核素稀释法

核素稀释法是利用稀释原理对微量物质作定量或测定液体容量的一种核素分析方法。既可用于分析离体样品，也可整体应用。它比一般稀释法（如用染料测定血容量）灵敏度高，适用范围也广。目前医学上应用的核素稀释法，主要用放射性核素。但稳定核素结合质谱仪测量用于稀释法有其独特的优点，随着质谱仪的推广，其应用正逐步增多(参见“稳定核素在医学中的应用”条)。
稀释原理 设有一标记物，在溶液中的放射性浓度为C₁(dpm/ml)，取一定体积V₁(ml)，加到另一份液体中，混匀后总体积是V₂(ml)，测得放射性浓度为C₂(dpm/ml)。则由于总放射性不变，必定有下列关系式：
C₁·V₁＝C₂·V₂ (1)
通常C₁、V₁是已知的，所以只需从混匀后的液体中取部分样品测放射性，求得C₂，就可算出V₂。显然，这对无法取得全部混匀物的情况，是十分有用的。
微量物质的定量原理基本相同，但不是测定放射性浓度，而是测定比放射性。设某一标记物的比放射为S₁(dpm/mg)，化学量是m₁ (mg)，加非标记物（化学结构相同）后的比放射性为S₂(dpm/mg)，化学量是m₂(mg)。则同样由于总放射性不变，有如下关系式：

S₁·m₁＝S₂·m₂ (2)

于是，只要知道上式四个参数的任何三个，就可求出第四个。实验过程中也只需取出部分样品，测定比放射性，不需要取得全部样品，分离纯化时的损失不影响结果。这就是核素稀释法的主要优点。但是要求出比放射性，除测定放射性活度外还需作化学定量，所以用核素稀释法对微量物质作定量时，其灵敏度受化学定量方法的限制。
正稀释法 用已知标记物测定未知非标记物的稀释法称正稀释法。医学上广泛应用正稀释法测定全身总水量、循环血容量、循环血浆量及全身细胞外液。首先要找出合适的标记物，要求能很快在被测液体范围内混匀而很少漏出到其他部分。例如测全身总水量可用氚水或重水，测循环血容量可用⁵¹Cr或³²P标记红细胞，测循环血浆量可用¹³¹I标记人血清白蛋白，测细胞外液可用²⁴Na+、³⁶Cl-、⁸²Br等。取定量标记物(已知体积V1及放射性浓度C₁)，静脉注射后等待一定时间使之在体液中混匀，再取一定体积的血浆或红细胞测放射性浓度C₂。于是被测体液的总量Vu可计算如下：

实际使用时，由于V1常远用正稀释法对微量物质作定量的应用范围更广，既可用于对体外标本中的药物或生化物质作定量，又可稍加变化用于测定整体内多种物质的代谢库。
作体外标本的定量时，取已知比放射性(S₁)的标记物，定量(m₁)加入待测标本，混匀后用可靠的提纯步骤(沉淀、结晶、层析、电泳等)分出部分待测化合物，测放射性，定化学量，求出比放射性S₂，于是样品中被测物的量mu可计算如下：

作整体代谢库测定时，取一定量(m₁)已知比放射性(S1)的标记物，静脉注射，理论上，待混匀后静脉取血分出待测物测比放射性(S₂)，即可按公式(4)求出该物质在体内的代谢库总量(即mu)。但是，待测物（药物或生化物质）在体内都要不断代谢，测得的比放射性总是低于完全未代谢时应有的数值，所以代谢库的实际测定需要用曲线外推法。具体应用参见“示踪动力学”条。
反稀释法 反稀释法的基本原理和正稀释法相同，但待测物是标记物，已知物是非标记物。具体应用又有两种情况。
作药物体内动力学研究时，标记药物的比放射性S₁是已知的，但血、尿标本中杂有标记代谢产物，单纯测定放射性不能反映原药的浓度，化学量又少，定量分离很困难。为此，可在标本中加入一定量(m₂)的非标记药物，用可靠的分离步骤提纯出部分原药，测放射性，定化学量，求得比放射性S₂。于是可通过以下计算求出标本中标记原药的化学量mu:

上述方法的应用范围很广，凡是标记物在标本中的量少并混有杂质，只要知道它们的比放射性(S₁)，都可用反稀释法定量。例如中子活化分析(S₁由标准品在相同条件下活化求得)，核素衍生物法（放射性衍生物试剂的比放射性是已知的），酶的放射分析（底物的比放射性是已知的），药物代谢产物的测定（原药的比放射性是已知的）。后三者待测物的比放射性(S₁)都可根据反应中前身物与产物的克分子比，从前身物的比放射性求得。
如果被测标记物的比放射性(S₁)属未知数，可对上法稍加变化，即把样品分成两份，分别加入不同量(m₂,m₃)

的非标记物，利用下式求原标记物的化学量及比放射性：
上述方法也称核素双稀释法。另一种情况是，已知某标本中只有一种标记物，欲求其化学量(mu)，但因量太少，无法直接定量。这时，可先测该标本的总放射性A，再加一定量非标记物(m₂)，混匀后测比放射性S₂，按反稀释法原理求出mu，并从A=mu·Su求出原标记物的比放射性Su。反稀释法公式是：

此处所加非标记物的量不能和原标记物相差倍数太大，否则求得的mu会有较大误差，故灵敏度不甚高，直接应用有一定限制。但本方法稍加延伸可作为测定标记物放射化学纯度的一种手段。方法是： 先向该标记物中加大量非标记物纯品，混匀后取一份样品，测放射性，定化学量（定量方法应不受放射性杂质干扰），求得未纯化前的比放射性SA。再另取一份样品，纯化后测比放射性SB。设杂质总放射性为r，标记物总放射性为R，则放射化学纯度可求出如下：

(见“放射性标记物的自分解”条)
核素稀释法的结果准确与否，与试剂的纯度有密切关系。此外，稀释时混匀的程度及样品分离的纯度也很重要。