放射性同位素示踪技术在药物安全性评价中的应用_窦桂芳
放射性同位素的应用-同位素示踪法
放射性示踪法可测到10^(-14)－10^(-18)克水平，即可以从10^(15)个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感10^(8)-10^(7)倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10^(-12)克水平。
2.方法简便
放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
（一）实验准备阶段
1.示踪剂的选择
选定放射性示踪剂的比活度λqδ的值必须足够大，以保证实验所需要的灵敏度，而又要尽可能地小，使得在该实验条件下辐射自分解可忽略。一般情形是根据实验目的和实验周期长短，来选择具有合适的衰变方式，辐射类型和半衰期，且放射毒性低的放射性同位素。至今已确定的放射性核素包括天然的58种和人工制造的约1300种，其中大多数不常能用作放射性示踪剂。主要原因是制备困难、半衰期不合适及放射性不足以定量。在任何一种生产方法中，生产步骤很可能包含或多或少的化学处理，因而示踪实验人员需要了解某个核素及其周围的那些元素的化学性质，因为它们有可能成为此放射性同位素的杂质。
在体外示踪条件，一般选用半衰期较长而射线强度适中，既利于探测，又易于防护和保存的放射性示踪剂。体内示踪条件下，若实验周期短，应选用半衰期短，且能放出一定强度r射线物放射性同位素，若实验周期长，如需要将动物活杀后对组织脏器分别测定的，则应选用半衰期较长放射性同位素。此外，根据实验目的来选用定位的或不定位的标记示踪剂，例如研究氨基酸的脱羧反应，14C应标记在羧基上，只有这种定位标记的氨基酸，才能在脱羧后产生14CO2。而有些实验不要求特定位置标记，只须均匀标记即可。
第三篇 放射性同位素示踪技术
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4、放射性标记化合物的质量控制
• 体内用与体外用标记化合物质量控制指标不尽相同， 体内用标记化合物除满足一般药物外，尚须进行多种 控制。 • 以体内用标记化合物为例，在此分六方面介绍：物理 控制、化学控制、制剂控制、生物学控制、稳定性控 制、测量精度控制.
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（1）物理控制
• 主要包括放射性核纯度鉴定和放射性活度测量; • 放射性核纯度鉴定 一般采用能谱分析法； Ge(Li)能谱仪; • 放射性活度测量 经绝对测量刻度过的电离室、流气正比计数器、 液体闪烁计数器; NaI(Tl)γ闪烁谱仪、Ge(Li)能 谱仪;
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无载体RIT：可用极少的量达到极高的分析灵敏度。 无载体放射性同位素的获取： 1)化学分离法； 2)高通量快中子照射； 3)高通量热中子照射铀，回收提取其裂变产物； 4)高通量光子、带电粒子照射。
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（2）放射性质选择
射线种类： β射线在同等强度下易于防护； γ射线穿透力强，且便于能量甄别，可进行多元素RIT； α射线射程太短，一般不用； 半衰期：较短不易操作，较长不便防护及后处理
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（6）测量精度控制
• 制样：被示踪样品，通常要经过提取、精制及纯化 过程，制成固体、液体或气体试样; 方法：沉淀分离、萃取分离、离子交换分离、层析 离; • 测量： 固体、精度要求高——Ge(Li)探测器 精度要求低——闪烁计数器
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5、放射性示踪的基本步骤
• 概括得到： 制备示踪剂→标记待测物→加入待测系统→ 取样处理→放射性测量→结果分析
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扫描汽车发动机 以检测齿轮
受辐照的齿轮齿尖
汽油过滤器与 伽马监测器装配
记数率计 计算机
通过放射技术即时测算发动机损耗情况
放射性同位素的应用-同位素示踪法
放射性同位素的应用-同位素示踪法同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。
Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。
继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。
一、同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。
因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。
