检验核医学核素示踪技术

检验核医学,第四章 放射性核素示踪技术,核素示踪的原理与设计,核素示踪的原理一、根据同位素核素化学性质相同的原理二、根据同位素核素物理性质不同的原理 1放射性核素的可测性 测、等 2稳定性核素的可测性 (1)测稳定性核素的“原子百分超” (2)活化分析,核素 化学 核素 核子数目 在自然界中的 核素 名称 符号 符号 A=P+N 百分数(%) 稳定性 氢 H 11H 1=1+0 99.9844 稳定 氘 D 21H 2=1+1 0.0156 稳定 氚 T 31H 3=1+2 极少 不稳定,核素示踪实验设计 一、依据 1实验目的 (1)功能 分布、代谢、细胞周期 (2)形态 2实验周期 二、核素或其标记物的选择 1放射性核素 (1)射线的种类 、+、K-EC源 (2)射线的能量 适中，不能太低(据测量仪器) (3)半衰期(T1/2、Tp) 据实验周期、Tb、Te (4)放射化学纯度 95% (5)放射性比活度 尽可能高，灵敏度高 放射性核素或其标记物的原始用量 ACE ACE 最小： 2 B，最好： 10 B D D,2稳定性核素或其标记物 考虑“原子百分超” 3核素的理化性质 (1)核素本身不是化学毒剂 如75 33As2O3 (2)核素本身不是物理毒剂 如21H 4核素的生物半衰期Tb、有效半衰期Te Tp + Tb Te = Tp Tb 5核素的标记位置 分布、排泄：稳定位置 代谢转化：可能的代谢位置 6标记物最好是实验示踪物的最佳前身 如TdR是DNA的最佳前身，UdR是RNA的最佳前身,三、测量仪器的选择 1放射性核素的测量仪器 (1)放射性核素：A G-M计数器 B 正比计数器 C 半导体计数器 D 固体闪烁计数器 (2)硬放射性核素：云母窗钟罩型G-M计数器 32P在水中用液体闪烁计数器测量 (3)软放射性核素：3H, 14C, 35S液体闪烁计数器测量 (4)放射自显影技术：宏观、光镜、电镜自显影 2稳定性核素的测量仪器 (1)质谱仪 (2)色谱-质谱联用仪 (3)核磁共振谱仪 (4)活化分析,四、核素示踪实验的特点 优点 1灵敏度高 2精确定位 3方法简单 4符合生理条件 缺点 1 辐射生物效应 2 2H有物理毒性 3 稳定核素测量仪器昂贵,核素稀释法,基本原理 化学物质在稀释前后质量不变。一定比活度的放射性核素或标记物与其非标记化合物均匀混合后，混合物的放射性活度不变但比活度下降。 设：稀释前标记物质量m1，比活度s1 加入非标记物质量m2，稀释后标记物比活度s2 则：s1 m1 = s2（ m1 + m2 ） 若：m2 m1 上式简化为： s1 m1 = s2 m2 单位：m （mmol，mg），s （dpm/mmol，mg）,基本方法1正稀释法 用已知量标记物测定未知量非标记物 应用一：体外标本定量 已知s1，m1，混合后测定s2，求m2 m2 = （ s1 - s2 ） m1 / s2 应用二：体内组分容量测定 已知V1，C1，混合后测定C2，求V2 V2 = （C1 - C2 ） V1 / C2 单位：V （ml），C （dpm/ml）,2反稀释法 用已知量非标记物测定未知量标记物（1）标本中有多种标记物 应用一：药代动力学研究，s1已知。 已知s1，m2，混合后测定s2，求m1 m1 = s2 m2 / （ s1 - s2 ） 应用二：双稀释法，s1未知。 取双份等量待测标记物（A相同）分别 加入不同量的非标记物混合。 已知m2，m3，混合后测定s2，s3，求m1 s2 （ m1 + m2 ） = s3 （ m1 + m3 ） m1 =（s3 m3 - s2 m2）/（s2 - s3）,（2）标本中只有一种标记物 先测定待测标记物的放射性活度，再加 入非标记物混合。 已知A，m2，混合后测定s2，求m1，s1 A = s2 （ m1 + m2 ） m1 = （ A / s2 ） - m2 A = s1 m1，s1 = A / m1,建立核素稀释法的条件 1正确选用标记化合物 （1）标记化合物与待测物应具有完全相同的化学 性质 （2）标记原子应在化合物的稳定位置上 （3）标记物必须无毒性 （4）标记物应有足够高的化学纯度和放化纯度 2保证准确的稀释度 3建立可靠的样品分离和纯化方法,物质转化示踪技术,参入实验方法研究生物体系中化合物A与B是否前身物与产物关系 A B 前身物 产物方法：1 A A 2 引入体内 3 分离出B 4 测量 放射性测量，化学量测量 常用离体参入实验法，包括组织切片、组织匀浆、 游离细胞、亚细胞颗粒或无细胞酶系统等,参入实验参数： 1参入百分率 B总放射性(cpm) / A总放射性(cpm)2相对比活度(参入率) B比活度 / A比活度 3百万细胞放射性计数(cpm / 106cell) 刺激指数刺激组(cpm) / 对照组(cpm),应用：3HTdR参入实验： 从3HTdR参入DNA的量作为细胞转化能力（增殖速度）的指标，比较正常、 病理状态以及外界干预等情况注意：1参入时间，S期参入量大 2收集细胞用过滤法 （玻璃纤维滤膜、微孔滤膜）,放射自显影术概念,放射性核素所产生的射线直接作用于感光材料，使其产生潜影，经显影、定影处理而得到与放射性核素所在部位、强度一致的由银颗粒组成的影像。 这种利用感光材料检查、记录和测量放射性示踪剂在生物体内位置和数量的方法，称为放射自显影术，所得到的图像，称为放射自显影像。放射自显影术和放射自显影像可简称为自显影(ARG)。,特点,1 具有累积成像的效应，灵敏度高。2 液体核乳胶及3H标记物应用，分辨率可达 光镜1m，电镜0.1m3 图像逼真直观，定位准确。 宏观自显影 整体分布 光镜自显影 组织或细胞内的分布 电镜自显影 细胞亚显微(超微)结构的定位4 在保持细胞结构完整下研究生物大分子。5 可以把形态结构与放射性物质的行径动态过程 (功 能)有机结合。,放射自显影的原理,(1) AgBr (明胶) + Ag+Br