示踪技术分类
示踪技术在疾病发生机理中的应用
示踪技术在疾病发生机理中的应用示踪技术是一种重要的科学方法，可以在生物系统中追踪物质的转化和运移。
通过标记物质，我们可以了解生物机制的一些重要方面，包括生长发育、代谢调节、疾病发生机理等。
在本文中，我将重点介绍示踪技术在疾病发生机理中的应用。
一、示踪技术的基本原理和分类示踪技术是一种利用标记分子对生物过程进行追踪的方法。
分子标记可以是同位素、荧光染料、化学反应物或生物分子等。
示踪物质不会对生物系统造成损伤，但可以在生物过程中与其他分子结合或转化，并提供相关信息。
根据示踪物质与生物体之间的作用方式，示踪技术可以分为三类：1. 放射性示踪技术放射性示踪技术是将同位素标记在分子中，通过放射性衰变来追踪分子的运动和代谢过程。
此类技术原理简单、标记灵敏度高，但同时也存在一定的辐射危险。
2. 荧光示踪技术荧光示踪技术是将荧光染料标记在分子中，通过荧光信号来追踪分子的运动和代谢过程。
此类技术不需要使用辐射源，具有较高的安全性，但标记灵敏度较低。
3. 化学示踪技术化学示踪技术是利用不同生物分子之间的化学反应标记示踪物质的方法。
此类技术可以将同位素、荧光染料或化学反应物标记在生物分子中，追踪生物分子之间的化学反应过程。
二、示踪技术在疾病发生机理中的应用示踪技术在疾病发生机理中有着重要的应用价值。
下面将以几个具体示例，介绍示踪技术在疾病机理研究中的应用。
1. 肝癌研究肝癌是一种常见的恶性肿瘤，其发生机理复杂。
近年来，利用放射性示踪技术研究肝癌病理生理机制已成为研究热点。
通过标记同位素在体内追踪分子在代谢中的位置和变化，可以了解肝癌生长发育的机制。
例如，碳同位素示踪技术可以追踪肿瘤细胞摄取氨基酸、脂肪酸、葡萄糖和丙酮酸等成分的路径和代谢是否异常，揭示肝癌生长和耗能机制，为寻找有效的治疗方法提供了新的思路。
2. 中风研究中风是由于脑血管阻塞、破裂或缺血引起的脑部功能障碍。
应用荧光示踪技术可以追踪血小板在中风过程中的活动。
铅、锌、镉同位素示踪技术在沉积物重金属污染源解析中的应用:综述与展望
铅、锌、镉同位素示踪技术在沉积物重金属污染源解析中的应
用：综述与展望
高春亮;文进心;成艾颖;闵秀云;魏海成
【期刊名称】《盐湖研究》
【年(卷),期】2024(32)1
【摘要】沉积物重金属污染防治的关键在于识别其污染源,采用铅、锌、镉多元同位素示踪技术是对其进行污染源解析的最佳手段之一。
铅同位素示踪技术较为成熟且应用广泛,锌和镉同位素示踪技术作为新兴技术,在重金属污染源解析研究中可作为有力补充。
本文系统概述了Pb-Zn-Cd同位素的示踪机理、组成特征及其在沉积物重金属污染溯源中的应用,提出未来研究工作的重点是采用多元同位素示踪技术,并结合沉积物形态中重金属稳定同位素的组成示踪污染源。
【总页数】11页(P128-138)
【作者】高春亮;文进心;成艾颖;闵秀云;魏海成
【作者单位】中国科学院青海盐湖研究所;青海省盐湖地质与环境重点实验室;中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】X142
【相关文献】
1.沉积物重金属污染源的铅同位素示踪研究
2.湘江长潭株段河床沉积物重金属污染源的铅同位素地球化学示踪
3.关于沉积物重金属污染源的铅同位素示踪研究
4.铅同位素示踪在大气降尘重金属污染来源解析中的应用
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第三讲 示踪技术
2020/4/5
同位素示踪
❖ 1923年， Hevesy在丹麦玻尔实验室工作期 间，将豆科植物浸泡在含有放射性210Pb和 212Pb的铅盐溶液中。结果发现：铅全部被吸 附在根部，从而保护其它部位
定位定量准确
