同位素稀释分析isotope dilution analysis

根据同位素稀释原理对物质进行定量分析的方法。当两种同位素标记的不同比活度（或不同富集度）的元素或化合物充分混合以后，同位素的总活度或稳定性同位素的总量不变，则下列同位素平衡公式成立：

m₁S₁+m₂S₂＝(m₁+m₂)S

式中 S₁、S₂和S分别为混合前两种物质和混合后的比活度（或富集度）;m₁,m₂为相应的质量，稳定性同位素情况下为摩尔数。如果被混合的其中一种物质为非标记，即S₂＝0，则：m₁S₁＝(m₁+m₂)S，因而被混合的非标记物的量为：

用同位素稀释分析法来测定混合物或土壤中某种成分的量，与常规化学分析相比，避免了待测物的定量分离，而且可在不破坏样品的情况下进行分析，因而可分析活的生物系统中可交换物质的量，分析土壤养分库和肥料中有效养分的含量。
直接同位素稀释法 如果要测定化合物或体系中某种组成的含量，当定量分离不可能或很困难的情况下，可将已知量和已知比活度的化学组成相同的同位素标记物引入系统中，让其充分混合后分离出标记物与待测物的混合物并充分提纯，测定其比活度，按同位素稀释公式求得混合物中待测物的量。

式中 m^*为加入的标记化合物的量（毫克或毫摩）;S_i为所加示踪剂的比活度；S_f为样品比活度。S_i和m^*是已知的，所以为了求m，只要测定S_f。S_f的测定与样品的多少无关，因此不需要把这种物质定量地从系统内分离出来。这对于测定生物系统内某些组成物量或分室的体积是特别有用的，但要求示踪剂与待测物达到完全混合，也即达到一个稳定状态，而且用来测定比活度的物质要求高纯度化。如采用高比活度的示踪剂，即加入的示踪剂量与待测物的量比可以忽略不计的情况下，则m=A₀/S_f，即待测物量为引入剂量(A₀)除以样品的比活度。
反同位素稀释分析 也称逆同位素稀释分析。很多生物学示踪试验结果常常产生各种标记化合物的复杂混合物，为了要测定其中某种标记产物的量，可加入已知量的同种非标记化合物，混合以后，分离出纯的形态，根据比活度计算标记物的量。有两种情况：❶待测标记物的比活度已知。利用同位素平衡公式m^*S=(m+m^*)S_f计算待测物m*:

式中 S_i为待测标记物比活度，S_f为混合物比活度。
❷待测物比活度未知。则利用上面同样的方法，但取两份放射性混合物，用两种量(m₁和m₂)的载体化合物分别稀释到不同程度，测得样品的比活度为S₁和S₂，得一对同位素平衡公式：

反同位素稀释分析法和直接同位素稀释分析法一样，不需要定量地分离待测物，而且可以测定更少量的物质。
同位素衍生稀释分析 当待测的非标记物的量很少时，利用直接同位素稀释分析法，由于稀释前后的比活度变化很小，即S_i/S_f≈1，则不能准确测定物质的量。这种情况下可利用能与待测物A起反应的高比活度的放射性标记物R^*，形成放射性的衍生物AR^*，就可通过加入非标记的AR，利用第一种反同位素稀释法测定AR^*的量。用这种方法，为了测定比活度，还需要测定分离出的纯净物质的量，为克服这一点，可在衍生物形成以后，加入已知量的用另一种同位素标记(如³⁵S)的同种衍生物，然后测定AR^*的两种同位素活度比(³⁵S/¹³¹I)，由此计算AR(¹³¹I)的量。后一种方法称双同位素衍生稀释分析法。
亚化学剂量同位素稀释分析 为了避免测定用于比活度测定的物质的量，将已知量的m^*与m混合，然后将混合物与少于所需当量（亚化学剂量）的另一种试剂R起反应，通过电泳，溶剂抽提、沉淀和吸附等方法将反应产物分离出来，测定其活度。因为与R反应的m^*的量和待测物m的量有关，因此可由形成的衍生物的活度来计算待测物的量。此法的灵敏度可达10^-10～10^-11克。例如，可以用³⁵SO^2-₄来测定土壤抽提液中微量SO^2-₄。土壤抽提液中加入一定量的³⁵SO^2-₄和亚化学剂量的BaCl₂，在酸性加热条件下，(³⁵SO₄+SO₄)和BaCl₂产生沉淀反应，然后根据滤去沉淀后的溶液中的放射性计算土壤提取液中的SO^2-₄的量。