同位素示蹤法

2008/12/3 7:25:00

  同位素示蹤法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標記的微量分析方法，示蹤實(shí)驗的創(chuàng )建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內的分布和轉移。繼后Jolit和Curie于1934年發(fā)現了人工放射性，以及其后生產(chǎn)方法的建立（加速器、反應堆等），為放射性同位素示蹤法的更快的發(fā)展和廣泛應用提供了基本的條件和有力的保障。
一、同位素示蹤法基本原理和特點(diǎn)
　　同位素示蹤所利用的放射性核素（或穩定性核素）及它們的化合物，與自然界存在的相應普通元素及其化合物之間的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)是相同的，只是具有不同的核物理性質(zhì)。因此，就可以用同位素作為一種標記，制成含有同位素的標記化合物（如標記食物，藥物和代謝物質(zhì)等）代替相應的非標記化合物。利用放射性同位素不斷地放出特征射線(xiàn)的核物理性質(zhì)，就可以用核探測器隨時(shí)追蹤它在體內或體外的位置、數量及其轉變等，穩定性同位素雖然不釋放射線(xiàn)，但可以利用它與普通相應同位素的質(zhì)量之差，通過(guò)質(zhì)譜儀，氣相層析儀，核磁共振等質(zhì)量分析儀器來(lái)測定。放射性同位素和穩定性同位素都可作為示蹤劑（tracer），但是，穩定性同位素作為示蹤劑其靈敏度較低，可獲得的種類(lèi)少，價(jià)格較昂貴，其應用范圍受到限制；而用放射性同位素作為示蹤劑不僅靈敏度，測量方法簡(jiǎn)便易行，能準確地定量，準確地定位及符合所研究對象的生理條件等特點(diǎn)：
1.靈敏度高
　　放射性示蹤法可測到10-14－10-18克水平，即可以從1015個(gè)非放射性原子中檢出一個(gè)放射性原子。它比目前較敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最準確的化學(xué)分析法很難測定到10-12克水平。
2.方法簡(jiǎn)便
　　放射性測定不受其它非放射性物質(zhì)的干擾，可以省略許多復雜的物質(zhì)分離步驟，體內示蹤時(shí)，可以利用某些放射性同位素釋放出穿透力強的r射線(xiàn)，在體外測量而獲得結果，這就大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗過(guò)程，做到非破壞性分析，隨著(zhù)液體閃爍計數的發(fā)展，14C和3H等發(fā)射軟β射線(xiàn)的放射性同位素在醫學(xué)及生物學(xué)實(shí)驗中得到越來(lái)越廣泛的應用。
3.定位定量準確
　　放射性同位素示蹤法能準確定量地測定代謝物質(zhì)的轉移和轉變,與某些形態(tài)學(xué)技術(shù)相結合（如病理組織切片技術(shù)，電子顯微鏡技術(shù)等），可以確定放射性示蹤劑在組織器官中的定量分布，并且對組織器官的定位準確度可達細胞水平、亞細胞水平乃至分子水平。
4.符合生理條件
