實驗核醫(yī)學(第六章).ppt

1、第六章 放射性核素示蹤技術,放射性核素示蹤技術：是利用放射性核素及其標記物作為示蹤劑來研究生物機體各種物質的吸收、分布、排泄、轉移及轉化規(guī)律的一門科學。 示蹤劑：一般為體內原有物質，分布穩(wěn)定、動態(tài)平衡。小劑量無標記被內源性物質湮沒，大劑量破壞平衡，導致系統(tǒng)異常；若加一“標記”，以區(qū)分原有物質，在系統(tǒng)內引入少量，即可區(qū)分開。,第一節(jié) 放射性核素示蹤技術的原理及特點,一、基本原理 1.成為示蹤劑的前提 與被示蹤物的同一性：化學行為、生物學行為； 與被示蹤物的可區(qū)別性：易于檢測，可定性、定量、定位。 2.原理：被研究物質經(jīng)放射性核素標記后，其生物學性質一般不受影響，它在體內的吸收、分布及排泄可借助被

2、標記物所發(fā)射的射線由輻射檢測儀器定位、定性及定量測得，進而了解該物質在體內過程中的動態(tài)變化規(guī)律。,二、放射性核素示蹤技術的特點 1.靈敏度高：10-1210-15mol，10-18mol 2.檢測方便 3.合乎生理條件 4.能定位 注意事項： 測量儀器的使用 安全防護措施 輻射效應的影響 分離步驟,三、示蹤實驗的基本類型 1.整體示蹤實驗：研究物質吸收、分布、轉運及排泄過程。 2.離體示蹤實驗：特定物質的轉化規(guī)律及某些精細結構的功能研究。 3.雙（多）標記示蹤實驗：物質代謝過程中某分子內兩部分的代謝規(guī)律，或同種分子在不同形態(tài)或不同物質的運動轉化規(guī)律。,四、需注意的方法學問題 1.選擇合適的示蹤

3、物 射線類型：整體射線 離體或整體后取樣、射線 半衰期：臨床體內短半衰期 體外較長半衰期 研究生物體代謝及轉化長半衰期 適當考慮生物半衰期 放化純度：一般95 衰變產物毒性：核素本身及其產物對機體無害 比活度：一般應足夠高 核素標記位置的選擇：一般要定位，穩(wěn)定，不脫落,2.合適的測定方法 根據(jù)射線類型而定。 實驗核醫(yī)學一般采用取標本離體測量固體閃爍、液體閃爍、自顯影、薄層掃描等。 3.示蹤劑量的估算 不能用簡單公式估算，因為： 示蹤劑進入體內的分布不均一性； 在體內轉化代謝速率的不一致； 實驗目的的不同，觀察時間的差異。 一般用倒推法做估算，再通過預實驗進一步調整。,4.示蹤劑的引入途徑 整體

4、靜脈、腹腔、皮下、肌肉、口服、灌胃等。 離體衡量法、脈沖法等 5.放射性樣品的制備 準確觀察示蹤物在特定組織或細胞中的量及定位。 要求：不能有非目標物質的放射性干擾； 必須了解樣品在處理過程中是否有損失。 6.數(shù)據(jù)采集 放射性含量 比活度 相對比活度 總放射性活度百分比,五、示蹤實驗中的同位素效應 同位素效應：物質轉化時如分子中某一原子被它的同位素所取代，雖然反應性質不變，有時卻會引起反應速率的改變。 一般選標記部位遠離在體內發(fā)生化學鍵斷裂的標記物。 會影響有關的生化反應，影響一些酶促反應的速率，進而影響物質的代謝過程。 1.初級同位素效應：直接涉及同位素所在鍵時發(fā)生的同位素效應。同位素間質量

5、差別越大，效應越大。 2.次級同位素效應：發(fā)生在鄰近的化學鍵。 3.溶劑同位素效應：溶劑中某種原子被同位素取代后影響溶質的反應速率。,第二節(jié) 放射性核素稀釋法,利用化學物質在稀釋前后質量不改變的原理建立的微量物質定量分析方法。 直接稀釋法、反稀釋法 操作簡便、靈敏度高 可在正常生理狀況下進行,一、放射性核素稀釋法原理 利用稀釋前后放射性標記物總放射性活度不變來了解稀釋程度。 變化的只是比活度或放射性濃度。 即：S1m1S2(m1+m2)或C1V1C2(V1+V2) S1：示蹤劑稀釋前比活度；S2：示蹤劑稀釋后比活度 m1：示蹤劑稀釋前質量； m2：示蹤劑稀釋后質量 C1：稀釋前放射性濃度； C

