同位素稀释（ID）是一种技术，它不但可以确定样品中生物分子中特定元素的丰度，还能确定生物分子的丰度。它利用电感耦合等离子体质谱法（-MS），通常结合液相色谱法（LC），来确定含有感兴趣生物分子的两个样品中元素的两种同位素（最天然的同位素和一种次要同位素）的比例。
第一个样本未经修改，因此同位素比率应反映地球上两种同位素的自然比例。相比之下，第二个样品中加入了一种含有非自然比例同位素的溶液，通常与它们的自然比例相反，次要同位素现在的比例最高，主要同位素的比例最低。这显然改变了第二个样品的整体同位素比率，第一个和第二个样本中的同位素比率之间的差异揭示了未改性样品中元素的实际丰度。
因此，ID类似于生态学中估算种群规模的“标记和再捕获”方法。例如，为了估计池塘中的鱼的数量，将特定数量的标记鱼添加到池塘中，然后随机捕获少数的鱼。捕获种群中标记鱼的比例可用于估算池塘中的鱼类总数。假设池塘里增加了五条有标记的鱼，捕获了10条；如果捕获的鱼中只有一条被标记，那么这表明池塘总共有50条鱼（5条标记的鱼占种群的10%）。在ID中，添加到样品中的同位素尖峰起着标记鱼的作用。
如果像通常情况一样，已知感兴趣的生物分子的化学式，那么由ID确定的元素丰度也能够适用于确定生物分子本身的丰度。因此，ID已被用于确定蛋白质中常见的许多元素的浓度，包括硫、锌、铜和镉，作为确定特定蛋白质丰度的一种方法。然而，到目前为止，ID主要是在专门制备的蛋白质混合物中证明的，而不是在现实世界的样本中。
德国柏林联邦材料研究与测试研究所的Björn Meermann和他的同事们对这种方法不感兴趣。正如他们在《分析化学》上发表的一篇论文中所报道的那样，他们想用ID来确定蛋白质白蛋白中硫的丰度，从而确定血实样本中白蛋白的丰度。为此，他们盼望将ICP-MS与毛细管电泳（CE）结合使用，因为它比LC具有几个优势，包括更快的分析速度和更小的样本量。
但他们很快发现，CE也带来了一些新的挑战。首先，为了可以将CE与ICP-MS结合起来，他们发现他们要使用一根相当长的毛细管——90cm，而不是更常见的20cm。不幸的是，这使得样本中的蛋白质在迁移过程中有更多机会粘附在毛细管壁上。为避免这样的一种情况发生，他们在毛细管上涂覆了连续的多离子聚合物层（SMIL），这也提高了分离效率和分辨率。
Meermann和他的同事们还决定在所谓的物种非特异性刺突模式下进行ID，在这种模式下，在CE分离后添加同位素刺突。这在某种程度上预示着他们能够简单地将同位素尖峰添加到鞘液中，鞘液与离开毛细管的分析物混合，以帮助ICP-MS的电喷雾电离。
同位素尖峰包含两种硫同位素——硫-32和硫-34。硫-32是地球上最普遍的同位素，占硫的95%，而硫-34占4%。相比之下，在同位素峰值中，硫-34占99.8%，硫-32仅占0.2%。
在证明这种基于CE的ID技术适用于专门制备的白蛋白样品后，Meermann和他的同事能够准确地确定其在低毫克/升浓度下的丰度，他们表明它也适用于血清样品中的白蛋白。他们都以为，同样的基本方法也适用于各种其他蛋白质中的各种其他元素。
Jon Evans是一位科学作家、编辑和作家。他为《New Scientis，新科学家》、《Chemistry World，化学世界》和《Materials Today，今日材料》等出版物撰写了广泛的科学主题文章。他的最新著作《The Big Ideas in Science，科学中的大思想》（2020）由约翰·默里出版社出版。他也是编辑和出版公司JES editorial的创始人，该公司为科技公司和组织制作各种书面材料，包括杂志、技术简报和新闻稿。