　　在放射性同位素實(shí)驗中，所引用的放射性標記化合物的化學(xué)量是極微量的，它對體內原有的相應物質(zhì)的重量改變是微不足道的，體內生理過(guò)程仍保持正常的平衡狀態(tài)，獲得的分析結果符合生理條件，更能反映客觀(guān)存在的事物本質(zhì)。 放射性同位素示蹤法的優(yōu)點(diǎn)如上所述，但也存在一些缺陷，如從事放射性同位素工作的人員要受一定的專(zhuān)門(mén)訓練，要具備相應的安全防護措施和條件，在目前個(gè)別元素（如氧、氮等）還沒(méi)有合適的放射性同位素等等。在作示蹤實(shí)驗時(shí)，還必須注意到示蹤劑的同位素效應和放射效應問(wèn)題。所謂同位素效應是指放射性同位素（或是穩定性同位素）與相應的普通元素之間存在著(zhù)化學(xué)性質(zhì)上的微小差異所引起的個(gè)別性質(zhì)上的明顯區別，對于輕元素而言，同位素效應比較嚴重。因為同位素之間的質(zhì)量判別是倍增的，如3H質(zhì)量是1H的三倍，2H是1H的兩倍，當用氚水（3H2O）作示蹤劑時(shí)，它在普通H2O中的含量不能過(guò)大，否則會(huì )使水的物理常數、對細胞膜的滲透及細胞質(zhì)粘性等都會(huì )發(fā)生改變。但在一般的示蹤實(shí)驗中，由同位素效應引起的誤差，常在實(shí)驗誤差內，可忽略不計。放射性同位素釋放的射線(xiàn)利于追蹤測量，但射線(xiàn)對生物體的作用達到一定劑量時(shí)，會(huì )改變機體的生理狀態(tài)，這就是放射性同位素的輻射效應，因此放射性同位素的用量應小于安全劑量，嚴格控制在生物機體所能允許的范
圍之內，以免實(shí)驗對象受輻射損傷，而得錯誤的結果。
二、示蹤實(shí)驗的設計原則
　　設計一個(gè)放射性同位素的示蹤實(shí)驗應從實(shí)驗的目的性，實(shí)驗所具備的條件和對放射性的防護水平三方面著(zhù)手考慮。原則上必須從兩個(gè)主要方面來(lái)設計放射性示蹤實(shí)驗：一是必須尋求有效的、可重復的測定放射性強度的條件，二是必須選擇一個(gè)合適的比活度λqδ（單位是原子／時(shí)間／分子，dpm／mol或ci／mol）。其中，λ＝-dＮ’dt／Ｎ’為該處放射性原子核的衰變常數。q＝Ｎ ’／n’，表示n’個(gè)該化學(xué)形式分子為Ｎ’個(gè)放射性原子所標記。δ＝n’／n表示放射性標記的分子數n’與總分子數（標記的加未標記的）n之比。采用放射性同位素示蹤技術(shù)來(lái)實(shí)現所研究課題預期目的全部或一部分，一般須經(jīng)過(guò)實(shí)驗準備階段，實(shí)驗階段和放射性廢物處理三個(gè)步驟。
（一）實(shí)驗準備階段
1.示蹤劑的選擇
　　選定放射性示蹤劑的比活度λqδ的值必須足夠大，以保證實(shí)驗所需要的靈敏度，而又要盡可能地小，使得在該實(shí)驗條件下輻射自分解可忽略。一般情形是根據實(shí)驗目的和實(shí)驗周期長(cháng)短，來(lái)選擇具有合適的衰變方式，輻射類(lèi)型和半衰期，且放射毒性低的放射性同位素。至今已確定的放射性核素包括天然的58種和人工制造的約1300種，其中大多數不常能用作放射性示蹤劑。主要原因是制備困難、半衰期不合適及放射性不足以定量。在任何一種生產(chǎn)方法中，生產(chǎn)步驟很可能包含或多或少的化學(xué)處理，因而示蹤實(shí)驗人員需要了解某個(gè)核素及其周?chē)�的那些元素的化學(xué)性質(zhì)，因為它們有可能成為此放射性同位素的雜質(zhì)。
