示踪剂通过替代被研究物质的部分原子或分子，利用其特殊物理化学性质实现追踪功能[2] 。放射性示踪剂依靠γ射线或β粒子等辐射信号实现标记，而稳定性示踪剂通过同位素质量差异进行区分[4] 。两种类型均需保持与原物质一致的化学性质以确保追踪准确性[1] [3] 。
放射性示踪剂:
常用核素包括14C（半衰期5730年）、3H（12.43年）、32P（14.28天）等[1][4]
选择需综合考量半衰期、辐射能量、生物毒性等六项参数[1][3]
稳定性示踪剂:
典型代表为15N、18O等，依赖质谱仪或中子活化分析检测
适用于长期追踪及辐射敏感环境[3]
医学诊断:放射性同位素锝-99用于心肌梗塞病灶定位，磷-32追踪人体代谢路径，检测灵敏度可达10^-14克级。示踪剂注射量经严格控制确保医疗安全性[5] 。
环境监测:通过同位素示踪技术分析地下水流动方向，监测污染物在土壤中的迁移规律[2] [3] 。放射性示踪法可精确测量沉积物输送速率[3] 。
工业优化:在炼铁高炉中掺加示踪剂监测炉衬侵蚀状况[1] ，核电站利用放射性示踪剂提升反应堆效率[3] 。
化学研究:氧-18标记法用于确定酯化反应机理，放射性核素追踪催化反应路径[4] 。
1923年赫维西使用212Pb研究植物体内铅盐迁移规律，开创示踪技术先河[2] [4] 。1947年尤里建立稳定同位素热力学理论体系，推动地球化学示踪发展[2] 。20世纪中期加速器技术进步使人工放射性核素制备成为可能[4] 。
检测流程分为样品制备、示踪剂掺加、数据采集三阶段[1] 。工业领域采用气相色谱仪分析流体示踪剂浓度，医学领域通过SPECT成像实现动态观测[3] [5] 。