本科放射性示踪技术ppt课件

1、放射性核素示踪技术Radioactive Nuclide Tracer Method思索题思索题1 1如何评价某新型扩冠脉新药对心如何评价某新型扩冠脉新药对心肌营养性血流量的影响？肌营养性血流量的影响？思索题思索题2 2从某中药中提获得某单体能够对从某中药中提获得某单体能够对瘤细胞瘤细胞DNADNA合成有抑制造用，如合成有抑制造用，如何设计一体外实验进展验证？何设计一体外实验进展验证？思索题思索题3 3 如何比较口服止血药如何比较口服止血药A A及剂型改及剂型改良型良型B B对消化道出血的治疗效果？对消化道出血的治疗效果？一、概念放射性核素示踪技术是利用放射性核素及其标志化合物作示踪剂来研讨生

2、物体内各种代谢物质的吸收、分布、排泄、转移规律及疾病诊断的一门科学。 Label: 放射性核素放射性核素Substance：察看对象：察看对象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稀释法* * *物质吸收、分布、转化、物质吸收、分布、转化、 排泄的示踪研讨排泄的示踪研讨* *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讨细胞动力学的示踪研讨药物代谢反响机制的示踪研讨药物代谢反响机制的示踪研讨 分子生物学的示踪研讨分子生物学的示踪

3、研讨特定探针单克隆抗体、配基等的特定探针单克隆抗体、配基等的 示踪研讨示踪研讨 . . 二、原理二、原理 放射性核素及标志化合物与放射性核素及标志化合物与 相应普通原子及分子具一样相应普通原子及分子具一样 的生物学性质的生物学性质. .如如I I与与125I125I、雌雌 二醇与二醇与3H-3H-雌二醇雌二醇 放射性核素发出的射线可记放射性核素发出的射线可记 录分析录分析三、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 符合生理条件符合生理条件 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

4、析放射性核素示踪技术10-210-810-81 0 -1010-1510-18 常常 用用 分分 析析 技技 术术 的的 可可测测 范范 围围四、常用示踪方法及其运用四、常用示踪方法及其运用 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 物质示踪动力学物质示踪动力学( (反反稀稀释释法法）2 2s s1 1s s2 2s s2 2m m1 1m m1 1) )( (正正稀稀释释法法）2 2S S1 1S S( (1 1m m2 2m m) )2 2m m1 1( (m m2 2S S1 1m m1 1S SA A （

5、一一）放放射射性性核核素素稀稀释释法法 A A： 放射性示踪剂的总活度放射性示踪剂的总活度 S S1 1、m m1 1：混合前示踪剂比活度与质量：混合前示踪剂比活度与质量 S S2 2、m m2 2：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mgssmm43. 0) 11 . 02000450000(02. 0) 1(2112 例例 1 1：某某样样品品中中含含有有残残留留甲甲胺胺磷磷，加加入入比比活活度度为为 4 45 50 00 00 00 0d dp pm m/ /m mg g 的的3 32 2P P 标标记记的的甲甲胺胺磷磷 0 0. .0 02 2m mg g 混混匀

6、匀后后分分离离得得 0 0. .1 1m mg g甲甲胺胺磷磷的的放放射射性性为为 2 20 00 00 0d dp pm m, ,求求样样品品中中的的甲甲胺胺磷磷含含量量。3 32 2. .4 44 4m mg g3 38 82 25 50 08 83 38 82 21 10 0. .7 7s ss ss sm mm m2 21 12 22 21 1 例例 2 2以以1 14 4C CO O2 2通通过过植植物物的的光光合合作作用用生生成成放放射射性性蛋蛋白白。取取其其中中少少量量蛋蛋白白水水解解分分离离出出部部分分谷谷氨氨酸酸比比活活度度为为5 50 08 8d dp pm m/ /m m

