同位素内标技术是一种应用广泛的定量分析技术，它通过使用稳定同位素作为内标，来提高分析结果的精确度和准确度。同位素是指具有相同原子序数（即原子核中质子的个数相同），但质量数不同的原子核。同位素之间的差异主要体现在质量上，因此同位素可以作为质量标记物质。
在同位素内标技术中，同位素被用作参考物质，通过与待测样品进行比较，可以准确测量出待测样品中目标物质的含量。这种技术利用了同位素标记化合物的特殊性质，将标准品（同位素内标物）与分析样品混合。这些同位素内标物与对应的未标记物（即目标分析物）在物理化学性质上相似，但在质谱检测中能够产生显著的差异，从而允许研究人员准确地区分并定量目标分析物。
1、生物医学与药物研究
药物代谢与药代动力学：
在药物开发中，用于精确量化药物及其代谢物在生物基质（如血液、尿液）中的浓度。例如，通过LC-MS/MS技术，利用¹³C或¹⁵N标记的内标物，可准确测定血浆中激酶抑制剂（如吉非替尼、达沙替尼）的含量，确保数据符合FDA和EMA的验证标准，支持个体化用药和临床决策。
治疗药物监测（TDM）：
在癌症治疗中，帮助监测靶向药物（如奥希替尼）的血药浓度，优化剂量以减少毒性并提高疗效。
2、环境分析与污染监测
水质与土壤污染：
检测水体和土壤中的持久性有机污染物（POPs）、重金属及农药残留。例如，利用¹³C标记的草甘膦内标，通过HILIC-MS/MS技术，可定量室内粉尘中草甘膦及其代谢物的极低浓度（z低限25 ng/g），揭示非饮食暴露风险。
空气污染研究：
追踪大气中挥发性有机物（VOCs）或颗粒物的来源与迁移，评估空气质量对健康的影响。
3、食品安全与质量控制
食品添加剂与残留检测：
检测食品中的农药、兽药、激素及非法添加剂。例如：
红酒农药残留：使用Carbendazim-d4、Imidacloprid-d4等同位素内标，通过LC-MS/MS同时筛查18种农药，确保符合安全标准。
畜肉兽药残留：以Clenbuterol-d9、Salbutamol-d3等为内标，定量测定β-受体激动剂残留，防止滥用危害。
食品接触材料迁移物：
检测塑料包装中的增塑剂（如DEHP-d4）向食品的迁移量，保障消费者健康。
4、临床诊断与生化研究
生物标志物定量：
在代谢组学中，用于精确测量血液或尿液中的代谢物（如维生素D、胆汁酸），辅助疾病诊断（如骨质疏松、癌症）。例如，25-羟基维生素D的同位素内标法可准确评估人体维生素D储备，指导补充方案。
蛋白质组学与脂质组学：
通过SILAC（稳定同位素标记细胞培养）技术，结合质谱分析，定量比较不同生理或病理状态下的蛋白质表达差异。
5、农业与生态研究
农药代谢与作物吸收：
研究农药在植物体内的代谢途径及残留动态，优化施用策略以减少环境影响。
肥料利用率评估：
通过¹⁵N标记的肥料追踪氮素在土壤-植物系统中的循环，提高农业可持续性。