　　放射性同位素都衰變（經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)中間狀態(tài)）到處于基態(tài)的子體核素，衰變時(shí)伴隨各種形式的能量輻射，如α、β-、β+、γ、X放射等。在選擇示蹤劑時(shí)，示蹤實(shí)驗人員要仔細研究衰變綱圖，根據實(shí)驗條件和計數條件來(lái)決定那一種輻射，在衰變綱變內，代表核能級的兩條水平線(xiàn)之間和距離表示能量差，↑或↓表示能級同伴隨原子序數增或減少的能量，↓表示從激發(fā)態(tài)至基態(tài)的同質(zhì)異能躍遷。一般要選擇最適宜的半衰期τ的放射性同位素，使τ足夠長(cháng)，從而使衰變校正有意義或干脆不必作衰變校正，同時(shí)又要足夠短，能較安全地進(jìn)行示蹤實(shí)驗，并使得放射性廢物容易處理，在實(shí)際工作中，使用的放射性同位素的半衰期應該與實(shí)驗需要持續的時(shí)間t相適應，如對于某個(gè)實(shí)驗，t／τ＝0.04時(shí)，應所選放射性同位素的衰變校正為3.5％；而t／τ＝0.10時(shí)，應選放射性同位素的衰變校正為6.6％。t／τ＝0.15時(shí)，應選用其衰變校正為10％。
　　在體外示蹤條件，一般選用半衰期較長(cháng)而射線(xiàn)強度適中，既利于探測，又易于防護和保存的放射性示蹤劑。體內示蹤條件下，若實(shí)驗周期短，應選用半衰期短，且能放出一定強度r射線(xiàn)物放射性同位素，若實(shí)驗周期長(cháng)，如需要將動(dòng)物活殺后對組織臟器分別測定的，則應選用半衰期較長(cháng)放射性同位素。此外，根據實(shí)驗目的來(lái)選用定位的或不定位的標記示蹤劑，例如研究氨基酸的脫羧反應，14Ｃ應標記在羧基上，只有這種定位標記的氨基酸，才能在脫羧后產(chǎn)生14CO2。而有些實(shí)驗不要求特定位置標記，只須均勻標記即可。
　　選擇放射性示蹤劑還必須同時(shí)滿(mǎn)足高化學(xué)純度，高放射性核純度的要求。在示蹤劑制備期間、貯存期間以用試驗體系中所使用的溶劑、化學(xué)試劑、酶等可能會(huì )產(chǎn)生化學(xué)雜質(zhì)、放射化學(xué)雜質(zhì)及輻射自分解引起的放射性雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在，使得示蹤實(shí)驗中使用的示蹤劑不“純”，而或多或少影響實(shí)驗的結果，甚至會(huì )導致錯誤結論。 氚標記的胸腺嘧啶核苷（3H－TdR）和尿嘧啶核苷（3H－UR）是兩種常用的示蹤劑，前者有效地結合到DNA中，后者則摻入到RNA中，它們的輻射分解速度隨比較放射性的增高及保存時(shí)間的延長(cháng)而增加，在不同溫度和不同溶液中的穩定性也不同。經(jīng)保存八年的3H-TdR約有35％輻射分解為3H－胸腺嘧啶，并導致二醇和水合物的形式，在實(shí)驗中這雜質(zhì)會(huì )很快摻入細胞并與大分子（很可能是蛋白質(zhì)）結合，而不是與DNA和RNA相結合，這些雜質(zhì)用DNA酶和RNA酶處理細胞都不除去。3H－TdR和3H－UR貯存在-20℃的冷凍溶液中輻射分離速度要比+2℃增加3－4倍，但低溫度（-140℃）對貯存也有利，在允許對示蹤實(shí)驗人員在選擇保存放射性示蹤劑時(shí)會(huì )有所啟發(fā)。
2.放射性同位素測量方法的選擇