7、g g，欲欲求求谷谷氨氨酸酸的的含含量量，取取 1 12 26 6m mg g 放放射射性性蛋蛋白白样样品品，水水解解后后加加入入非非标标记记谷谷氨氨酸酸 1 10 0. .7 7m mg g，混混匀匀后后，分分离离出出少少部部分分谷谷氨氨酸酸测测得得其其比比活活度度为为 3 32 28 8d dp pm m/ /m mg g，求求标标记记谷谷氨氨酸酸的的量量及及蛋蛋白白中中标标记记谷谷氨氨酸酸的的重重量量百百分分比比？标标记记谷谷氨氨酸酸的的重重量量百百分分比比为为：3 32 2. .4 44 41 12 26 6= =2 25 5. .7 7% %100- 摄摄入入量量残残余余量量摄摄入入

8、量量吸吸收收百百分分率率（二）物质吸收的示踪研究（二）物质吸收的示踪研究 1.1. 物质吸收率的示踪研究物质吸收率的示踪研究 观察未吸收残余量观察未吸收残余量 时相曲线时相曲线时相曲线下面积时相曲线下面积area under curve AUC)生物利用度生物利用度(bioavailability) 绝对生物利用度绝对生物利用度(absolute bioavailability 相对生物利用度相对生物利用度(relative bioavailability) 血浆中示踪物的含量测定血浆中示踪物的含量测定Dpm/mlDpm/ml 10 10 20 20 小时小时 血浆示踪物浓度时相曲线血浆示踪物

9、浓度时相曲线ivoral100%AUCAUC ivO绝绝对对生生物物利利用用度度100%AUCAUC 2O1 O相相对对生生物物利利用用度度100%AUC AUC 血血管管内内血血管管外外生生物物利利用用度度 1 10 0 2 20 0 小小时时 口口服服与与静静脉脉注注射射A AU UC C计计算算绝绝对对生生物物利利用用度度A AU UC C0 0- - - - -= =0 0. .8 8A AU UC Ci iv vivoral AUC1 -=1.0 AUC2 1 2 10 20 小时 两两种种口口服服方方案案A AU UC C计计算算相相对对生生物物利利用用度度 整体计数法测定吸收率整

10、体计数法测定吸收率 尿排出量测定尿排出量测定 2. 2. 物质吸收化学形状的示踪研讨物质吸收化学形状的示踪研讨 3. 3. 物质吸收部位的示踪研讨物质吸收部位的示踪研讨三物质转化示踪研讨三物质转化示踪研讨参入实验参入实验: :研讨生物体系中化合物研讨生物体系中化合物A A与与B B能能否为产物和前身物的关系或转否为产物和前身物的关系或转化的必要条件化的必要条件 A A B B ？ * *A A * * B B 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 前身物比活度前身物比活度产物比活度产物比活度相对比放射性相对比放射性 基基本本原原理

11、理 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 参入实验运用参入实验运用 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104CPM/ 106淋巴细胞 病人 n=60 21.2710.32 正常 n=100 48.9621.462.2.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： 原理原理 ： 细菌细菌CO2 CO2 14C- 14C-葡萄糖、葡萄糖、14C-14C-氨基酸氨基酸 14CO2 14CO2 设备：细胞代谢快速闪烁计数

12、器设备：细胞代谢快速闪烁计数器 滤膜滤膜 培育液细菌放射呼吸实验的运用：细菌放射呼吸实验的运用： 生长指数生长指数GIGI测定：测定：GI=Ci/C0 GI=Ci/C0 GI GI3 3 为阳性为阳性 细菌倍增时间细菌倍增时间t2xt2x测定：测定： logR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/KlogR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/K R2 R2 为为t2t2的计数，的计数，R1 R1 为为t1t1的计数，的计数，K K为为对数生长期的速度常数。对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菌菌种种t2x菌菌种种t2x大大肠肠杆杆菌

13、菌27.50.7炭炭疽疽杆杆菌菌38.05.2产产气气杆杆菌菌28.70.5枯枯草草杆杆菌菌48.82.3肠肠炎炎沙沙门门氏氏菌菌43.75.5福福氏氏痢痢疾疾杆杆菌菌51.54.1粘粘质质沙沙雷雷氏氏菌菌44.31.6宋宋内内氏氏痢痢疾疾杆杆菌菌29.70.1腊腊样样杆杆菌菌33.60.8金金黄黄色色葡葡萄萄球球菌菌40.93.6巨巨大大芽芽孢孢杆杆菌菌40.12.0白白色色葡葡萄萄球球菌菌74.58.73.3.参入竞争抑制实验：体外抗肿瘤药物挑选参入竞争抑制实验：体外抗肿瘤药物挑选 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 Drug IR% ADM 57.73 Carb

