
【化】 IRT method; isotope ratio tracer
同位素比示蹤劑法(Isotope Ratio Tracer Method)是一種基于同位素豐度差異進行物質追蹤的科學技術。該方法通過測量目标物質中特定同位素的比值變化,分析其來源、遷移路徑或反應機制。其核心原理是:穩定同位素(如²H、¹³C、¹⁵N)或放射性同位素(如¹⁴C)在自然或人為體系中的分布具有可量化特征,可作為"天然标籤"實現動态監測[中國科學院化學研究所, 2023]。
在應用層面,該方法包含三個關鍵步驟:1)選擇與研究對象具有顯著同位素分餾特征的目标元素;2)利用質譜儀等高精度設備測定同位素比值(例如δ¹³C = [(¹³C/¹²C)_樣品/(¹³C/¹²C)_标準 -1]×1000‰);3)通過質量平衡模型解析物質循環過程[國家自然科學基金委員會, 2024]。該方法已成功應用于水文地質(追蹤地下水年齡)、生态學(研究食物鍊物質傳遞)和醫學(藥物代謝途徑分析)等領域。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将該技術歸類為"分析化學标準方法",其測量數據需符合ISO/IEC 17025實驗室認證标準[國際計量局BIPM技術報告, 2022]。近年來,同步輻射X射線熒光與同位素比聯用技術(SR-XRF-IRMS)的發展,使元素形态分析與同位素示蹤實現納米級空間分辨率。
同位素示蹤法(又稱同位素标記法)是一種利用同位素作為标記物,追蹤物質在化學反應或生物代謝過程中變化的研究方法。以下是其核心要點:
同位素示蹤法通過将研究對象中的普通元素替換為具有相同化學性質但不同核物理性質的同位素(如放射性或穩定性同位素),實現對物質遷移、轉化過程的追蹤。例如,用放射性同位素¹⁴C标記CO₂,可研究光合作用中碳的轉移路徑。
該方法由Hevesy于1923年首創,最初用²¹²Pb研究植物體内鉛的分布。隨着人工放射性同位素的發現(如居裡夫婦1934年成果),其應用範圍大幅擴展。
若需具體實驗案例或更詳細的技術對比,可進一步提供方向以便補充。
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