穩定同位素氮15制備與應用
通常氮-15是由自然元素分離而成,在自然界中,天然氮元素是由氮元素分離而
成的。氮 - 14 和氮 - 15 組成,其中氮 - 15 的含量為 0.365%。一氧化氮是分離氮
15時的首選材料。富集是可用的99.99%(原子)。目前,氮 - 15 主要有兩種制備方
法:
一氧化氮(NO)與硝酸系統的同位素交換法:這是主流的制備工藝,可生產多
種氮 - 15 標記化合物。
一氧化氮(NO)低溫蒸餾法:該方法生產氮氮 - 15 會同時產生更多的副產品。
此外,核反應法還可以生產氮 - 15,但技術難度大,成本高。氮15中廣譜的應用,
包括在醫學研究中各種農業中使用復雜氨基酸的簡單鹽。
氮 - 15 它可用作標記化合物和氮化合物的示蹤原子,廣泛應用于許多領域,如:
環境科學研究:在不同的環境條件下,穩定性同位素的組成會有一定的差異,氮
同位素是一種很好的污染物指示劑。在生態系統污染監測中,測定的15N值也可
作為水環境污染程度指標。通過使用穩定性同位素技術,生態學家可以在不干擾
生態系統自然狀態和元素性質的情況下,隨時測量許多不斷變化的生態過程。穩
定性同位素15N可用于通過氮固定或吸收土壤NH4+和NO3-來測定植物氮的相對
比率;確定土壤中碳和氮的周轉率;確定N2O的來源(硝化細菌或反硝化細菌)
;確定食物鏈的長度,確定空氣和水污染物的來源,如何確定植物的分布區域等。
農業科研領域:穩定性同位素15NN、13C廣泛應用于植物生理生化研究、土壤與
植物營養研究、植物保護研究、水稻、花卉、農產品等作物改良研究、草地氮循
環研究等方面。農業中使用的穩定性同位素產品大多是低豐度產品。低豐度15N
標記尿素、15N標記硫酸銨、15N標記硝酸銨、15N標記氯化銨等無機鹽是常用的
肥料示蹤劑。
藥物研發:被氮 - 15 標記的藥物進入人體,可以用儀器跟蹤,可以快速準確地了解
人體內藥物的代謝過程,有助于提高藥物的研發速度。
疾病診斷:可用于疾病診斷。
生命科學:可以標記 DNA 氮堿基在遺傳工程研究領域發揮著重要作用。