❖ 放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移 和转变，与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技 术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂的定 量分布，并且定位准确度
三、示踪实验的设计原则
➢ 通常都用核素作为标记物，所以示踪实验也称核素示踪实验， 其中采用放射性核素标记时，称为放射性示踪实验
2. 选择示踪剂给入途径
整体示踪实验时，应根据实验目的，选择易吸收、易操 作的给入途径，一般给予的数量体积小，要求给予的剂 量准确，防止可能的损失和不必要的污染
体外示踪实验时，应根据实验设计的实验步骤的某个环 节加入一定剂量的示踪到反应系统中去，力求操作准确， 仔细
生物实验：
❖ 整体动物实验的给药途径：
ห้องสมุดไป่ตู้法简便
❖ 放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，可以利用 某些放射性同位素释放出穿透力强的γ射线，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展， 14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用
不受环境和化学因素影响等优点 在各种学科的研究中得到广泛的应用
继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建 立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛 应用提供了基本的条件和有力的保障
井间示踪剂技术在海上油田的研究与探索
备注 2个
16MPa 若干
遗传算法拟合示踪剂产出曲线。 4 结束语
1） 对 于 中 海 油 井 组 示 踪 剂 筛 选 原 则， 参 考 标 准 Q-HS 2029—2006“海上油田化学示踪剂注入及检测规范”及 QSY
2.5 矿场施工
127—2005“水驱油田井间示踪技术规范”；
（1）设备连接 ：连接注入设备，试压，见图 1。
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
石油工程
Petroleum Engineering
第47卷第7期
2021年7月
井间示踪剂技术在海上油田的研究与探索
陈 岩，黄 佳 （中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）
摘 要 ：针对海上油田注水井网开发，认识油水井连通性及提高剖面改善措施的作业需求，介绍了示踪剂技术原理，梳理 了海上油田示踪剂监测施工工艺流程，以及取样检测和解释分析等质控原则。对如何高效开展海上油田井间示踪剂技术，更好 地掌握水驱效果具有一定的指导借鉴作用。
多层位同时注入。表 1 为示踪剂技术发展历程。
表1 示踪剂技术发展历程
发展历程
示踪剂名称
种类
的物质，在采出井检测该物质的产出情况，据此研究被示踪 流体的运动状况，从而判断井间连通性并完成井间参数分析 与解释的一种技术。 1.1 井间示踪技术的应用价值
（1）了解注入井与采油井的目前连通情况 ； （2）了解注入流体推进方向、驱替速度、注采流线、波 及参数（面积、体积、系数）等信息 ； （3）确定油层平面，纵向上的储层非均质性，以及剩余 油饱和度分布 ； （4）确定孔道大小，为调剖堵水剂筛选及用量提供参数 ； （5）评价工艺措施效果。 1.2 发展历程 对于化学（无机盐类）示踪剂，兴起于 20 世纪 50 年代， 目前常用的产品有硝酸盐、硫氰酸盐、溴化钠、碘化钾，异丙 醇等物质，来源广泛，检测方法便捷，可实现现场检测，但 检测误差较大，用量大，成本较高，同时会影响地层水矿化 度。70 年代，出现放射性同位素示踪剂，以氚及氚化物为代 表，测试精度高，在注入剖面测试中应用广泛，但对地层会
