放射性示踪

从分子水平揭示人类精神活动的化学物质基础
欢迎下载 可修改
28
放射性示踪发展展望
核医学发展更加普及 形成相关高科技产业 社会效益显著：心血管病和肿瘤
今后的发展方向 珠联璧合： 核辐射探测技术的高灵敏度+现代计算机技术
欢迎下载 可修改
29
医学物理（Medical Physics)
国外现状 医学物理师
放射分析法
原理：泛指用放射示踪剂测定浓度的各种方法 实例：50万年前北京猿人会不会用火
欢迎下载 可修改
9
放射分析化学方法
活化分析法
原理：中子辐照样品，通过活化生成的放射性核素的 半衰期、衰变类型与能量等衰变特性进行鉴定。
应用：定性和定量地测定复杂样品原子组成的一种高
灵敏度无损检验方法，应用于空气、水、土壤样品、 地质样品、海洋系统和生物系统中痕量组分的分析。
欢迎下载 可修改
4
一 放射性示踪剂的特性
化学性质完全相同
同位素化学性质相同，可正确反映研究对象 在物理、化学和生物过程中的性质和行为
核素的放射特性不改变物质的物理和 化学性质
欢迎下载 可修改
5
133Xe-地下管道检漏
欢迎下载 可修改
6
放射性示踪剂的选择—根据实验目的和要求
放射性半衰期
辐射类型和能量
放射性示踪
欢迎下载 可修改
1
示踪
示踪剂(TRACER): 一种带有特殊标记的物质，当它加入到 被研究对象中后，人们可根据其运动和 变化来洞悉原来不易或不能辨认的被研 究对象的运动和变化规律
显象剂（IMAGING AGENT）
欢迎下载 可修改
2
放射性示踪
定义：将可探测的放射性核素添入化学、 生物或物理系统中，标记研究材料，以 便追踪发生的过程、运行状况或研究物 质结构等的科学手段。
实例：利用古画颜料矿物含量鉴别年代； 拿破仑的头发
欢迎下载 可修改
10
三 放射性示踪法在生物学中的应用
17世纪：光学显微镜发明标志着生物医学发展中的里程碑 20世纪：放射性示踪技术的诞生对生物学推进同样重要
研究植物的营养生理、对营养元素以及农药的吸 附、转运、分配和积累规律
研究人和动物体内物质的吸收、分布、代谢和排 泄情况
临床应用： 可标记多种化合物 → 脏器显象剂 心肌显象、脑显象
欢迎下载 可修改
20
Na131I诊断甲状腺功能
口服示踪量Na131I ，在甲状腺部位测量放射性，求131I吸收率
欢迎下载 可修改
21
放射免疫分析（RIA）
定义：应用放射示踪剂测定体液中生物 活性物质含量的体外检测技术。
原理：放射性标记抗原和非标记抗原对 限量特异性抗体的竞争抑制反应。
为分子生物学提供原子和分子水平的研究手段 应用于基因工程
欢迎下载 可修改
11
放射自显影技术
原理： 放射性核素的电离辐射使照相乳胶感光，显示样
品中的放射性分布，从而给出定位和定量信息
欢迎下载 可修改
12
放射性示踪法研究光合作用
单细胞绿藻悬液+光+14CO2
14C-3-磷酸甘油酸
纯化悬液，提取内含物
探测效率高，易于防护； 32P; 14C, 3H
穿透性好， 100-600 keV; 99mTc, 111In, 201Tl
放射性比活度
原始比活度足够高；
放射性核素的纯度
检验放射性纯度和放射化学纯度；提纯
放射性核素的毒性
尽量选择低毒组核素； 90Sr 高毒 , 89Sr 中毒
示踪剂的生物半衰期
硝基咪唑类
18F-FDG
脑显像剂
HMPAO 123I-多巴胺受体
11C-螺旋哌啶酮
直接标记，还原S-S键
肿瘤显像剂
99mTc / 111In/ 186Re -McAb
间接标记，双功能连接剂
123I/ 99mTc -受体, Octra 肽
欢迎下载 可修改
25
五 放射性标记化合物
标记：放射性核素取代化合物分子中一个或 几个原子（或基团），使之易于识别并可用 作示踪物质的过程。
生物鉴定：
无菌、无毒性；生物活性、免疫活性；生物稳定性
欢迎下载 可修改
27
核医学研究的特点和优势
特点
方法简便、灵敏、准确
合乎生理条件，病人安全，痛苦小
同时反映组织器官的形态和功能
提供快速动态变化信息，并可定量
优势
心脏病的诊断
肿瘤的诊断和治疗：特异性高、准确性好
脑部疾病的疹断和治疗：帕金森、癫痫
欢迎下载 可修改
16
四 放射示踪法在医学上的应用
治疗核药物：
利用放射性核素衰变时产生射线的辐照效应达 到治疗的目的。 多为α、β衰变 剂量定位在体内某特定部位
如：131I-NaI：治疗甲抗、甲状腺癌
欢迎下载 可修改
17
放射性核素的来源
反应堆生产：131I、133Xe、24Na、99Mo
中子流 → 靶材料 产额决定于中子能量、通量密度、靶核数、
国内现状
欢迎下载 可修改
30