放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：1.灵敏度高放射性示踪法可测到10^(-14)－10^(-18)克水平，即可以从10^(15)个非放射性原子中检出一个放射性原子。
它比目前较敏感的重量分析天平要敏感10^(8)-10^(7)倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10^(-12)克水平。
2.方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
中国放射性同位素技术与应用进展(放射性同位素示踪技术可以在环境、水文地质研究中发挥重要作用)
中国放射性同位素技术与应用进展张锦荣，罗志福（中国原子能科学研究院，北京 102413）[摘要]介绍了中国放射性同位素与应用的发端,论述了放射性同位素及其制品的研发、生产、应用进展以及未来的发展前景。
[关键词]原子能科学技术；放射性同位素；制备技术与应用[中图分类号]TL92[文献标识码]A[文章编号] 1009-1742(2008)01-0061-09第二次世界大战后的半个多世纪以来，放射性同位素技术在保障国家安全、深化农业绿色革命、促进工业现代化、推动环保事业的发展、提高人类征服疾病的能力等诸多方面，充分显示出其先进性、不可取代性、交叉渗透性和应用的广泛性等独特优势。
正如国际原子能机构（IAEA）在一份公报中指出的那样：“……就应用的广度而言，可能只有现代电子学和计算机的应用才能与之相提并论。
”1历史回顾1956年，在我国制定的“科学技术12年远景规划”中，原子能科学技术被列为重要发展项目，其中，放射性同位素技术与应用作为一项主要内容。
1958年，由前苏联援建的我国第一座重水反应堆和回旋加速器在中国原子能科学研究院投入运行，并研制成功首批33种堆照放射性同位素，开创了中国放射性同位素技术与应用事业。
1967年，我国自行设计建造的游泳池式轻水反应堆和第一个放射性同位素研究实验室同时在原子能院建成，开始系统地开展放射性药物、标记化合物、放射源和质量控制方法的研究工作。
从20世纪70年代起，该院为满足国内放射性同位素日益增长的需求，在国家支持下，于1972年先后建成医用放射性同位素和放射源研制生产设施；1982年，建成放免药盒、标记化合物研制生产设施和工业用放射源研制生产设施；1995年，建成裂变99Mo 料液提取，99Mo - 99m Tc发生器及其配套药盒研制生产设施；1996年，原子能院与比利时合作建成一台先进回旋加速器及其放射性同位素药物研制生产装置。
到20世纪90年代中期，原子能院利用反应堆、加速器研制生产的放射性同位素及其制品累计大约200种。
^(161)Tb标记放射性药物的研究进展
^(161)Tb标记放射性药物的研究进展
李鹏;尹晶晶;周文华;高洁;龚佳格;张梦丹;李建国
【期刊名称】《同位素》
【年(卷),期】2022(35)6
【摘要】放射性镧系元素^(161)Tb与广泛使用的放射性核素^(177)Lu性质相似,且疗效更好,有望成为新型的放射性治疗核素。
目前,应用^(161)Tb的研究主要集中于^(161)Tb标记生物分子的体内行为,以及与^(177)Lu相比,其对恶性肿瘤的疗效。
初步的治疗研究表明,在相同的活度下,^(161)Tb在肿瘤治疗方面比^(177)Lu 更有效。
本研究对^(161)Tb的特性、制备及其标记放射性药物的研究进展进行综述,为治疗用放射性核素的开发及临床应用提供参考。
【总页数】9页(P550-557)
【作者】李鹏;尹晶晶;周文华;高洁;龚佳格;张梦丹;李建国
【作者单位】中国辐射防护研究院中核放射毒理与放射性药物临床前评价重点实验室药物毒理与放射损伤药物山西省重点实验室CAEA核技术(放射性药物非临床评价)研发中心;山西中医药大学
【正文语种】中文
【中图分类】TL923;R817
【相关文献】
1.68Ga标记放射性药物的制备及应用研究进展
2.99Tcm标记的混配放射性药物研究进展
3.188Re标记放射性药物研究进展
4.177Lu标记放射性药物临床研究进展
5.氟-18（18F）标记的氨基酸类正电子放射性药物的研究进展
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同位素的应用
同位素的应用同位素是指具有相同原子序数（即相同的原子核质子数）但质量数（即核质子数加核中子数）不同的同一个元素的不同核素。
由于同位素具有相似的化学性质，它们在各个领域都有着广泛的应用。
下面将分析同位素在医学、工业和环境保护等方面的应用。
1. 医学应用1.1 放射性同位素在核医学方面的应用放射性同位素在核医学中起到了重要的作用，例如碘-131同位素广泛用于甲状腺存储功能亢进和甲状腺癌的治疗。
碘-131的放射性衰变可以通过其发出的γ射线和β粒子来破坏甲状腺组织，从而达到治疗的效果。
1.2 同位素示踪技术在医学研究中的应用同位素示踪技术是通过将稳定同位素或放射性同位素标记到特定的化合物或分子上，追踪它们在生物体内的跟踪过程。
这种技术在药物代谢研究、生物分子运输研究和疾病诊断等方面有着广泛的应用。