示踪剂（2页）
(1) 注水开发后期油田特征注水开发的油田，由于油藏平面和纵向上的非均质性以及油水粘度的差别及注采井组内部的不平衡，势必造成注入水在平面上向生产井方向的舌进现象和在纵向上向高渗透层的突进现象。
特别是在注水开发后期，油井含水高达90％以上，由于注入水的长期冲刷，油藏孔隙结构和物理参数将会发生较大变化，在注水井和油井之间有可能产生特高的渗透率薄层，流动孔道变大，造成注入水在注水井和生产井之间的循环流动，大大降低了水驱油的效率。
为了提高水驱油效率，目前提出了各种治理措施，如注水井调剖，油井堵水，打调整井和用水动力学方法改变液流方向等。
而这些措施是否有效，关键是对油藏的认识程度，从而提出要对油藏进行精细描述，井间示踪剂测试便是为这一目的而提出来的。
(2) 示踪剂类型及特征示踪剂是指那些能随注入流体一起流动，指示流体在多孔介质中的存在、流动方向和渗流速度的物质。
示踪剂的种类较多，按其化学性质可分为化学示踪剂和放射性示踪剂；按其溶解性质可分为分配性示踪剂和非分配性示踪剂。
化学示踪剂常见的有:离子型，如SCN-、NO3-、Br-、I-等；有机类，如甲醛、乙醇、异丙醇等；染料类和惰性气体；放射性示踪剂常见的有:氚水、氚化正丁醇、氚化乙醇等。
非分配性示踪剂只溶于水；而分配性示踪剂既溶于水，又溶于油，但在油、水中的分配比例不同。
一种好的示踪剂应满足以下条件：①油层中背景浓度低；②油层中滞留量少；③化学稳定、生物稳定、与地层流体配伍；④分析操作简单，灵敏度高；⑤无毒、安全；⑥来源广、成本低；(3) 井间示踪剂监测。
井间示踪剂测试是从注水井注入示踪剂段塞，从周围生产井中检测其产出情况并绘出示踪剂产出曲线。
通过对井间示踪剂产出曲线的分析来确定井间地层参数，并求出剩余油饱和度的分布。
井间示踪剂测试时，如果同时注入一种分配性示踪剂和一种水溶性示踪剂，由于这两种示踪剂的油溶性差别较大，水溶性示踪剂只溶于水，产出早；而分配性示踪剂既溶于水又溶于油，产出晚。
同位素示踪技术
7、准确复制原因 ①DNA双链提供精确的模板
②碱基互补配对原则
8、复制的生物学意义：
DNA分子连续复制演绎的计算规律
DNA分子连续复制演绎的计算规律
DNA分子复制n次
DNA分子数：2n 只含15N分子：0 含14N/15N杂种分子：2 只含14N分子：2n-2 DNA单链总数： 2n+1 含15N的链：2 含14N的链： 2n+1-2
3、时期： 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期 模板：DNA的两条母链 游离的四种脱氧核苷酸（A、G、C、T） 原料： 4、条件 能量： ATP DNA解旋酶、DNA聚合酶等（作用于哪个化学键？） 酶： 5、复制过程：解旋→合成互补子链→形成子代DNA
（2）半保留复制 6、复制特点（1）边解旋边复制（多起点）
DNA如何复制自己以保证子代得到亲
代的全部遗传信息呢？
半保留型复制模型
全保留型复制模型
新形成的
子一代 DNA分子
模板链恢
复原来的 双螺旋
如何来证明哪个观点是正确的？
如何区分原来的DNA链与新合成的DNA链呢？
实验设计
利用放射性同位素不断放出射线的性质，可及时、 灵敏地探测追踪放射性物质； 或利用与普通同位素的质量不同进行质量分析追 踪其数量变化、位置移动等。 在高中生物学中，常用的同位素有：14C/12C、 18O/16O、15N/14N、32P/31P、35S/32S
将样品与适当的溶剂介质混合后离心，各种颗粒 在与其等密度的介质带处形成沉降区带。
实验设计
重带
利用与普通同位素的质量不
同进行质量分析
中带
浅析公共卫生与预防医学的关系
