n示踪剂丰度估算

¹⁵N示踪剂丰度估算estimation of abundance of ¹⁵N tracer

对¹⁵N示踪试验中所需示踪剂的15N丰度进行估算。其目的是使试验样品有足以能准确测定的丰度前提下选用适宜丰度的示踪剂，减少试验费用。¹⁵N示踪试验是通过比较样品和示踪剂的¹⁵N原子百分超来计算和分析试验结果的。为使样品达到一定的富集度，示踪剂必须有足够的丰度。在保证示踪试验准确结果的前提下，选用尽可能低的丰度。
决定因素 ❶¹⁵N稀释度。在示踪试验过程中，由于试验体系内示踪剂¹⁵N遭到天然氮的稀释，使样品的15N丰度低于示踪剂的丰度。如进入生物体系的标记氮量为a，标记氮的丰度为Ca，样品的总氮量为b，根据同位素稀释原理，则有下式：

式中 C₀为自然丰度。可见在C_a一定时，稀释度越大，Cb越小，直至与天然丰度相接近而不能准确测定。为了使样品丰度和天然丰度有足够差异，示踪剂必须有足够的丰度。
❷仪器灵敏度。为了获得准确的结果，样品的丰度不能低于仪器的灵敏度。对于同一丰度的示踪剂，仪器灵敏度越高，则允许稀释的倍数越大。最大稀释倍数由下式计算：

式中 C为示踪剂丰度；C₀为天然丰度；r为仪器的相对测量误差(%);f是考虑到其他误差而引入的因素。
如丰度为10原子百分比的示踪剂，若f=3,r为0.05%时，D_max为1.70×10⁴，在同样条件下，r为0.4%时，则D_max为2.2×10³,r为5%时，D_max＝1.7×10²。
丰度估算 实际计算所需示踪剂的丰度时，首先由仪器灵敏度和其他误差，确定样品所要求的最小丰度。性能良好的质谱仪，对单个样品可以准确测量(¹⁵N)0.01原子百分超。根据样品吸收的总氮量和示踪剂的氮量进行估计，计算出稀释度。如果稀释度是150倍，仪器的检测灵敏度为0.02原子百分超，则示踪剂的丰度应不低于Ca=0.02×150+0.365≈3.5原子百分比。不同试验中，稀释度有很大的差异，选择的15N化合物在2～33原子百分比的范围内，依试验对象、目的、种类而不同。如代谢试验，为测定个别氨基酸的丰度，要求30原子百分比以上。有机肥料等二次标记、肥料残效和根外追肥试验要求丰度在10～20原子百分比之间。同是肥料试验，植株大的果树和其他多年生木本植物因为稀释度大，需要标记肥料的丰度比一年生作物高得多。测定作物对肥料的吸收、利用率，则丰度可低至3原子百分比以下，甚至1原子百分比。如要测定土壤样品，由于残留在土壤中的少量标记氮遭到大量土壤氮的稀释，标记肥料丰度要求在10原子百分比左右。进行田间试验，由于应用示踪剂量多，更要正确地估算所需的丰度，以便尽量减少试验经费。