检验核医学：放射性核素示踪技术 (2)

1、放射性核素示踪技术放射性核素示踪技术 Radioactive Nuclide Tracer Method 应用思考应用思考1 1 n食物中有两种含甲基的化合物食物中有两种含甲基的化合物 胆胆 碱和蛋氨酸，其甲基部分可相互转碱和蛋氨酸，其甲基部分可相互转 移，彼此代替，并供给肌酸与肾上移，彼此代替，并供给肌酸与肾上 腺素合成的需要。腺素合成的需要。 其转移过程是以甲基作为完整基团直其转移过程是以甲基作为完整基团直 接转移，还是分解后重新形成？接转移，还是分解后重新形成？ 应用思考应用思考2 2 3-羟羟-3-甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶A还原酶主要存在还原酶主要存在 细胞的内质网，能催化细胞的内

2、质网，能催化HMG-CoA MVA n 该酶是胆固醇生物合成关键限速酶该酶是胆固醇生物合成关键限速酶 n 有多种因素有多种因素(药物、激素、代谢物）主要药物、激素、代谢物）主要 通过调节此酶活性影响胆固醇合成通过调节此酶活性影响胆固醇合成 如何测定其活性如何测定其活性? 应用思考应用思考3 n从某中药中提取得某单体，可能对瘤细从某中药中提取得某单体，可能对瘤细 胞胞DNA合成有抑制作用合成有抑制作用 如何设计一体外实验验证？如何设计一体外实验验证？ 应用思考应用思考4 4 n如何比较口服止血药如何比较口服止血药A及剂型改进型及剂型改进型B对对 消化道出血的治疗效果？消化道出血的治疗效果？ n如

3、何比较某些药物增加或降低冠状动脉如何比较某些药物增加或降低冠状动脉 血流量？血流量？ 应用思考应用思考5 n某生物制剂对神经损伤有修复作用，现某生物制剂对神经损伤有修复作用，现 将其制成海绵敷贴剂，以延长作用时间将其制成海绵敷贴剂，以延长作用时间 （缓释作用）（缓释作用） 如何设计一实验，证明此敷贴剂对神经如何设计一实验，证明此敷贴剂对神经 损伤创面的缓释作用？损伤创面的缓释作用？ 应用思考应用思考6 n某新型肿瘤单克隆抗体在肿瘤组织有较某新型肿瘤单克隆抗体在肿瘤组织有较 好的特异性浓聚。好的特异性浓聚。 如何设计一实验证明其浓聚程度？如何设计一实验证明其浓聚程度？ 应用思考应用思考7 如何监

4、测干细胞的移植如何监测干细胞的移植? ? 一、概念 放射性核素示踪技术是利用放射放射性核素示踪技术是利用放射 性核素及其标记化合物作性核素及其标记化合物作示踪剂示踪剂 来研究生物体内各种代谢物质的来研究生物体内各种代谢物质的 吸收、分布、排泄、转移规律及吸收、分布、排泄、转移规律及 疾病诊断的一门科学。疾病诊断的一门科学。 Label: 放射性核素放射性核素 Substance：观察对象：观察对象 System: 整体、离体整体、离体 Labeled-Substance 吸收、分布、排泄吸收、分布、排泄 放放 射射 性性 核核 素素 示示 踪踪 技技 术术 * * *放射性核素稀释法放射性核素

5、稀释法 * * *物质吸收、分布、转化、排泄的示踪研究物质吸收、分布、转化、排泄的示踪研究 * *放射性核素示踪动力学放射性核素示踪动力学 细胞动力学的示踪研究细胞动力学的示踪研究 药物代谢反应机制的示踪研究药物代谢反应机制的示踪研究 分子生物学的示踪研究分子生物学的示踪研究 特定探针（单克隆抗体、配基）的示踪研究特定探针（单克隆抗体、配基）的示踪研究 . 二、原理二、原理 放射性核素及标记化合物与放射性核素及标记化合物与 相应普通原子及分子具相同相应普通原子及分子具相同 的生物学性质的生物学性质. 如如I与与125I、雌二醇与、雌二醇与3H-雌二醇雌二醇 放射性核素发出的射线可记录分析放射性