　　測量方法的選擇取決于射線(xiàn)種類(lèi)，對于α射線(xiàn)通�？捎昧蚧�鋅晶體、電離室、核乳膠等方法探測；對能量高的β射線(xiàn)可用云母窗計數管、塑料閃爍晶體及核乳膠測定，對于能量低的β射線(xiàn)可用液體閃爍計數器測量：對于γ射線(xiàn)則用G-M計數管，碘化鈉（鉈）閃爍晶體探測。目前大多數實(shí)驗室主要采用晶體閃爍計數法和液體閃爍計數法兩種測量方式。
　　同一臺探測儀器對不同量的示蹤劑具有不同的最佳工作條件，在實(shí)驗準備階段要檢查探測器是否已調有所用示蹤同位素的工作條件，否則需要用一定量的示蹤劑作為放射源（或選用該同位素的標準源），把探測器的最佳工作條件調整好，并且要保證探測器性能處于穩定可靠的狀態(tài)。
　　探測最佳工作條件的選擇方法：一種是測“坪曲線(xiàn)”，另一種是找最好的品質(zhì)因素。對于光電倍增管，在理論上不存在“坪”（plateau）。但隨著(zhù)高壓的增加，在一定范圍內，脈沖數變化較小，形成一段坡度較小的電壓脈沖曲線(xiàn)，通常也稱(chēng)其為坪。測坪曲線(xiàn)的方法：固定放射源，根據其射線(xiàn)能量的大小，初選 一個(gè)廣大器增益（放大倍數）和甄別器閾值。不斷地改變高壓（由低到高，均勻增加伏度），每改變一次高壓，都測定一次本底和放射源的計數率，最后作出高壓本底計數率和高壓放射源計數曲線(xiàn)。用同樣的方法，作另一個(gè)甄別閾值（放大倍數不變）下的高壓計數率曲線(xiàn)，這樣反復多作幾條曲線(xiàn)。必要時(shí)，還可固定甄別閾值，改變放大倍數，求出高壓計數率曲線(xiàn)。應選擇“坪”比較平坦的曲線(xiàn)工作條件：甄別閾值和放大增益，作為正式測定時(shí)間的儀器工作條件，高壓值應選擇在該“坪”中點(diǎn)偏向起始段一邊相應的高壓值。品質(zhì)因素，又稱(chēng)為優(yōu)值，是指在一定條件下，要達到合適的統計數目所需要的時(shí)間是儀器的計數效率E和本底計數Nb的函數： 品質(zhì)因素F=E2／Nb它是衡量一臺計數器性能的指標，儀器的品質(zhì)因素F應該越大越好，品質(zhì)因素F越大，表示測量效率E越高而本底Nb越小。如果某放射性示蹤的標準源存在來(lái)源困難等問(wèn)題的話(huà)，可以用相對品質(zhì)因素f來(lái)代替。 相品質(zhì)因素f=ns／nb 式中ns指某種放射性樣品的計數率。找最好品質(zhì)因素的方法與測坪曲線(xiàn)一樣，作出幾條高壓－F（或f）的關(guān)系曲線(xiàn)，在幾條曲線(xiàn)中選擇峰值最高的曲線(xiàn)。這根曲線(xiàn)的峰值所對應的條件：高壓，甄別閾，放大倍數等，就是該儀器對被測同位素的最佳工作條件。最佳品質(zhì)因素不一定恰好落在“坪”上，有的在“坪”附近，有的卻在“坪”的下端。著(zhù)眼于把同位素的整個(gè)能譜峰都計下來(lái)的示蹤實(shí)驗者主張取“坪”所對應的工作條件，而著(zhù)眼于優(yōu)值者，主張取最佳品質(zhì)因素所對應的工作條件，也有人折衷。如果某儀器本底很低，光電倍增管噪音很低和能譜分辯高，二者應該相差不大。同一臺儀器的最佳工作條件，隨儀器的使用期延長(cháng)而有所改變，不同的放射性同位素，其最佳工作條件不同。因此核探測儀器的最佳工作條件具有專(zhuān)屬性，并且要經(jīng)常通過(guò)選擇其不同時(shí)期的最佳工作條件。更不能不問(wèn)被測同位素的種類(lèi)，而千篇一律地使用同一個(gè)工作條件。
