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1、,放射性示踪,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）,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。,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
2、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,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,133Xe-地下管道检漏,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 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 , 8
3、9Sr 中毒 示踪剂的生物半衰期 选择生物半衰期短的示踪剂，减少辐射剂量,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,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 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,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
4、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。 实例：利用古画颜料矿物含量鉴别年代； 拿破仑的头发,三 放射性示踪法在生物学中的应用,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 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,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,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,
5、放射性示踪法研究光合作用,单细胞绿藻悬液+光+14CO2,纯化悬液，提取内含物,双向纸层析分离,放射自显影,14C-3-磷酸甘油酸,14C-1，3-二磷酸甘油酸,14C-葡萄糖,1940， Calvin确定了碳固定循环，并发现了相应的酶 1961，获诺贝尔奖,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,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=
6、5730 y), 液体闪烁测量; 加速器质谱法（AMS）,四 放射示踪法在医学上的应用,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、 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,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、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,放射性核素的来源,反应堆生产：1
7、31I、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、 核反应截面、照射时间等 加速器生产：11C、13N、15O 带电粒子（p、He、等） 靶材料 小型化、投资少、结构紧凑,放射性核素的来源,放射性核素发生器- Mo-Tc母牛,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；辐射，E=141keV，适用于相机和SPECT 临床应用： 可标记多种化合物 脏器显象剂 心肌显象、脑显象,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,放射免疫分析（RI
8、A）,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。 常见分析方法： 测量X和射线样品的放免计数器 测量软射线样品的液体闪烁计数器,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,放射免疫分析（RIA）,核医学,诊断,治疗,体外诊断,体内诊断,体外治疗,体内治疗,刀,敷贴法 eg. 90Sr, ,表皮毛细血管瘤,60Co针, 治疗食道癌,Na131I, ，治疗甲状腺癌,32P
9、-Na3PO4, , 白血病、淋巴瘤,BNCT, 10B(n,)7Li, 脑神经胶质瘤,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,形态显像,热区 eg. 111In-McAb, 直肠癌,冷区 eg.11C-棕榈酸，心肌显像,照相，SPECT, PET,常用的放射性药物,201TlCl,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。 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
10、克隆抗体标记：特异免疫反应；诊断和治疗癌症的新途径,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 生物鉴定： 无菌、无毒性；生物活性、免疫活性；生物稳定性,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 从分子水平揭示人类精神活动的化学物质基础,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,医学物理（Medical Physics),国外现状 医学物理师 国内现状,