6、核素发出的射线可记录分析 三、放射性核素示踪的特点三、放射性核素示踪的特点 灵敏度高灵敏度高 检测方法简单检测方法简单 合乎生理条件合乎生理条件 定位准确定位准确 非创伤性非创伤性 待待 分分 析析 物物 析析 量量 g g 比比 色色 分分 光光 光光 度度 色色 质质 谱谱 层层 析析 放放 射射 性性 核核 素素 示示 踪踪 技技 术术 10 - 2 10-810 - 8 1 0 - 10 10 - 1510-18 四、常用示踪方法及其应用四、常用示踪方法及其应用 放射性核素稀释法放射性核素稀释法 物质吸收示踪法物质吸收示踪法 物质转化示踪法物质转化示踪法 物质分布示踪法物质分布示踪法

7、物质示踪动力学物质示踪动力学 放射性核素稀释法放射性核素稀释法 radionuclide dilution technique n利用化学物质在稀释前后质量不变的原利用化学物质在稀释前后质量不变的原 理与示踪技术相结合而建立的微量物质理与示踪技术相结合而建立的微量物质 定量分析方法定量分析方法 基本公式基本公式 ( (反反稀稀释释法法） s ss s s s m mm m 1 1) )( (正正稀稀释释法法） S S S S ( (m mm m ) )m m( (m mS Sm mS SA A 2 21 1 2 2 2 21 1 2 2 1 1 1 12 2 2 21 12 21 11 1 A

8、： 放射性示踪剂的总活度放射性示踪剂的总活度 S1、m1：混合前示踪剂比活度与质量：混合前示踪剂比活度与质量 S2、m2：混合后的比活度及非标记物质量：混合后的比活度及非标记物质量 n例例1：某样品中含有残留甲胺磷，加入比活：某样品中含有残留甲胺磷，加入比活 度为度为450000dpm/mg的的32P标记的甲胺标记的甲胺 磷磷0.02mg混匀后分离得混匀后分离得0.1mg甲胺磷的放甲胺磷的放 射性为射性为2000dpm,求样品中的甲胺磷含量。求样品中的甲胺磷含量。 mg s s mm43.0)1 1 .0 2000 450000 (02.0)1( 2 1 12 n例例2以以14CO2通过植物的

9、光合作用生成放射性通过植物的光合作用生成放射性 蛋白。取其中少量蛋白水解分离出部分谷氨酸蛋白。取其中少量蛋白水解分离出部分谷氨酸 比活度为比活度为508dpm/mg，欲求谷氨酸的含量，欲求谷氨酸的含量， 取取126mg放射性蛋白样品，水解后加入非标记放射性蛋白样品，水解后加入非标记 谷氨酸谷氨酸10.7mg，混匀后，分离出少部分谷氨，混匀后，分离出少部分谷氨 酸测得其比活度为酸测得其比活度为328dpm/mg，求标记谷氨，求标记谷氨 酸的量及蛋白中标记谷氨酸的重量百分比？酸的量及蛋白中标记谷氨酸的重量百分比？ 32.44mg32.44mg 382382508508 382382 10.710.

10、7 s ss s s s m mm m 2 21 1 2 2 2 21 1 标记谷氨酸的重量百分比为：标记谷氨酸的重量百分比为：32.44126=25.7% 物质转化示踪研究物质转化示踪研究 揭示机体内重要生命物质的前身物、揭示机体内重要生命物质的前身物、 中间物和产物的关系以及完成某种转中间物和产物的关系以及完成某种转 化的必要条件化的必要条件,参入实验参入实验 (incorporation experiment）是放）是放 射性核素示踪技术应用到研究生物体射性核素示踪技术应用到研究生物体 内物质转化的重要方法内物质转化的重要方法. 参入实验参入实验( (incorporation expe