6、2：稀釋后放射性濃度 V1：稀釋前容積； V2：稀釋后容積 若m2m1或V2V1，可簡化為： S1m1S2m2或C1V1C2V2,注意事項 足夠高的比活度或放射性濃度； 必須與待測物充分混勻。 二、直接稀釋法 用已知標記物測定未知非標記物的稀釋實驗。,三、反稀釋法 應用非標記物來稀釋待測的放射性標記化合物，測定放射性標記物的化學量。 四、稀釋法應用必要條件 1.選用正確的標記化合物：穩(wěn)定性好、比活度高、使用無毒性、不發(fā)生非代謝交換反應，標記物與待測物在化學性質和生物學行為上的一致。 2.準確的稀釋度：測量精確，混勻徹底。 3.分離、純化及測定方法的可靠,五、應用 1.測定生理物質的體內代謝庫

7、2.整體內各種體液成分的量 3.作為考核其它超微量分析方法可靠性的參比,第三節(jié) 物質轉化的示蹤實驗,目的：揭示機體內重要生命物質的前身物、中間物及產物的關系，以及完成某種轉化的必要條件。 一、參入實驗 1.原理：標記物質A，引入生物體系一定時間，分離物質B，測量B的放射性。 2.主要參數(shù)： 參入百分率：產物總放射性占前身物的百分比。 相對比活度：產物比活度占前身物的百分比。 參入率：標記前身物轉化為產物的速率（標記前身物的利用率）。影響因素較多。,3.參入實驗的類型 整體： 離體： 4.基本方法及基本要求 方法：合適的標記物引入生物體系分離產物測量產物 要求：標記物用量是示蹤量、放化純度高(9

8、8%)、分離產物要達到放化純。,二、雙標記參入實驗 研究前身物的一個或兩個以上基團或同一基團的不同原子是直接轉化產物，還是經(jīng)過中間變化。 三、產物標記部位分析 闡明產物分子的特定部位與前身物的規(guī)律性聯(lián)系。 四、稀釋實驗 用于分析物質轉化的中間過程。 五、比活度時相變化 分析前身物、中間物和產物的關系。,第四節(jié) 物質吸收、分布及排泄的示蹤研究,一、物質吸收的示蹤研究 主要是了解物質的吸收率、吸收的化學形式、吸收機制及吸收的解剖部位等。 1.吸收率的示蹤實驗 觀察未吸收的殘留量 整體技術法測定吸收量 血漿中示蹤物的含量測定 測定尿排出量,2.物質吸收時化學形態(tài)的示蹤研究 用不同單標記物作比較觀察

9、雙標記實驗 3.物質吸收部位的示蹤研究 離體腸段實驗 口服示蹤劑后不同腸腔段內示蹤物含量的變化 口服示蹤物后觀察消化道壁內示蹤物含量的變化 示蹤物引入不同部位后測血中含量,二、物質分布與轉運的示蹤研究 1.基本方法 宏觀水平或器官水平、細胞水平、亞細胞水平、分子水平 引入示蹤物 觀察示蹤物的分布 數(shù)據(jù)處理 2.物質分布研究的應用 藥物、毒物在體內分布的示蹤研究 生理物質在體內的分布示蹤研究 特定標記物的示蹤研究,3.物質轉運的示蹤研究及應用 血漿組織間的轉運 動態(tài)平衡的驗證 組織成分來源的判斷 血漿運載蛋白的研究 生物膜兩側的物質轉運 單純擴散研究 易化擴散及主動轉運的研究 亞細胞水平的物質轉

10、運研究 電鏡自顯影動態(tài)觀察 亞細胞組分的動態(tài)觀察 亞細胞結構間物質轉運模型制備,第五節(jié) 細胞動力學的示蹤研究,研究生物體內各類細胞群體的新生、增殖、消亡過程的規(guī)律，包括細胞處于不同狀態(tài)時的時間參數(shù)、細胞數(shù)量、分布位置、細胞遷移途徑及更新過程等。 一、細胞周期 四個時相 G1期：DNA合成前期，大量RNA及蛋白質合成 S期： DNA合成期，DNA及組蛋白合成 G2期：DNA合成后期，DNA合成停止， mRNA、蛋白質合成 M期：有絲分裂期 G0期：靜止期,二、常用術語、參數(shù)及指數(shù) 1.相關術語 細胞群體 細胞丟失 同步化的細胞群 穩(wěn)定狀態(tài)的細胞群體 指數(shù)方式增長的細胞群體 2.指數(shù) 生長分數(shù) 有絲分裂指數(shù) 標記指數(shù),3.參數(shù) TG1：G1期的持續(xù)時間 TS： S期的持續(xù)時間 TG2：G2期的持續(xù)時間 TM：M期的持續(xù)時間 TC：一個細胞周期的時間 T0：細胞更新時間 TD：倍增時間,三、細胞動力學研究方法的原理和分類 1.放射性核素標記法的原理 處于S期的細胞合成DNA需特異前身物TdR，將放射性核素標記的TdR（3