　　為了達到準確地計數，可以長(cháng)時(shí)間一次計數，或短時(shí)間多次測量，兩者達到的標準誤基本相同，為避免外界因素的影響，在實(shí)際工作中，取短時(shí)間多次測量較為合理適用。在測量樣品的放射性時(shí)，本底是一個(gè)重要影響因素。本底高，則標準誤和標準誤差都增大，尤其在樣品計數較低時(shí)，本底對標準誤和標準誤差的影響就愈大，從而影響實(shí)驗結果的精度，而且為了達到一定的精度，勢別要增加樣品的測量時(shí)間。根據核衰變的統計規律，在實(shí)驗中如果樣品數量少，選擇tN=1.4tb的比例（式中tN為樣品放射性測量時(shí)間，tb為本底測量時(shí)間）較為合理；如果樣品數量較多是一大批樣品，則延長(cháng)本底測量時(shí)間tb，取tb的時(shí)間均值，而tN則可相對短，這樣可節省時(shí)間，有利于縮短實(shí)驗周期。對于示蹤實(shí)驗設計來(lái)說(shuō)，樣品中所含放射性強度的要求，是使其放射性計數率大于或等于本底計數的10－20倍。
3.進(jìn)行非放射性的模擬實(shí)驗，把實(shí)驗全過(guò)程預演一遍
　　同位素示蹤實(shí)驗要求準確、仔細，稍有疏忽或考慮不周就匆忙進(jìn)行正式實(shí)驗，既容易導致實(shí)驗失敗，又會(huì )造成示蹤劑和其它實(shí)驗用品的浪費，還會(huì )增加放射性廢物，增加實(shí)驗室本底水平，使實(shí)驗者接受不必要的輻射劑量，所以模擬實(shí)驗不僅可以檢查正式實(shí)驗中所用器材，藥品是否合格，又可以操作人員進(jìn)行訓練，以保證正式實(shí)驗能順利進(jìn)行。
（二）正式實(shí)驗階段
1.選擇放射性同位素的劑量
　　同位素必須能經(jīng)得起稀釋?zhuān)�使其最后樣品的放射性不能低于本底，一般�?lái)說(shuō)放射性同位素在生物體內不是完全均勻地被稀釋?zhuān)�可能在某些器官、組織、細胞、某些分子中有選擇性地蓄積，蓄積的部分放射性就會(huì )很強，在這種情況下，應以相關(guān)部位對示蹤劑的蓄積率來(lái)考慮示蹤劑用量。在細胞培養，切片保溫，酶反應等示蹤實(shí)驗中，應依據實(shí)驗目的、反應時(shí)間及反應體積的不同來(lái)考慮示蹤劑的用量，通常小于一個(gè)微居里或幾個(gè)微居里。 由于放射性同位素存在輻射效應，應該根據使用的放射性核素的種類(lèi)，將用量控制在最大允許劑量之內（maximun permissible dose），以免因劑量過(guò)大所造成的輻射效應，給實(shí)驗帶來(lái)較大的誤差。
2.選擇示蹤劑給入途徑
　　整體示蹤實(shí)驗時(shí)，應根據實(shí)驗目的，選擇易吸收、易操作的給入途徑，一般給予的數量體積小，要求給予的劑量準確，防止可能的損失和不必要的污染。體外示蹤實(shí)驗時(shí)，應根據實(shí)驗設計的實(shí)驗步驟的某個(gè)環(huán)節加入一定劑量的示蹤到反應系統中去，力求操作準確，仔細。
3.放射性生物樣品的制備
　　根據實(shí)驗目的和示蹤劑的標記放射性同位素的性質(zhì)制備放射性生物樣品，其中放射性同位素的性質(zhì)是生物樣品制備形式的主要依據。若是釋放r射線(xiàn)的示蹤劑，則樣品制備比較容易，只要定量地取出被測物放入井型NaI（TL）晶體內就能測定；若是釋放出硬β射線(xiàn)的示蹤劑，須將生物樣品制成厚度較薄的液體，或將液體鋪樣后烘干，也可灰化后鋪樣，放入塑料晶體閃爍儀內測定，或用鐘罩型蓋一革計數管探測；若標記同位素僅釋放軟β射線(xiàn)，那么樣品應制成液體閃爍樣品（詳見(jiàn)放射性測量”一章），在液體閃爍計數器內測量。不論采用何種測量方法，都應該對樣品作定量采集。對某些放射性分散的樣品，應當作適當濃集，如測定組織內蛋白質(zhì)的放射性，應對蛋白質(zhì)作提取處理然后制備成相應的測量樣品。有些樣品需采用灰化法，但灰化法對易揮發(fā)的同位素或易揮發(fā)的組織樣品不合適。