11、riment) 研究生物体系中化合物研究生物体系中化合物A A与与B B是否为产是否为产 物和前身物的关系或转化的必要条件物和前身物的关系或转化的必要条件 n基本原理基本原理 A B ? *A * B n 主要参数主要参数 %100 前身物总放射性前身物总放射性 产物总放射性产物总放射性 参入百分率参入百分率 前前身身物物比比活活度度 产产物物比比活活度度 相相对对比比放放射射性性 参入实验的类型参入实验的类型 整体参入实验整体参入实验 离体参入实验离体参入实验 参入实验应用参入实验应用 1.1.淋巴细胞转化实验淋巴细胞转化实验 细胞免疫功能细胞免疫功能 肿瘤细胞增殖肿瘤细胞增殖 铅中毒病人淋

12、巴细胞转化率铅中毒病人淋巴细胞转化率 淋巴细胞转化率（淋巴细胞转化率（104CPM/ 106淋巴细淋巴细 胞胞） 病人病人 n=60 21.2710.32 正常正常 n=100 48.9621.46 2.代谢物转化实验代谢物转化实验 细菌放射呼吸实验：细菌放射呼吸实验： n原理原理 ： 细菌细菌CO2 14C-葡萄糖、 葡萄糖、14C-氨基酸氨基酸 14CO2 n设备：细胞代谢快速闪烁计数器设备：细胞代谢快速闪烁计数器 滤膜滤膜 培养液 细菌放射呼吸实验的应用：细菌放射呼吸实验的应用： 生长指数（生长指数（GI）测定：测定：GI=Ci/C0 GI3 为阳性为阳性 细菌倍增时间（细菌倍增时间（t

13、2x）测定：测定： logR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/K R2 为为t2的计数，的计数，R1 为为t1的计数，的计数，K为对数为对数 生长期的速度常数。生长期的速度常数。 常见需氧菌倍增时间（常见需氧菌倍增时间（min） 菌种菌种t2x菌种菌种t2x 大肠杆菌大肠杆菌27.50.7炭疽杆菌炭疽杆菌38.05.2 产气杆菌产气杆菌28.70.5枯草杆菌枯草杆菌48.82.3 肠炎沙门氏菌肠炎沙门氏菌43.75.5福氏痢疾杆菌福氏痢疾杆菌51.54.1 粘质沙雷氏菌粘质沙雷氏菌44.31.6宋内氏痢疾杆菌宋内氏痢疾杆菌29.70.1 腊样杆菌腊样杆菌33.60.8金黄色

14、葡萄球菌金黄色葡萄球菌40.93.6 巨大芽孢杆菌巨大芽孢杆菌40.12.0白色葡萄球菌白色葡萄球菌74.58.7 3.参入竞争抑制实验：参入竞争抑制实验： 体外抗肿瘤药物筛选体外抗肿瘤药物筛选 Drug IR（%） ADM 57.73 Carbo 29.38 BLM 38.26 VCR 56.80 Taxol 63.35 Holoxan 32.97 MMC 19.34 DTIC 38.31 ADM+Carbo 70.90 VCR+Carbo+BLM 81.45 卵巢癌常用化疗药物体外敏感实验卵巢癌常用化疗药物体外敏感实验 五、放射性示踪实验的基本方法五、放射性示踪实验的基本方法 及注意事项及注意事项 1.放射性示踪实验的类型放射性示踪实验的类型 整体示踪实验整体示踪实验 离体示踪实验离体示踪实验 2. 注意事项注意事项 实验准备阶段实验准备阶段: 选择合适示踪物选择合适示踪物 射线类型射线类型 半衰期半衰期 放化纯度放化纯度 比活度比活度 核素标记位置核素标记位置 选择合适的测量方法选择合适的测量方法 实验阶段实验阶段: : 示踪剂量估算示踪剂量估算 稀释作用稀释作用 组织浓聚作用组织浓聚作用 实验周期及安全剂量实验周期及安全剂量 示踪剂引入途径示踪