14、o 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 75.27四物质分布的示踪研讨四物质分布的示踪研讨物质在组织、脏器浓集并保管物质在组织、脏器浓集并保管一定时间是该物质对器官或组一定时间是该物质对器官或组织发扬作用的前提织发扬作用的前提18F-DG-18F-DG-脑、心肌脑、心肌14C-14C-氟烷氟烷-大脑、小脑白质大脑、小脑白质35S-35S-乙酰唑胺乙酰唑胺-海马海马 3H- 3H-青蒿素青蒿素-疟原虫质膜与疟原虫质膜与 食物泡食

15、物泡 1 18 8F FD DG G（氟氟去去氧氧葡葡萄萄糖糖）注注入入后后不不同同时时间间的的组组织织分分布布1 1m mi in n1 15 5m mi in n3 30 0m mi in n6 60 0m mi in n9 90 0m mi in n血血7 7. .1 10 0. .7 7 1 1. .5 50 0. .2 2 0 0. .9 90 0. .1 1 0 0. .6 60 0. .1 1 0 0. .4 40 0. .1 1心心3 39 9. .8 83 3. .4 4 2 27 7. .5 56 6. .4 4 3 32 2. .7 78 8. .6 6 3 31 1.

16、.7 72 2. .7 7 3 32 2. .2 22 2. .7 7肺肺5 5. .4 40 0. .4 4 2 2. .7 70 0. .1 1 2 2. .5 50 0. .1 1 2 2. .5 50 0. .2 2 2 2. .4 40 0. .1 1肝肝9 9. .6 60 0. .4 4 1 1. .6 60 0. .2 2 1 1. .1 10 0. .1 1 0 0. .8 80 0. .1 1 0 0. .9 90 0. .1 1肾肾1 13 3. .3 31 1. .4 4 2 2. .5 50 0. .1 1 2 2. .1 10 0. .5 5 1 1. .1 10

17、0. .1 1 0 0. .5 50 0. .1 1脑脑4 4. .3 30 0. .5 5 6 6. .1 10 0. .1 1 5 5. .3 30 0. .9 9 4 4. .6 60 0. .8 8 3 3. .4 40 0. .3 3 大大鼠鼠脑脑局局部部葡葡萄萄糖糖代代谢谢的的比比较较 m mg g/ /1 10 00 0g gm mi in n 1 14 4C CD DG G 1 18 8F FD DG G 灰灰质质 视视皮皮质质 2 20 0. .3 3 1 17 7. .0 0 听听皮皮质质 2 29 9. .3 3 2 21 1. .0 0 侧侧 膝膝 1 16 6. .9

18、 9 1 14 4. .0 0 上上橄橄榄榄体体 2 26 6. .5 5 2 21 1. .5 5 侧侧丘丘系系 2 20 0. .5 5 1 17 7. .9 9 下下 丘丘 3 36 6. .5 5 2 27 7. .4 4 上上 丘丘 1 18 8. .0 0 1 13 3. .2 2白白质质 内内 囊囊 5 5. .9 9 5 5. .5 5 小小脑脑白白质质 6 6. .7 7 6 6. .1 1主要参数：主要参数： dpm/gdpm/g组织组织 dpm/mldpm/ml体液体液 dpm/106cell dpm/106cell dpm/mg dpm/mg蛋白蛋白DNADNA药物毒物

19、在体内分布的示踪研讨药物毒物在体内分布的示踪研讨生理物质在体内分布的示踪研生理物质在体内分布的示踪研特定标志物的示踪研讨特定标志物的示踪研讨 标志单克隆抗体标志单克隆抗体 * *标志受体配基标志受体配基 标志互补标志互补RNARNA或或DNADNA五放射性示踪动力学五放射性示踪动力学以放射性标志物研讨其进入机以放射性标志物研讨其进入机体后的摄取、排泄、转化和代体后的摄取、排泄、转化和代谢的运动过程，并经过数学运谢的运动过程，并经过数学运算求出动力学参数，从而了解算求出动力学参数，从而了解物质在体内的动态变化特征。物质在体内的动态变化特征。 食食物物 代代谢谢物物 血血浆浆甘甘氨氨酸酸与与总总体