例如，碳14同位素示踪技术可以帮助科学家研究药物在人体内的代谢途径，从而优化药物疗效。
2. 工业应用2.1 同位素在放射性示踪中的应用放射性同位素的示踪在工业领域中起到了重要的作用。
例如，放射性同位素的示踪可以用于追踪液体或气体的流动路径，从而在化工工艺、石油开采和环境工程等领域提供了重要的信息。
2.2 碳同位素在碳定量分析中的应用碳同位素是一种重要的同位素，在工业领域中常用于进行碳定量分析。
通过测量样品中的碳同位素比例，可以判断样品的来源和性质，用于追踪化工过程中的碳物质的来源、生物燃料的定量等。
3. 环境保护中的应用3.1 同位素水平仪在环境监测中的应用同位素水平仪是一种运用放射性同位素测量地壳沉降和地表沉降的装置。
它在环境监测中的应用可以帮助科学家了解地表沉降的情况，进而评估地质灾害风险和环境污染的程度。
3.2 水文地质研究中的同位素示踪技术同位素示踪技术在水文地质研究中有着广泛应用。
通过测量地下水中同位素的比例，可以揭示地下水的来源、流动路径以及地下水与地表水的相互交换过程。
这对于保护地下水资源和进行水资源管理非常重要。
稳定同位素示踪技术在食品安全监测中的应用
稳定同位素示踪技术在食品安全监测中的应用随着人口的增长和食品供应链的全球化，食品安全问题日益引起人们的关注。
为了确保食品的质量和安全性，科学家们不断探索新的技术手段。
其中，稳定同位素示踪技术作为一种高效、准确的分析方法，被广泛应用于食品安全监测领域。
稳定同位素示踪技术是一种基于同位素组成差异的分析方法。
同位素是元素的不同形式，其核内的中子数不同。
常见的同位素有氢的氘同位素（2H）、碳的13C同位素、氮的15N同位素等。
在自然界中，同一元素的不同同位素比例存在差异，这种差异可以通过稳定同位素示踪技术进行分析和测量。
在食品安全监测中，稳定同位素示踪技术可以用于检测食品中的污染物、追踪食品来源和验证食品的真实性。
例如，在农产品中，农药残留是一个严重的问题，可以利用稳定同位素示踪技术来追踪农药的来源和分布情况。
通过测量食品中的稳定同位素比例，可以确定农药是否存在于食品中，并推断农药的使用情况。
另外，稳定同位素示踪技术还可以用于检测食品中的添加剂和掺假情况。
例如，在乳制品中，添加剂如乳化剂、增稠剂等可能被添加用于增加产品的质感和口感。
利用稳定同位素示踪技术，可以检测乳制品中的稳定同位素比例，从而判断是否存在添加剂。
此外，稳定同位素示踪技术还可以用于检测食品中的掺假情况，如检测奶粉中是否掺杂了非乳制品成分。
除了食品中的污染物和添加剂，稳定同位素示踪技术还可以用于追踪食品的来源和验证食品的真实性。
例如，在海产品中，稳定同位素示踪技术可以用于确定鱼类的来源和生长环境。
通过测量鱼类体内的稳定同位素比例，可以推断鱼类所处的水域环境和食物链的结构，从而判断其真实性和质量。
总之，稳定同位素示踪技术作为一种高效、准确的分析方法，在食品安全监测中发挥着重要的作用。
通过测量食品中的稳定同位素比例，可以检测食品中的污染物、追踪食品来源和验证食品的真实性。
这种技术的应用为食品安全监测提供了一种新的手段，有助于保障人们的饮食安全和健康。
放射性同位素标记法课件
放射性同位素标记法可以通过两种方式进行，即直接标记法和间接标记法。直接 标记法是将放射性同位素直接与目标分子结合，而间接标记法则使用一种能与目 标分子结合的载体，将放射性同位素携带至目标分子上。
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放射性同位素标记法的实验技 术
实验前的准备
选择同位素
根据实验需求选择适当的 放射性同位素，确保其具 有足够的半衰期和适当的 能量。
特点
具有灵敏度高、追踪目标明确、 操作简便等优点，广泛应用于生 物学、医学、环境科学等领域。
放射性同位素标记法的应用领域
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生物学研究
用于研究生物体内物质的 代谢、运输、排泄等过程 ，如示踪剂追踪药物在体 内的代谢过程。
医学诊断
用于检测疾病的发生、发 展过程，如利用放射性同 位素标记的肿瘤标志物进 行肿瘤诊断。
放射性
放射性同位素会释放出射线，如α射线、β射线、γ射线等。 这些射线具有穿透能力和电离能力，可用于检测和测量。
半衰期
放射性同位素的半衰期是指该核素发生衰变时一半原子核发 生衰变所需要的时间。不同核素的半衰期不同，有的长有的 短。
放射性同位素标记法的原理
同位素标记法原理
通过使用放射性同位素标记某一特定原子或分子，可以追踪其在生物体内的分布 、代谢和排泄等过程。由于放射性同位素可以释放出射线，通过检测这些射线可 以追踪标记物的位置和数量变化。
环境监测
用于监测环境污染物的迁 移转化过程，如示踪剂追 踪水体中污染物的扩散。
放射性同位素标记法的历史与发展
历史
放射性同位素标记法最早由美国化学家赫维西于1923年提出，经过多年的发展 ，已经成为一种成熟的实验技术。
发展
随着科技的不断进步，放射性同位素标记法也在不断改进和完善，如新型示踪 剂的研发、高灵敏度检测设备的出现等，使得该方法的应用范围更加广泛。
同位素示踪技术在高中生物学实验中的应用小结