4.放射性樣品的測量
　　測量方法分為絕對測量和相對測量。絕對測量是對樣品的實(shí)有放射性強度作測量，求出樣品中標記同位素的實(shí)際衰變率，在作絕對測量時(shí)，要糾正一些因素對測量結果的影響，這些因素包括儀器探頭對于放射源的相對立體角、射線(xiàn)被探頭接收后被計數的幾率、反散射、 放射源的自吸收影響等等。而相對測量只是在某個(gè)固定的探測儀器上作放射性強度的相對測量，不追求它的實(shí)際衰變率。在一般的示蹤實(shí)驗中，大多采用相對測量的方法，比較樣品間的差異。在相對測量時(shí)，要注意保持樣品與探測器之間的幾何位置固定。幾何條件的影響是放射性測量中最重要的影響因素。當兩個(gè)放射性強度相同的樣品在測量中所置的幾何位置不一，或樣品制備過(guò)程造成的幾何條件差異，其計數會(huì )相差很多，尤其當樣品與探頭之間距離較近時(shí)，兩者計數率相差會(huì )很大。但是當樣品與探頭之間相距較遠時(shí)，由于樣品與探頭之間形成的相對立體角較小，所以?xún)烧哂嫈德实牟町悤?huì )顯著(zhù)減小。在用紙片法測量3H標記物的放射性強度時(shí)，要注意紙片在閃爍瓶中的位置，一批樣品應該一致，如果是將濾紙剪成圓狀作支持物，圓片的直徑最好與閃爍瓶底的直徑相等，保證濾紙在閃爍瓶?jì)鹊奈恢霉潭�。減小幾何條件對放射性測量的影響可以從三方面入手：⑴選擇探測窗大的探測器，如光電倍增管作探頭的探測器；⑵在樣品制備時(shí)，注意盡量將樣品做成點(diǎn)狀源，這樣當樣品的放射性強度較弱時(shí)，由于距離探測窗較近而有可能造成的水平位移的影響就可以忽略；⑶無(wú)論樣品距離探測窗遠近，樣品都應置于探測窗的垂直軸線(xiàn)上，以減少樣品與探測窗之間的相對立體角。
（三）放射性去污染和放射性廢物處理
　　放射性實(shí)驗，無(wú)論是每次實(shí)驗或階段性實(shí)驗結束后，都可能有不同程度的放射性污染和放射性廢物的出現，因此，在實(shí)驗結束后，要作去污染處理和放射性廢物處理。必要時(shí)在實(shí)驗過(guò)程進(jìn)行中，就要作除污染和清理放射性廢物的工作。
三、同位素示蹤法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)中的應用
　　放射性同位素示蹤法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域應用極為廣泛，它為揭示體內和細胞內理化過(guò)程的秘密，闡明生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎起了極其重要的作用。近幾年來(lái)，同位素示蹤技術(shù)在原基礎上又有許多新發(fā)展，如雙標記和多標記技術(shù)，穩定性同位素示蹤技術(shù)，活化分析，電子顯微鏡技術(shù)，同位素技術(shù)與其它新技術(shù)相結合等。由于這些技術(shù)的發(fā)展，使生物化學(xué)從靜態(tài)進(jìn)入動(dòng)態(tài)，從細胞水平進(jìn)入分子水平，闡明了一系列重大問(wèn)題，如遺傳密碼、細胞膜受體、RNA-DNA逆轉錄等，使人類(lèi)對生命基本現象的認識開(kāi)辟了一條新的途徑。下面僅就同位素示蹤技術(shù)在生物化學(xué)和分子生物學(xué)中應用的幾個(gè)主要方面作一介紹。
