幽门螺杆菌

与多种胃部疾病密切相关

逐渐引起人们的关注

在体检时

与传统检测方式不同

有种只需轻轻吹口气

就能够检查是否感染幽门螺杆菌的

碳-14尿素呼气试验

成了大家的优先选项

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什么是碳-14？

碳-14是碳元素的一种具放射性的同位素，原子核由6个质子和8个中子组成，于1940年首次被发现。它是通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生的，其丰度基本保持不变，是生物圈中碳-14的来源。在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，有大约1%的碳以碳-13的形式存在，只有兆分之一（0.0000000001%）也即是小数点后的十位数是碳-14。

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碳-14尿素呼气试验

是怎么测幽门螺杆菌的呢？

原理其实很简单：

幽门螺杆菌可以产生尿素酶，会将碳-14尿素分解为含有碳-14的二氧化碳，通过肺排出。当被检者服用完碳-14尿素胶囊之后，只要将呼出的气体收集起来， 检测其中是否含有碳-14的二氧化碳， 就能够准确判断被检者的胃内是否受到幽门螺杆菌的感染。

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碳-14在各行各业“大显身手”

碳是生命体的基本元素之一，作为碳的一种同位素，碳-14在碳元素中有一个固定的含量比。只要生命在继续，动植物就会在新陈代谢中源源不断地吸收和排出碳-14，所以生命体内部的碳-14含量可视为基本维持不变的。当生物死亡之后，一切生命活动都停止了，体内的碳-14便无法再从地球环境中得到补充。从这一刻开始，每经过碳-14的半衰期5730年，生物体内碳-14的数量就会减半。

统领考古界的碳-14测年法

碳-14在考古、医学、工业、环境监测等方面都能大展身手。当考古学家从地下发掘出文物后，他们会通过精密仪器测量生物化石，确定其中碳-14的含量。将文物中碳-14的含量与当前自然界中活的生命体内碳-14含量进行对比分析，通过简单的计算，看生物体内碳-14的数量减少了多少，便可反推出文物存在的大致年代。利用这种方法，可以鉴定距今大约5万年的文物。

举个例子：

三星堆遗址出土的高大的青铜神像、青铜神树、精致的金面罩等与人们印象里的历朝文物有着巨大差别，加上至今未发现文字或相关文字记载，让人难以琢磨这片神秘文明究竟来自多么遥远的过去。今年6月13日，三星堆遗址祭祀区考古发掘阶段性成果发布。北大考古年代学实验室的吴小红教授和她的团队通过碳-14年代测定，把三星堆“祭祀坑”的年代精确到了大约公元前1131年到1012年，属于商代晚期，使整个三星堆遗址乃至三星堆文化的研究走出了重要一步。

利用碳-14进行天然产品来源测试

利用碳-14测试可以识别香精、香料、精油、化妆品等是否为天然产品。天然产品（植物或动物来源）的假冒方法之一是掺假更廉价的石化衍生合成材料。它们可能在化学成分上没有任何区别，但是利用碳-14测试便可区分。

作为自然界碳循环的一部分，所有的生物都有一个已知的碳-14含量，而石化衍生的物质很早就脱离了碳循环系统，所以它们不含任何碳-14。对于一个包含生物质成分和石化衍生成分的产品，可以用碳14含量来计算产品中有多少是来自天然成分，有多少又是来自石油衍生成分。

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碳-14的含量是怎么测量出来的呢？

19世纪40年代末，有研究人员发现，某些有机物质经稀释后，可以吸收放射性核素辐射粒子的能量，形成激发的有机闪烁体分子。而这些有机闪烁体分子可以经过特殊的退激处理，期间会产生荧光，这些荧光的亮度和最初吸收到的辐射能量有关，近似成线性关系, 即放射性同位素的量越多, 在闪烁体上引起闪光的次数就越多，也就可以通过光电探测手段测量放射性大小。

检测人员正在操作液体闪烁计数器

这种液体状态的有机物质就称为“闪烁液”，相应的测量仪器就叫做“液体闪烁计数器”，液体闪烁计数法是一种测量碳-14放射性活度、进而推算出样品中碳-14含量的高性价比方法。

现阶段，随着更高灵敏度的加速器质谱技术的引入，更是只需提取少量残留物即可测量，极大拓展了碳-14测年法的应用范围。

随着科学技术的进步

人类通过不断研制精准的测量仪器

和研究可靠的校准方法

就能让更多像碳-14这样的“宝贝”核素

更好地服务于我们的生活

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* 部分图片来源于网络

供稿：市计测院

上观号作者：上海市场监管