20、体蛋蛋白白的的代代谢谢模模型型甘甘氨氨酸酸总总体体蛋蛋白白蛋蛋白白1蛋蛋白白2蛋蛋白白n 根本概念根本概念 代谢库、代谢库、 通道、系统、通道、系统、 稳态、非稳态稳态、非稳态 模型模型 代谢库模型示意图 库 a库 b库 a库 b库 c库 动力学参数动力学参数表示绝对速度的参数：单位时间表示绝对速度的参数：单位时间内进入或分开代谢库的绝对量，内进入或分开代谢库的绝对量，以以F F表示。单位表示。单位 mmol(mg)/hr mmol(mg)/hr 或或其派生单位其派生单位更新速率更新速率(turnover rate)(turnover rate)输入速率输入速率(input rate)(inp

21、ut rate)输出速率输出速率(output rate)(output rate)产生速率产生速率(production rate) (production rate) 排除速率排除速率(disposal rate)(disposal rate)去除率去除率(clearance rate)(clearance rate)表示相对速度的常数：表示相对速度的常数：单位时间内某物质在代谢库中变化单位时间内某物质在代谢库中变化量或运动量相当于库大小的百分数量或运动量相当于库大小的百分数各种速率常数各种速率常数(rate constant)(rate constant)或或部分速率部分速率(fract

22、ional rate),(fractional rate),如如KxxKxx为更新速率常数为更新速率常数用时间来反映速度的参数：用时间来反映速度的参数： 更新时间更新时间(turnover time)(turnover time) 半更新时间半更新时间 (half time)(half time)各种参数的相互关系：各种参数的相互关系：1.1.每个库的总输入速率与总输出每个库的总输入速率与总输出速率相等，均等于库的更新速率。速率相等，均等于库的更新速率。 如如Fbb=Fab=Fba Fbb=Fab=Fba 、Faa=Fab+Fao=Fba+FoaFaa=Fab+Fao=Fba+Foa2.2.各

23、绝对速率各绝对速率F F等于速率常数等于速率常数 K K与库大小与库大小P P的乘积。的乘积。 如如Kbb=Fbb/PbKbb=Fbb/Pb、Kaa=Faa/PaKaa=Faa/Pa3.3.绝大多数平衡系统的更新服绝大多数平衡系统的更新服从一级动力学即更新时间和更从一级动力学即更新时间和更新速率常数的关系与核衰变时新速率常数的关系与核衰变时平均全衰期和衰变常数的关系平均全衰期和衰变常数的关系类似，互为倒数。类似，互为倒数。 如如 T1/2a=0.693/Kaa=Ta/1.44T1/2a=0.693/Kaa=Ta/1.44 T1/2b=0.693/Kbb=Tb/1.44T1/2b=0.693/K

24、bb=Tb/1.44ktteAA 0 （ 单单 库库 ）tktkOteAeAA20211 （ 双双 库库 ）tktktkOteAeAeAA30320211 （ 三三 库库 ） 时 相 曲 线 A At t（d dp pm m/ /m mg g） 1 10 00 00 00 0 正正常常大大鼠鼠 1 10 00 00 0 糖糖尿尿病病大大鼠鼠 1 1 2 2 3 3 4 4 t t（h hr r） 大大鼠鼠血血浆浆1 14 4C C- -葡葡萄萄糖糖时时相相曲曲线线 l ln nA At t A A0 01 1 A A0 02 2 A A0 01 1e e- -k k1 1t t A A0 02 2e e- -K K2 2t t t t A At t= =A Ao o1 1e e- -k k1 1t t + + A A0 02 2e e- -k k2 2t t 双双库库系系统统a a库库示示踪踪物物时时相相曲曲线线 lnBt B0 -B0e-k1t B0e-k2t t B Bt t= =- -B B0 0e e- -k k1 1t t + + B B0 0e e- -k k2 2t t 双双库库系系统统