液体气体的稳定性同位素的应用

液体气体稳定性同位素的应用领域和稳定性同位素不具有放射性，在分离、标记化合物合成和应用过程中无特殊保护要求，操作简单，使用安全无毒，可直接用于动物和人体营养、临床医学研究和生物医学、药物研发、营养代谢等领域。

生命科学、核磁共振、核磁共振（NMR）和质谱（MS）波谱研究不同蛋白质种群的结构和功能需要稳定的同位素集成技术，包括同位素编码亲和标记方法（ICATTM）、氨基酸稳定同位素细胞培养技术（SILAC）、目标蛋白的绝对定量分析方法（AQUATM）等等。稳定性同位素通过生物代谢引入、酶解引入或化学引入蛋白质等生物大分子。通过大型仪器分析，可以通过分子生物软件处理得到生物大分子的结构图。

在医学领域，稳定性同位素产品已广泛应用于医学领域的临床研究、各种疾病的诊断和识别、疾病判断、治疗效果评价、器官功能研究和新药开发，如PET诊断、13C尿素呼气检测幽门螺杆菌、肿瘤治疗（硼中子捕获疗法）、药物研究等。

在环境科学研究中，在不同的环境条件下，稳定性同位素的组成会有一定的差异，氮同位素是一种很好的污染物指示剂。在生态系统污染监测中，测定的15N值也可作为水环境污染程度指标。通过使用稳定性同位素技术，生态学家可以在不干扰生态系统自然状态和元素性质的情况下，随时测量许多不断变化的生态过程。稳定性同位素15N可用于通过氮固定或吸收土壤NH4+和NO3获得氮的相对比；确定土壤中碳和氮的周转率；确定N2O的来源（硝化细菌或反硝化细菌）；确定食物链的长度，确定空气和水污染物的来源，如何确定植物的分布区域等。

能量代谢研究集中在运动医学、儿童营养、食物营养、减肥、宇航员饮食等方面。稳定性同位素示踪法是研究新陈代谢的方法之一。稳定性同位素常用于15N、13C、18O等标记。在糖脂代谢研究中，糖尿病是一种基于糖代谢异常的内分泌代谢性疾病，通常表现为整体代谢紊乱（包括糖、脂肪、氨基酸代谢紊乱等）。因此，它非常适合使用稳定的同位素跟踪技术来了解代谢物质的来龙去脉[8]。该技术的特点是测试的高精度和超高精度，它可以达到接近PPM的水平（百万分之一）。它不仅可以跟踪化合物的整个分子，还可以跟踪其某个原子，如葡萄糖分子不同原子的不同代谢方式。哪些原子进入三羧酸循环产生能量，哪些原子用于脂肪酸的合成。早在20世纪70年代，Bier等[9]就使用13C和2H标记的稳定性同位素（双标记法）通过GC/MS监测体内葡萄糖和丙氨酸的代谢。最近有学者[12]用了 U-13C标记葡萄糖，采用核磁共振技术，发现长期血糖控制不良1型糖尿病和持续应用胰岛素泵血糖控制稳定1型糖尿病患者，持续皮下胰岛素治疗可显著减少肝内源性葡萄糖，改善糖异生症，提示长期血糖控制不良T1DM肝糖代谢不是不可逆转的。