同位素示踪技术在高中生物学实验中的应用小结1利用放射性同位素3H标记氨基酸作为示踪元素，来研究分泌蛋白在细胞中的合成部位及运输方向科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾经做过这样一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在靠近细胞膜内则的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。
这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。
从而也证明了细胞内各种生物膜在功能上是紧密联系的。
2利用放射性同位素3H作为示踪元素来研究细胞的有丝分裂细胞有丝分裂时，DNA分子在间期要复制，为细胞的分裂做准备。
为了研究细胞的有丝分裂，在小鼠肝细胞的培养液中加入用3H等标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（3H-TdR），3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷是合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的原料，胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA 的原料。
因此细胞有丝分裂时，细胞核中的DNA分子复制可以被检测到。
3 利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪元素来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理3.1 19世纪30年代美国科学家鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。
他们进行了这样2组实验：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它分别成为H218O和C18O2，然后进行2组光合作用的实验：第1组向绿色植物提供H218O和CO2；第2组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。
在相同的条件下，对2组光合作用实验释放出的氧进行分析，结果表明，第1组释放的氧全部是18O2，第2组释放的氧全部是O2。
从而证明了光合作用中释放的氧全部来自水。
3.2 用18O、14C标记二氧化碳（14C18O2），固定后产生的三碳化合物有放射性（14C3），产物葡萄糖（14C6H1218O6）有放射性，产物水（H218O）有放射性。
放射性同位素标记药物代谢研究
药物代谢中的分析技术
z 放射性示踪技术优点 不受基质干扰的影响，全面追踪药物的体内行为 在没有对照品条件下，对未知代谢物进行定量 药物代谢研究公认的“金标准”
z 放射性示踪技术缺点
电离辐射和法规监管（使用记录、安全监控和细心的试验操作避免污染） 需要专门的标记合成技术获得标记物 操作繁琐、价格昂贵（标记物和废物处理） 不能提供结构信息，结果可能受杂质污染的干扰
体内ADME药物代谢一般流程(大鼠为例)
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药物代谢中的放射性同位素检测技术
z 液体闪烁计数 z 整体放射自显影技术 z 液相放射性色谱技术
传统的放射性色谱技术 放射性色谱新技术 放射性色谱法与质谱法的结合
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药物代谢中的放射性同位素检测技术
z 液体闪烁计数
第二闪烁剂
第一闪烁剂 溶剂分子 放射性核素
成像分析软件 定量全身自显影中组织浓度
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药物代谢中的放射性同位素检测技术
z 放射自显影技术-试验步骤
1 包埋：-70 oC正己烷/干冰浴尸体后包面在2%CMC基质 2 身整体切片：弧矢面进行全身整齐切片（约40 μm厚），−20oC下 冷冻干燥 3 身整体成像:全身整体切片和用作校正的放射性标准品标准品在荧 光成像屏下一起曝光。 图像扫描器带有He-Ne激光光速，它能够产生633 nm的红色的激发 光（PSL），用该扫描器扫描成像板。在激光激发下发射出蓝紫色 的激发光，被光电倍增管检测到，并按照时间顺序转变成电信号。 继而，这些信号转换为数字信号，由此在计算机屏幕上可以看到全 身整体图像。 4 放射性浓度的定量
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放射性标记药物药物代谢研究相关指导原则
放射性标记药物药物代谢研究相关指导原则
z FDA工业指南：Safety Testing of Drug Metabolites ，2008 （药物代谢产物安全性试验技术指导原则）