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氢、碳、氮、氧、硫等轻元素的稳定同位素自上世纪50年代以来被广泛使用,因此被称为传统的稳定同位素。相比之下,其他金属的稳定同位素被称为非传统的稳定同位素,自2000年代以来,它们大多受到相当大的关注。自然界有许多种金属元素,元素周期表中的大多数元素由多个稳定同位素构成,只有很少的元素由一个稳定同位素构成(见图一)。1) [1].稳定的同位素金属元素作为元素金属、金属氧化物或金属盐在市场上是可用的.随着多收集器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的发展,金属稳定同位素在环境和生物应用研究中的应用日益受到重视。

无花果。1与同位素相关的选定属性周期表。

典型金属稳定同位素

• 铜有两种稳定的同位素, 63 铜和铜 65 铜,天然丰度分别为69.17%和30.83%。地球的同位素 63 铜和铜 65 含丰富度高达99%的铜可在市场上购买。
• 锌有五种稳定的同位素, 64 锌, 66 锌, 67 锌, 68 锌,和 70 锌的天然丰度分别为49.17%、27.73%、4.04%、18.45%和0.61%。同位素浓缩材料适用于所有五种浓缩水平可超过95%的锌同位素。商业上可用的同位素浓缩锌通常是以锌金属(板材或碎块)或微米大小的锌粉末的形式存在。
• 银有两种稳定的同位素, 107 及 109 阿格。作为两种同位素 107 阿格, 109 a有相似的自然丰度~50%, 107 阿格, 109 A同样适用于标签目的。这两种同位素通常以银金属粉末的形式存在.
• 钛有五种稳定同位素,即 46 我, 47 我, 48 我, 49 " 50 泰。除了 48 它拥有最高的自然丰度(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).
• 铁有四种天然的稳定同位素,即 54 、 56 、 57 和 58 Fe with natural abundances of 5.80%, 91.72%, 2.20%, and 0.28%.
• 钙是最丰富的元素之一,有五种天然稳定的同位素, 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%.

应用程序

目前,金属稳定同位素作为示踪剂或示踪剂在许多应用领域,特别是在生物和环境领域具有巨大的潜力。

生物领域

金属稳定同位素标记是生物学领域的有效工具,开启了荧光后细胞仪时代。特别是金属稳定同位素标记在以下两个领域:(1)生物分子的多重分析和(2)生物分子的绝对量化。

无花果。2使用金属稳定同位素标记的生物领域分析战略的历史时间表。

(1)生物分子的倍数测定 .原则上,100多种金属稳定同位素可以在无光谱重叠的情况下同时和有选择地检测到。因此,经过对标记策略的研究,近年来成功地构建了具有金属稳定同位素标记的生物分子的多重分析,如蛋白质定量的多重分析、酶活性、细胞检测和核酸测定。其中,刘的团队 [2]在没有制造复杂DNA芯片的情况下,开发了第一个基于金属稳定同位素标记战略的多重核酸检测。在均匀溶液中同时检测出15个临床疾病(癌症、遗传病和病毒)相关的DNA靶点,通过标记Y、L、CE、PR、nd、SM、欧盟、全球化组织、结核病、DY、HE、ER、BT、YB和LU稳定同位素离子(见图一)。a,b)。

无花果。3根据金属稳定同位素标记策略进行的核酸分析:(a)用稀土稳定同位素标记标记DNA;(b)多重核酸分析程序。

(2)生物分子的绝对量化 .基于金属稳定同位素标记,生物分子的绝对定量是很容易实现的。生物分子的绝对定量化为临床、环境和药物开发实验室的数据验证和可追溯性提供了依据。如今,使用这种方法,已经实现了核酸、蛋白质和肽等许多生物分子的绝对量化。

环境保护区

含金属的工程纳米颗粒已广泛生产并应用于许多部门。然而,在生产、运输、使用、处置和回收期间,释放到环境中是不可避免的。因此,作为一类新出现的污染物,近年来,孟普在环境行为方面引起了相当大的关注。用稳定同位素金属对环境行为进行内标是分析环境行为的有用工具,近年来已成为研究的热点。例如,用金属稳定同位素对沉积物的溶解、与自然有机质的相互作用、沉积和吸附等环境命运进行了探索和研究。吸收,积累,分布,通过使用稳定同位素示踪剂的体外和体内实验,还可以评价生物清除和对微生物的毒性。金属稳定同位素示踪剂为进一步阐明环境系统中的环境中的环境物质的行为提供了很好的机会。 [3] .

无花果。金属稳定同位素示踪剂在环境行为分析中的示意图(以锌稳定同位素为例)。