 7.44%, 5.41%, and 5.18%, respectively).
• 鐵有四種天然的穩定同位素,即?54?、?56?、?57?和?58?Fe with natural abundances of 5.80%, 91.72%, 2.20%, and 0.28%.
• 鈣是最豐富的元素之一,有五種天然穩定的同位素,?40?中情局,?42?中情局,?43?中情局,?44?中情局,和?46?Ca, with respective abundances of 96.941%, 0.647%, 0.135%, 2.086%, 0.004%.

應用程序

目前,金屬穩定同位素作為示蹤劑或示蹤劑在許多應用領域,特別是在生物和環境領域具有巨大的潛力。

生物領域

金屬穩定同位素標記是生物學領域的有效工具,開啟了熒光后細胞儀時代。特別是金屬穩定同位素標記在以下兩個領域:(1)生物分子的多重分析和(2)生物分子的絕對量化。

無花果。2使用金屬穩定同位素標記的生物領域分析戰略的歷史時間表。

(1)生物分子的倍數測定?.原則上,100多種金屬穩定同位素可以在無光譜重疊的情況下同時和有選擇地檢測到。因此,經過對標記策略的研究,近年來成功地構建了具有金屬穩定同位素標記的生物分子的多重分析,如蛋白質定量的多重分析、酶活性、細胞檢測和核酸測定。其中,劉的團隊?[2]在沒有制造復雜DNA芯片的情況下,開發了第一個基于金屬穩定同位素標記戰略的多重核酸檢測。在均勻溶液中同時檢測出15個臨床疾病(癌癥、遺傳病和病毒)相關的DNA靶點,通過標記Y、L、CE、PR、nd、SM、歐盟、全球化組織、結核病、DY、HE、ER、BT、YB和LU穩定同位素離子(見圖一)。a,b)。

無花果。3根據金屬穩定同位素標記策略進行的核酸分析:(a)用稀土穩定同位素標記標記DNA;(b)多重核酸分析程序。

(2)生物分子的絕對量化?.基于金屬穩定同位素標記,生物分子的絕對定量是很容易實現的。生物分子的絕對定量化為臨床、環境和藥物開發實驗室的數據驗證和可追溯性提供了依據。如今,使用這種方法,已經實現了核酸、蛋白質和肽等許多生物分子的絕對量化。

環境保護區

含金屬的工程納米顆粒已廣泛生產并應用于許多部門。然而,在生產、運輸、使用、處置和回收期間,釋放到環境中是不可避免的。因此,作為一類新出現的污染物,近年來,孟普在環境行為方面引起了相當大的關注。用穩定同位素金屬對環境行為進行內標是分析環境行為的有用工具,近年來已成為研究的熱點。例如,用金屬穩定同位素對沉積物的溶解、與自然有機質的相互作用、沉積和吸附等環境命運進行了探索和研究。吸收,積累,分布,通過使用穩定同位素示蹤劑的體外和體內實驗,還可以評價生物清除和對微生物的毒性。金屬穩定同位素示蹤劑為進一步闡明環境系統中的環境中的環境物質的行為提供了很好的機會。?[3]?.

無花果。金屬穩定同位素示蹤劑在環境行為分析中的示意圖(以鋅穩定同位素為例)。