公共卫生 服务 书通 过政 策和保障措施为人 民群众 的健康 性非传染性疾病成为 了影响人民群众生命健康 的主要因素 ； 突 和生命安 全提供必要的服务 ， 从 而促进 人的身心健康 ， 可 以说 发性公共卫生事件 的应急机制建设仍然不够完善 ， 在遇 到突发 是 一种利用 低成本来 换取较长 周期的社会 效益 的长 期服务 。 事件时无法及时作 出有效的处理措施 ，尤其是在农村地 区， 卫 在西 方发达国家 ，开展公共卫生服务的过程 中需 要政府充分 生条件较差 ， 公共卫生基础薄弱 ， 所以， 我国公 共卫 生事业 的发 发挥 自身 的作用 ， 这也是其他社会机构无法替代的。而在许多 展在相当长一段时间内仍然面临着较为严峻的形势 。 国家中 ，对于政府在公共卫生事业 中的重要作用 都进行 了明 ３预 防 医 学 的 发展 及 其特 点 确 的规定 ，并 且将公共卫生事业的开展作为政绩 考核 的一个 预 防医学 ， 主要是 以环境 、 人群 、 健 康为基准点 ， 运用 临床 重要指标 ， 以此来促 进公共卫生事业 的持续发展 。对于公共卫 医学和环境卫生科学等理论对影响群众身体健 康 的因素进行 生与预防医学的关系 ，笔者认为需要通过 以下几 个方面 的问 研 究 ， 从而通过 一定 的预防措施来保障人 民群众 的身体 健康 。 题来分析 。 预防医学以预防为主 ，对各种疾病 的发生 和传播采取一定 的 １我 国 公 共 卫 生 事 业 的发 展 防治措施 ， 以此达到预防和控制疾病 的 目的。预防医学的特点 我国大部 分的人 口都分布在农村地 区 ，受利益驱动 的影 主要包括 ： 预防医学的研 究对象涵盖了个体和群体 ， 而重点 是 响 ，有的行政管理者为了实现短期利益而忽 略了公共卫生事 对于没有受到疾病影响 的个体 ；预 防医学重视其 自身 与临床 业的长远发展 ，导致政府对公共卫生事业 的干预力度受到影 医学的充分结合 ， 并且将预防措施与临床治疗相结 合 ， 从 而达 响， 所 以， 我 国农村地 区的公共卫生事业发展 远远滞后 于发 达 到理论 与实践相结 合的 目的 ； 预 防医学注重 环境 、 人群 、 健 康 国家。而在某些城市 中， 也没有建立起完善 的公共卫 生体系 ， 的有机结合 ， 实现微观与宏观的有 机融合 。 政府对 于公 共卫生事 业的发展 并没有 十分 明确 的职责划 分 ， ４公 共 卫 生 与 预 防 医学 因此 ， 为 了促进公共 卫生事业的顺 利发展 ， 必 须要进行全 面的 随着我 国医疗体制改革 的不断深入 ， 尤其是经 历了非典 、 政策实施 ， 从 城市到农村 ， 全面强化公 共卫生事 业的发展 ， 以 Ｈ Ｉ Ｖ等重 大公共 卫生事件之后 ，公共卫 生受到 了越来 越多的 此促进人 民群众 的生命健康安全 。 重视 ， 与此同时 ， 越来越 多的学 者也开始注重公共卫生 与预防 ２我 国公 共 卫 生 面 临 的 问题 医学关系 的深入研究 ，公共卫 生被认 为是预 防医学体 系中的 公共 卫生在发展过程 中面临的首要 问题 就是重大传染疾 个重要组成部分 ， 有的学者却认为二者是相 同的 ， 但 是我们 病对人 民群众身体健康产生 的威胁。工业化进程的加快对生态 应 当明确的是 ， 公共卫生与预防医学是完全不 同的两个概念 ， 环境 造成了严重的影响 ， 同时也使 得癌症 、 心脑血管疾病等 慢 虽然二者具有一致 的 目标 ，在 ］ ＿ 作 内容上也有着众 多的相似
示踪技术及应用
1 放射性示踪技术概述
定义 应用放射性同位素对普通原子或分子加以 标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量 技术研究被标记物所显示的性质和运动规 律，以便追踪发生的过程、运行状况或研 究物质结构等的科学手段。3源自1.1 放射性示踪技术基本性质
