碳-14尿素呼氣試驗，到底如何測?幽門螺桿菌？

幽門螺桿菌與多種胃部疾病密切相關，逐漸引起人們的關注。在體檢時，與傳統檢測方式不同，有種只需輕輕吹口氣就能夠檢查是否感染幽門螺桿菌的碳-14尿素呼氣試驗，成了大家的優先選項。

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什么是碳-14？

碳-14是碳元素的一種具放射性的同位素，原子核由6個質子和8個中子組成，于1940年首次被發現。它是通過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生的，其豐度基本保持不變，是生物圈中碳-14的來源。在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，有大約1%的碳以碳-13的形式存在，只有兆分之一（0.0000000001%）也即是小數點后的十位數是碳-14。

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碳-14尿素呼氣試驗怎么測幽門螺桿菌

原理其實很簡單：幽門螺桿菌可以產生尿素酶，會將碳-14尿素分解為含有碳-14的二氧化碳，通過肺排出。當被檢者服用完碳-14尿素膠囊之后，只要將呼出的氣體收集起來， 檢測其中是否含有碳-14的二氧化碳， 就能夠準確判斷被檢者的胃內是否受到幽門螺桿菌的感染。

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碳-14在各行各業“大顯身手”

碳是生命體的基本元素之一，作為碳的一種同位素，碳-14在碳元素中有一個固定的含量比。只要生命在繼續，動植物就會在新陳代謝中源源不斷地吸收和排出碳-14，所以生命體內部的碳-14含量可視為基本維持不變的。當生物死亡之后，一切生命活動都停止了，體內的碳-14便無法再從地球環境中得到補充。從這一刻開始，每經過碳-14的半衰期5730年，生物體內碳-14的數量就會減半。

統領考古界的碳-14測年法

碳-14在考古、醫學、工業、環境監測等方面都能大展身手。當考古學家從地下發掘出文物后，他們會通過精密儀器測量生物化石，確定其中碳-14的含量。將文物中碳-14的含量與當前自然界中活的生命體內碳-14含量進行對比分析，通過簡單的計算，看生物體內碳-14的數量減少了多少，便可反推出文物存在的大致年代。利用這種方法，可以鑒定距今大約5萬年的文物。

舉個例子，三星堆遺址出土的高大的青銅神像、青銅神樹、精致的金面罩等與人們印象里的歷朝文物有著巨大差別，加上至今未發現文字或相關文字記載，讓人難以琢磨這片神秘文明究竟來自多么遙遠的過去。今年6月13日，三星堆遺址祭祀區考古發掘階段性成果發布。北大考古年代學實驗室的吳小紅教授和她的團隊通過碳-14年代測定，把三星堆“祭祀坑”的年代精確到了大約公元前1131年到1012年，屬于商代晚期，使整個三星堆遺址乃至三星堆文化的研究走出了重要一步。

利用碳-14進行天然產品來源測試

利用碳-14測試可以識別香精、香料、精油、化妝品等是否為天然產品。天然產品（植物或動物來源）的假冒方法之一是摻假更廉價的石化衍生合成材料。它們可能在化學成分上沒有任何區別，但是利用碳-14測試便可區分。

作為自然界碳循環的一部分，所有的生物都有一個已知的碳-14含量，而石化衍生的物質很早就脫離了碳循環系統，所以它們不含任何碳-14。對于一個包含生物質成分和石化衍生成分的產品，可以用碳14含量來計算產品中有多少是來自天然成分，又有多少是來自石油衍生成分。

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碳-14的含量是怎么測量出來的呢？

19世紀40年代末，有研究人員發現，某些有機物質經稀釋后，可以吸收放射性核素輻射粒子的能量，形成激發的有機閃爍體分子。而這些有機閃爍體分子可以經過特殊的退激處理，期間會產生熒光，這些熒光的亮度和最初吸收到的輻射能量有關，近似成線性關系, 即放射性同位素的量越多, 在閃爍體上引起閃光的次數就越多，也就可以通過光電探測手段測量放射性大小。

檢測人員正在操作液體閃爍計數器

這種液體狀態的有機物質就稱為“閃爍液”，相應的測量儀器就叫做“液體閃爍計數器”，液體閃爍計數法是一種測量碳-14放射性活度、進而推算出樣品中碳-14含量的高性價比方法。

現階段，隨著更高靈敏度的加速器質譜技術的引入，更是只需提取少量殘留物即可測量，極大拓展了碳-14測年法的應用范圍。