1、最困难的事就是认识自己。20.6.286.28.202020:1120:11:15Jun-2020:11 2、自知之明是最难得的知识。二〇二〇年六月二十八日2020年6月28日星期日 3、越是无能的人，越喜欢挑剔别人。20:116.28.202020:116.28.202020:1120:11:156.28.202020:116.28.2020 4、与肝胆人共事，无字句处读书。6.28.20206.28.202020:1120:1120:11:1520:11:15 5、三军可夺帅也。Sunday, June 28, 2020June 20Sunday, June 28, 20206/28/2020 6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。8时11分8时11分28-Jun-206.28.2020 7、人生就是学校。20.6.2820.6.2820.6.28。2020年6月28日星期日二〇二〇年六月二十八日 8、你让爱生命吗，那么不要浪费时间。20:1120:11:156.28.2020Sunday, June 28, 2020
化学合成标记：加成法；卤氚置换法
生物合成标记：生物活性物质（激素、蛋白质、 核苷酸等）的标记
同位素交换法：放射性碘、硫、磷的标记
单克隆抗体标记：特异免疫反应；诊断和治 疗癌症的新途径
欢迎下载 可修改
26
放射性标记化合物的质量控制
物理鉴定：
外观、性状；放射性活度、纯度；颗粒度
化学鉴定：
化学纯度、放化纯度、稳定性；载体；酸度
治疗
60Co针, 治疗食道癌 Na131I, ，治疗甲状腺癌
体内治疗
32P-Na3PO4, , 白血病、淋巴瘤 欢迎B下N载CT可,修10改B(n,)7Li, 脑神经胶质瘤 24
常用的放射性药物
心肌显像剂
201TlCl 异氰类：MIBI, TBI-99mTc TcN类， NOET 焦磷酸类：Tc-P53
核反应截面、照射时间等
加速器生产：11C、13N、15O
带电粒子（p、He、α等） → 靶材料 小型化、投资少、结构紧凑
欢迎下载 可修改
18
放射性核素的来源
放射性核素发生器- Mo-Tc母牛
欢迎下载 可修改
19
放射性药物99Tcm （锝）
生产便利，（99Tcm标记物占80%）
物理特性： T1/2 = 6.02h；γ辐射，E=141keV，适用 于γ相机和SPECT
常见分析方法： ✓ 测量X和γ射线样品的放免计数器 ✓ 测量软β射线样品的液体闪烁计数器
欢迎下载 可修改
22
放射免疫分析（RIA）
应用: 糖尿病人血浆中胰岛素浓度； 125I- T4,血清中甲状腺素浓度；
内分泌学, 肿瘤学, 免疫学, 病毒学等; 测定300多种人体 活性物质和药物, 灵敏度达10-910-12g
目前全世界80%的同位素用于医学 核药物的分类
诊断核药物：
进入体内的示踪剂，产生γ射线，通过体外监测装置记 录示踪剂在体内的位置、不同器官浓度及随时间的变 化。
如：扫描机、 γ相机、SPECT（单光子发射计算机断层 技术）、PET （正电子发射计算机断层技术）
显象：平面显象、三维断层显象、动态显象
欢迎下载 可修改
3
放射性示踪法的特点
灵敏度高
可探测<1 nCi, 10-1410-13 g
化学分析只能达到10-9 g
测量简便、易分辨
不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
提供原子、分子水平的研究手段
微观作用机理、动态变化过程
合乎生理条件
不扰乱体内生理过程的平衡状态
能定位
核显像技术，组织器官、细胞、亚细胞水平定量定位
选择生物半衰期短的欢示迎踪下载剂可，修减改 少辐射剂量
7
二 放射性示踪法在化学中的应用
分子结构的研究：
同位素交换反应
化学反应机理研究
化学键的形成方式
反应中发生的分子重排、异构、裂解、水解 过程
催化反应中吸附催化机理、吸附分子寿命
欢迎下载 可修改
8
放射分析化学方法
同位素稀释法
原理：放射示踪剂与待测物混合→分离→测量 实例：P&G公司测定洗衣粉中主要成分的残留量
14C-1，3-二磷酸甘油酸
双向纸层析分离
14C-葡萄糖
放射自显影
1940， Calvin确定了碳固定循环，并发现了相应的酶
1961，获诺贝尔奖
欢迎下载 可修改
13
放射性示踪法在生物化学研究的应用
生物体内的物质代谢
确定代谢途径或中间代谢环节 找出代谢物在体内发生变化之后的产物 找出体内存在的各种生化物质的前身
欢迎下载 可修改
14
放射性示踪法在生物化学研究的应用
传统实验方法
整体实验 离体实验 传统实验方法的缺点
同位素示踪法
示踪量，不破坏体内生理过程的平衡 3H（T1/2=12.3 y), 14C(T1/2=5730 y), 液体闪烁测量; 加速器质谱法（AMS）
欢迎下载 可修改
15
四 放射示踪法在医学上的应用
欢迎下载 可修改
23
核医学ห้องสมุดไป่ตู้
体外诊断 诊断
体内诊断
照相，SPECT, PET
竞争放射分析 eg. 125I,乙肝两对半
活化分析
功能测定 eg. Na131I, 测定甲状腺功能
热区 eg. 111In-McAb, 直肠癌 形态显像
冷区 eg.11C-棕榈酸，心肌显像 刀
体外治疗 敷贴法 eg. 90Sr, ,表皮毛细血管瘤
欢迎下载 可修改
31