对于含有x个A类原子和y个A*原子的系统，变 化进入Z或Z*状态，可表示为
7
1.5 放射性核素的来源
反应堆生产：131I、133Xe、24Na、99Mo 中子流 → 靶材料 产额决定于中子能量、通量密度、靶核数、 核反应截面、照射时间等
加速器生产：11C、13N、15O 带电粒子（p、He、α等） → 靶材料 小型化、投资少、结构紧凑
母牛法
核素发生器，从母牛体系中分离出处于平衡状态的子 体核素，专门制造短寿命放射性核素的装置，
灵敏度高
可探测<1nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
测量简便、易分辨
不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
提供原子、分子水平的研究手段
微观作用机理、动态变化过程
合乎生理条件
不扰乱体内生理过程的平衡状态
能定位
核显像技术，组织器官、细胞、亚细胞水平定量定位
设小闪烁室的探测效率为ε， ThA(216Po )的半衰期(0.16秒)很短，可以认为
220Rn连续发射2个α粒子，则小闪烁室a和小闪烁室b测到的α计数率为：
CPM a 2DPM a a CPM b 2DPM bb
22
ZnS(Ag)小闪烁室 —— 220Rn流气法 测管道流量
小闪烁室a和小闪烁室b测到的α计数率比值为：
CPM a DPM a a a e (Vc Vk ) / Q CPM b DPM b b b
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2、 特点：
1.灵敏度高 化学分析法：一般10-6g 光谱法：10-10—10-12g 示踪法：10-14—10-18g
例 32P： A(Bq) 3.7 ×104
质量（g） 3.5×10-12 很容易测量3.7Bq(=222dpm LSC的rb<10dpm)
动物试验准备
收集放射性废弃物的装置。 防止饲料和类便的相互污染。 大剂量操作，注意人身安全。 因特殊试验，喂饮时应小心。 妥善处理放射性饲料、排泄物、尸体等。
2．示踪剂引入方法：
●植物：
（1）气体示踪剂引入方法 A、 植物营养室。 B、叶室（多用14Co2的引入等）。
(2）液体示踪剂引入方法：
A、喷雾法 B、注射法 C、点滴法 D、涂抹法
第三章 放射性示踪技术
利用放射性物质(元素或化合物)追 踪被研究物质的行为、状态、分布、 吸收、累积、转化、数量等，以达到 科学研究之目的的技术方法。
放射性同位素示踪法几个重要概念
1、 同位素示踪法（isotope tracers） 2、 示踪剂（Tracer） 3、 被示踪物（Tracer） 4、 示踪平衡（Tracer equilibrium） 5 .放射性强度,活度（Radioactivity）A
6、 比强度（Specific activity）a 7、计数率（Count rate）r 8、 本底计数率（Background rate）rb 9、 净计数率（Net count rate）rn 10、计数效率（Counting efficienty）E
一、 放射性示踪法原理和特点
1、 原理：
注意：大量稀释时应加载体或反载体。
六．放射性衰变的校正
在下述二种情况需校正：
●从出厂→开始使用 ●试验过程中，结束：
经过t1、t2……
校正方法：
1、由T推算: 1T 2T 3T… 2、由At = Ao·e-λt查表
3、由Ao/At = eλt = e0.693t/T 令K = e0.693t/T（由此得K值表）
152d 250d
0.018 0.155 1.71 0.27 0.17 0.254 0.315
五．放射性制剂的开瓶/分装
1．详查说明书
