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同位素氣體13CO2在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
2011-11-4 17:00:40
同位素氣體13CO2的應(yīng)用舉例
CO2是不燃，不爆炸，無輻射的氣體在世界上廣泛用于物理、化學(xué)、生物和醫(yī)療領(lǐng)域。通過化學(xué)合成，以同位素氣體13CO2作為原材料，可以生產(chǎn)大量的復(fù)雜化合物。這些化合物在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，法醫(yī)研究和診斷有廣泛地應(yīng)用。
眾所周知，13C尿素可以作為尿素呼吸測試（受檢查者口服同位素氣體13CO2標(biāo)記的尿素后，如果胃中存在幽門螺桿菌感染，就可以將13C標(biāo)記的尿素分解為13C標(biāo)記的CO2因此，通過用高精度的氣體同位素比值質(zhì)譜儀來探測呼氣中的同位素氣體13CO2即可診斷幽門螺桿菌的感染，由于口服的13C-尿素到達(dá)胃后呈均勻分布，只要在13C-尿素接觸的部位存在著幽門螺桿菌感染，就可靈敏地檢測到。）近年來，更多的由此延伸的多種化合物在非入侵呼吸試驗(yàn)也進(jìn)入醫(yī)學(xué)實(shí)踐。 在激光器中13CO2也用作激光氣體。不僅在基礎(chǔ)研究中使用，在臨床中也用于激光腹腔鏡。
生物學(xué)家用同位素標(biāo)記同位素氣體13CO2喂饋海藻，細(xì)菌和其他微生物，用核磁共振研究其新陳代謝過程?？梢詮?3C標(biāo)記有機(jī)物萃取各種氨基酸，蛋白，脂肪，醣和DNA。喂養(yǎng)標(biāo)記的藻類或細(xì)菌生成的高級微生物，萃取的成分?jǐn)?shù)量會急劇增加。科學(xué)家利用標(biāo)記成分決定大分子的結(jié)構(gòu)和蛋白間配合基體的相互作用。讓藻類在一個(gè)純13CO2的氣氛中生長，使藻能夠均勻地進(jìn)行13C標(biāo)記，有人用這種同位素氣體13CO2標(biāo)記的螺旋藻喂養(yǎng)母雞，可以對活潑的氨基酸進(jìn)行研究。
13C葡萄糖和13C谷胺酸一個(gè)重要的應(yīng)用是用于在腦內(nèi)補(bǔ)償代謝MRI(磁共振成像)。細(xì)胞增生可以用同位素氣體13CO2標(biāo)記DNA來測量。使用13C標(biāo)記成分和現(xiàn)代13C－MRS(磁共振譜儀)可以探索基因結(jié)構(gòu)和基因定量，全面地了解人類基因和生命細(xì)胞分子成分變化。 同位素氣體13CO2直接應(yīng)用到生物系統(tǒng)（例如將富集的同位素氣體13CO2空氣覆蓋田地土壤）可以監(jiān)測生物中碳的動態(tài)以進(jìn)行生命試驗(yàn)。同位素氣體13CO2標(biāo)記的物質(zhì)可以用于跟蹤土壤中有機(jī)碳成分以及輸送的渠道。
由于植物從空氣中吸收二氧化碳，CO2也能用同位素氣體13CO2加以標(biāo)記。這可以用于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的研究。例如，營養(yǎng)生物利用度以及用標(biāo)記植物喂養(yǎng)的有機(jī)物的新陳代謝。（動物和人類從不同食物攝取營養(yǎng)的生物利用度）。 13C標(biāo)記化合物和分析儀器設(shè)備的發(fā)展，使擴(kuò)展了穩(wěn)定同位素應(yīng)用，對人類和環(huán)境的認(rèn)知上開拓了新的領(lǐng)域。
由于植物從空氣中吸收二氧化碳，CO2也能用同位素氣體13CO2加以標(biāo)記。這可以用于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的研究。例如，營養(yǎng)生物利用度以及用標(biāo)記植物喂養(yǎng)的有機(jī)物的新陳代謝。（動物和人類從不同食物攝取營養(yǎng)的生物利用度）。 13C標(biāo)記化合物和分析儀器設(shè)備的發(fā)展，使擴(kuò)展了穩(wěn)定同位素應(yīng)用，對人類和環(huán)境的認(rèn)知上開拓了新的領(lǐng)域。
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