1.物質(zhì)代放謝的研究
　　體內存在著(zhù)很多種物質(zhì)，究竟它們之間是如何轉變的，如果在研究中應用適當的同位素標記物作示蹤劑分析這些物質(zhì)中同位素含量的變化，就可以知道它們之間相互轉變的關(guān)系，還能分辯出誰(shuí)是前身物，誰(shuí)是產(chǎn)物 ，分析同位素示蹤劑存在于物質(zhì)分子的哪些原子上，可以進(jìn)一步推斷各種物質(zhì)之間的轉變機制。為了研究膽固醇的生物合成及其代謝，采用標記前身物的方法，揭示了膽固醇的生成途徑和步驟，實(shí)驗證明，凡是能在體內轉變?yōu)橐阴］o酶A的化合物，都可以作為生成膽固醇的原料，從乙酸到膽固醇的全部生物合成過(guò)程，至少包括36步化學(xué)反應，在鯊烯與膽固醇之間，就有二十個(gè)中間物，膽固醇的生物合成途徑可簡(jiǎn)化為:乙酸→甲基二羥戊酸→膽固醇 又如在研究肝臟膽固醇的來(lái)源時(shí)，用放射性同位素標記物3H－膽固醇作靜脈注射的示蹤實(shí)驗說(shuō)明，放射性大部分進(jìn)入肝臟，再出現在糞中，且甲狀腺素能加速這個(gè)過(guò)程，從而可說(shuō)明肝臟是處理血漿膽固醇的主要器官，甲狀腺能降低血中膽固醇含量的機理，在于它對血漿膽固醇向肝臟轉移過(guò)程的加速作用。
2.物質(zhì)轉化的研究
　　物質(zhì)在機體內相互轉化的規律是生命活動(dòng)中重要的本質(zhì)內容，在過(guò)去的物質(zhì)轉化研究中，一般都采用用離體酶學(xué)方法，但是離體酶學(xué)方法的研究結果，不一定能代表整體情況，同位素示蹤技術(shù)的應用，使有關(guān)物質(zhì)轉化的實(shí)驗的周期大大縮短，而且在離體、整體、無(wú)細胞體系的情況下都可應用，操作簡(jiǎn)化，測定靈敏度提高，不僅能定性，還可作定量分析。 在闡明核糖苷酸向脫氧核糖核苷酸轉化的研究中，采用雙標記法，對產(chǎn)物作雙標記測量或經(jīng)化學(xué)分離后分別測量其放射性。如在鳥(niǎo)嘌呤核苷酸（GMP）的堿基和核糖上分別都標記上14C，在離體系統中使之參入脫氧鳥(niǎo)嘌呤核苷酸（dGMP），然后將原標記物和產(chǎn)物（被雙標記GMP摻入的dGMP）分別進(jìn)行酸水解和層析分離后，測定它們各自的堿基和戊糖的放射性，結果發(fā)現它們的兩部分的放射性比值基本相等，從而證明了產(chǎn)物dGMP的戊糖就原標記物GMP的戊糖，而沒(méi)有別的來(lái)源，否則產(chǎn)物dGMP的堿基和核糖的比值一定與原標記物GMP的兩部分比值有顯著(zhù)差別。這個(gè)實(shí)驗說(shuō)明戊糖脫氧是在堿基與戊糖不分記的情況下進(jìn)行的，從而證明了脫氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸直接轉化而來(lái)的，并不是核糖核苷酸先分解成核糖與堿基，堿基再重新接上脫氧杭核糖。無(wú)細胞的示蹤實(shí)驗可以分析物質(zhì)在細胞內的轉化條件，例如以3H-dTTP為前身物作DNA摻入的示蹤實(shí)驗，按一定的實(shí)驗設計摻入后，測定產(chǎn)物DNA的放射性，作為新合成的DNA的檢出指標。