2．开瓶分装：即mci/ml→μci/ml(稀释)
a) 由公式：a1v1→a0v0
a：比强
v：质量或体积
b) 金属物质稀释：
如：65Zn：Hcl过量 溶解后应用NaOH中和pH值。
常 用 核 素 ： 32P 、 14C 、 3H 、 45Ca 、 35S、 65Zn、33P等十余种。 2. 标记位置：注意标记化合物
3．用量估算：
原则：保证精确度：最低r>3—5rb， 无辐射效应
影响因子：①稀释度 ②吸收率 ③分布的不均匀性 ④仪器效率，测量时间
4、 适当的“前体”：（特别是化合物） 14C、3H—氨基酸→蛋白质 3H—TdR(胸腺嘧啶核苷)→DNA 14C—腺嘌呤→RNA （DNA、RNA也可
由于仪器的效果不一样等，数据也会有变化。
植物：
土培：200 - 400μCi/Kg土 水培：〈200μCi/L. 危害剂量：>500μCi/Kg土（禾本科）
10、放射性废弃物处理
三、农业上常用放射性核素制备
天然
核反应堆
放射性核素
核裂变产物
中子源
分离 浓缩
标记化合物（供示踪用） 辐射源（供辐照用）
例：63Li+10n→He+3H （反应堆） 32S（n、p）32P
35cl(n、p)35S
45Se(n、p)45Ca
四、示踪剂选择：
1．影响因子：T1/2 射线的种类 E…
E、纸粘法 F、土培、水培、沙培法
（3）固体示踪剂引入方法：
A、 溶解成液体，如上法引入。
B、 土培、水培、沙培法（地下部 分）。
C、大田施肥。
●动物：
A、注射法：皮下、肌肉、腹腔、静脉注射。 B、口腔引入法；食物、水、胃管、投丸。 C、吸入法：通过呼吸道、易挥发示踪剂。 D、涂布法。 E、 喷涂法。 F、扦入法：将60Co、182Ta、226Ra金属丝扦入 生物体。
间作 单作
CK 董p134
3．引入量的估算（逆推法）
由本底：r1>3-5rb E：由仪器计数效率：r1÷E=r2 X%：生物体内稀释度：r2÷X%=r3 Y%：在生物体内不均匀性：r3÷Y%=r4 Z%：同位素利用率：r4÷Z%=r5 衰变因素：r5=A/K 查K值表 A；引入量
注：不同试验对象有不同的影响因子。
示踪技术分类
同位素（放和非）
非同位素（放和非）
1.放射性核素…（1923. Hevesy 大豆-铅）(药物动力, 酶促…..) 2.稳定性核素… 3.免疫酶… 4.生物素-亲合素系统 5.免疫荧光… 6.重金属…(铁蛋白… 胶体金…) 7.半抗原标记… 8.稀土元素…(镧系荧光免疫… 元素:銪Eu 铽Tb 钐Sm 鏑 Dy/15种) 9.化学发光免疫…
2.测量方法简便：活体、鲜样、干样测 量…
3.合乎生理条件
4.可分辨出原有的核素和新加入的核素
5.可准确定位
二 、放射性同位素示踪法的工作程序
1、试验设计
2、示踪剂准备 3、供试材料的准备 4、示踪剂引入试验体系和管理 5、试样采集和预处理 6、测样的制备 7、试样的放射性测量 8、数据处理 9、结果分析及报告
则K = Ao/At(K值法) At = AO/K
放射性衰变表
t/T
e-λt
70
1.00
0.5000
t：一个变量
K 1.9451 1.9724 2.0000
七、放 射性制剂引入生物体
1．一般原则：
a )试验对象生长正常一致。 b) 设置足够的重复。 c) 防污染的管理措施。 d) 满足生物生长的水、气、光、温等。 个别生物需进行试验前驯化、以适应试验条 件。
用32P正磷酸盐作前体） 35S—甲硫氨酸（半胱氨酸）培养动物细胞 （哺乳）。
5、生物学研究中常放射性核素
核素 同位素
T1/2
β- E能（Mev）
3H 1H、2H、3H
14C
8C—18C
32P
29P—34P
33P
35S
31S—37S
45Ca 40Ca- 48Ca_
65Zn 64Zn - 70Zn
12.4y 5720y 14.3d 24.8d 87.1d