同位素内标怎么选：氘代、13C 与 15N 标记
2026-10-17 · 专业著作 · 百灵威授权转载
内标法定量做得好不好，很大程度上取决于内标本身靠不靠得住。如果内标的回收率与目标物不一致，或者离子化行为差得远，校正就失去意义。同位素内标之所以常被首选，是因为它在这两点上最接近目标物本身。
一、同位素内标校正的是什么
同位素标记物与目标物的化学性质几乎一致，前处理中的提取损失、衍生化效率、进样与离子化差异可以一并被校正。这和用结构类似物做内标的思路不同：类似物只能校正一部分，遇到基质效应明显或前处理步骤多的情况，偏差仍会留在结果里。要使校正真正有效，内标应当在前处理一开始、也就是提取之前就加入，只加在进样前就只能校正离子化这一段。加入量也要与目标物的预期浓度相匹配，两个通道的信号不宜悬殊太大。代价是同位素内标通常更贵，品种也未必齐全。
二、氘代、13C 与 15N 的差别
氘代是最常见的一类，可得品种多，成本方向上也相对温和，方法开发时一般先考虑它。要注意氘与氢的性质仍有细微差别，标记在特定位置时可能出现保留时间上的轻微偏移；标在活泼氢位置上，还存在与环境中氢交换而脱落的风险。
13C 与 15N 标记的是碳、氮骨架原子，不存在交换脱落的问题，同位素效应也更小，保留行为与目标物更贴近，稳定性通常更好。代价是合成难度高、可选品种少、价格方向更高。方法要求严苛、前处理时间长，或者氘代品种买不到、不稳定的场合，值得优先考虑这一类。粗略的判断可以这样：前处理温和、酸碱性不极端、以常规定量为目标，氘代基本够用；若样品要经过强烈的酸碱处理、长时间加热或衍生化，标记脱落的顾虑就要放大，此时更倾向 13C 或 15N。
三、标记位置与标记数目怎么定
位置选择上，尽量避开可交换氢和容易发生交换、代谢的位点，标在骨架或芳环上更稳妥。标记数目上，标记越多，与目标物的质量差越大，越不容易被天然同位素分布的信号干扰；但位点增多也会放大同位素效应，并抬高成本。实际选择还要看质量差是否落在仪器能清楚分辨的范围内、是否与样品中的背景离子重叠，必要时留出几个可选的质量差备用。另外，市售的同位素标记品种是有限的，选型往往是「在买得到的里面挑最合适的」，所以先确认货源再定方法，别等开发到一半才发现没有对应标记物。
四、别忽略纯度和证书
同位素纯度与化学纯度要分开看。未标记的组分会在检测时贡献目标物的信号，造成结果偏高，标记率不够的品种不适合做严格定量。证书上的赋值方法、不确定度和有效期同样要核对。储备液的配制溶剂应与目标物保持一致，储存温度和反复冻融的影响也要评估。批号、标记率、开瓶与配制日期都该留记录，不同批号的内标不要混着用；更换批号时，与旧批平行做一次比对更安心。具体选择与用量以实验室现行 SOP、试剂证书和使用说明为准。
五、小结
一句话：同位素内标靠「化学行为一致、质谱可分辨」来校正，氘代够用时优先氘代。记住：先看标记位置稳不稳，再看标记率与纯度，最后才比价格。
一、同位素内标校正的是什么
同位素标记物与目标物的化学性质几乎一致，前处理中的提取损失、衍生化效率、进样与离子化差异可以一并被校正。这和用结构类似物做内标的思路不同：类似物只能校正一部分，遇到基质效应明显或前处理步骤多的情况，偏差仍会留在结果里。要使校正真正有效，内标应当在前处理一开始、也就是提取之前就加入，只加在进样前就只能校正离子化这一段。加入量也要与目标物的预期浓度相匹配，两个通道的信号不宜悬殊太大。代价是同位素内标通常更贵，品种也未必齐全。
二、氘代、13C 与 15N 的差别
氘代是最常见的一类，可得品种多，成本方向上也相对温和，方法开发时一般先考虑它。要注意氘与氢的性质仍有细微差别，标记在特定位置时可能出现保留时间上的轻微偏移；标在活泼氢位置上，还存在与环境中氢交换而脱落的风险。
13C 与 15N 标记的是碳、氮骨架原子，不存在交换脱落的问题，同位素效应也更小，保留行为与目标物更贴近，稳定性通常更好。代价是合成难度高、可选品种少、价格方向更高。方法要求严苛、前处理时间长，或者氘代品种买不到、不稳定的场合，值得优先考虑这一类。粗略的判断可以这样：前处理温和、酸碱性不极端、以常规定量为目标，氘代基本够用；若样品要经过强烈的酸碱处理、长时间加热或衍生化，标记脱落的顾虑就要放大，此时更倾向 13C 或 15N。
三、标记位置与标记数目怎么定
位置选择上，尽量避开可交换氢和容易发生交换、代谢的位点，标在骨架或芳环上更稳妥。标记数目上，标记越多，与目标物的质量差越大，越不容易被天然同位素分布的信号干扰；但位点增多也会放大同位素效应，并抬高成本。实际选择还要看质量差是否落在仪器能清楚分辨的范围内、是否与样品中的背景离子重叠，必要时留出几个可选的质量差备用。另外，市售的同位素标记品种是有限的，选型往往是「在买得到的里面挑最合适的」，所以先确认货源再定方法，别等开发到一半才发现没有对应标记物。
四、别忽略纯度和证书
同位素纯度与化学纯度要分开看。未标记的组分会在检测时贡献目标物的信号，造成结果偏高，标记率不够的品种不适合做严格定量。证书上的赋值方法、不确定度和有效期同样要核对。储备液的配制溶剂应与目标物保持一致，储存温度和反复冻融的影响也要评估。批号、标记率、开瓶与配制日期都该留记录，不同批号的内标不要混着用；更换批号时，与旧批平行做一次比对更安心。具体选择与用量以实验室现行 SOP、试剂证书和使用说明为准。
五、小结
一句话：同位素内标靠「化学行为一致、质谱可分辨」来校正，氘代够用时优先氘代。记住：先看标记位置稳不稳，再看标记率与纯度，最后才比价格。