3.動(dòng)態(tài)平衡的研究
　　闡明生物體內物質(zhì)處于不斷更新的動(dòng)態(tài)平衡之中，是放射性同位素示蹤法對生命科學(xué)的重大貢獻之一，向體內引入適當的同位素標記物，在不同時(shí)間測定物質(zhì)中同位素含量的變化，就能了解該物質(zhì)在體內的變動(dòng)情況，定量計算出體內物質(zhì)的代謝率，計算出物質(zhì)的更新速度和更新時(shí)間等等。機體內的各種物質(zhì)都在有大小不同的代謝庫，代謝庫的大小可用同位素稀釋法求也。
4.生物樣品中微量物質(zhì)的分析
　　在放射性同位素示蹤技術(shù)被應用之前，由于制備樣品時(shí)的丟失而造成回收率低以及測量靈敏度不高等問(wèn)題，使得對機體正常功能起很重要作用的微量物質(zhì)不易被測定。近年來(lái)迅速發(fā)展、應用愈來(lái)愈廣泛的放射免疫分析（radioimmunoassay）技術(shù)是一種超微量的分析方法，它可測定的物質(zhì)300多種，其中激素類(lèi)居多，包括類(lèi)固醇激素，多肽類(lèi)激素，非肽類(lèi)激素，蛋白質(zhì)物質(zhì)，環(huán)核苷酸，酶，腫瘤相關(guān)的抗原，抗體以及病原體，微量藥物等其它物質(zhì)。
5.最近鄰序列分析法（Nearest neighbour-sequence analysis method）
　　放射性同位素示蹤技術(shù)，是分子生物學(xué)研究中的重要手段之一，對蛋白質(zhì)生物合成的研究，從DNA復制、RNA轉錄到蛋白質(zhì)翻譯均起了很大的作用。最近鄰序列分析法應用同位素示蹤技術(shù)結合酶切理論和統計學(xué)理論，研究證實(shí)了DNA分子中堿基排列規律，在體外作合成DNA的實(shí)驗：分四批進(jìn)行，每批用一種不同的32P標記脫氧核苷三磷酸，32P標記在戊糖5''C的位置上，在完全條件下合成后，用特定的酶打開(kāi)5''C－P鍵，使原堿基上通過(guò)戊糖5''C相連的32P移到最鄰近的另一單核苷酸的3''C上 。用最近鄰序列分析法首次提出了DNA復制與RNA轉錄的分子生物學(xué)基礎，從而建立了分子雜交技術(shù)，例如以噬體T2-DNA為模板制成[32P]RNA，取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中，經(jīng)加熱使DNA雙鏈打開(kāi)，并溫育，用密度梯度離心或微孔膜分離出DNA-[32P]RNA復合體測其放射性，實(shí)驗結果只有菌體T2的DNA能與該[32P]RNA
形成放射性復合體。從而證明了RNA與DNA模板的堿基呈特殊配對的互補關(guān)系，用分子雜交技術(shù)還證實(shí)了從RNA到DNA的逆轉錄現象。此外，放射性同位素示蹤技術(shù)對分子生物學(xué)的貢獻還表現在：⑴對蛋白質(zhì)合成過(guò)程中三個(gè)連續階段，即肽鏈的起始、延伸和終止的研究；⑵核酸的分離和純化；⑶核酸末端核苷酸分析，序列測定；⑷核酸結構與功能的關(guān)系；⑸RNA中的遺傳信息如何通過(guò)核苷酸的排列順序向蛋質(zhì)中氨基酸傳遞的研究等等。為了更好地應用放射性同位素示蹤技術(shù)，除了有賴(lài)于示蹤劑的高質(zhì)量和核探測器的高靈敏度外，關(guān)鍵還在于有科學(xué)根據的設想和創(chuàng )造性的實(shí)驗設計以及各種新技術(shù)的綜合應用。