放射性核素示踪技术的应用-研究生共82页文档
放射性核素在化学中的应用示踪原子方法原理利用
第十三章 放射性核素在化学中的应用第一节 示踪原子方法原理利用放射性核素容易探测这一优点，人们常用放射性同位素作为示踪来揭示体系中所研究物质变化的规律。
在一些简单的示踪方法中，放射性核素仅仅附着于所研究的对象上。
例如将含放射性钴的线系在昆虫身上，就可以利用γ射线来考察昆虫的活动习性和规律。
用放射性浮标可以测定密闭容器中的液面高度，此时，只要在液面上加有含少许放射性物质的浮标，便可根据探测到的射线来判断液面的高度。
在另一类应用中，由于放射性示踪与研究对象混合均匀，所以可以根据示踪的浓度判断研究对象的行为。
例如当油管中相继流过几中不同的油时，将可溶性的124Sb —三苯基锑加入油中，可以判断各种油流动时的交界面。
将24Na 标记的盐水溶液注入病人体内，待盐水在体内均匀分布后，取样分析24Na 的浓度可求得病人体液的总量。
在化学研究中，广泛用放射性核素作为示踪原子。
示踪原子方法常用于分子结构的研究；化学反应以及吸附、色层、电解、电泳等过程的动力学研究；还用于反应的平衡常数、活化能、分离系数、扩散速度、物质的比表面、溶解度、蒸气压等物理化学数据的测定；在分析化学中用于元素含量的定量测定等。
在化学中，除了将放射性同位素作为示踪原子应用以外，还可以作为辐射源应用。
后一类属于辐射化学领域。
本世纪初有人曾试图将RaD(210Pb)从大量珠铅中分离出来，然而实验表明，这种分离是徒劳的。
但是分离工作的失败却启示了人们，既然RaD 不能从铅中分离出来，RaD 和普通铅又发生完全相同的化学变化，那么就可以用RaD 来“标记”非放射性铅。
在可以忽略同位素效应的前提下，同一元素的各种同位素的物理化学性质完全相同。
因此若合成一种与所研究的化合物相同并含有放射性同位素标记化合物，则在将标记化合物均匀地加入所研究的化合物后，便可依靠对射线测量而方便地根据放射性同位素的行为来判断原来不易或不能辨认的大量稳定同位素的行为。
该放射性同位素的原子常称为示踪原子。
放射性核素示踪技术在生物医学中的应用1
放射性核素示踪技术在生物医学中的应用解决的关键问题、同位素示踪法基本原理和特点质。
因此，就可以用同位素作为一标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，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、量及其转变等，稳定性1015非放射性个放射性原子。
它比目较敏感的重量分析天平要敏感放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许复杂的物质射线，在体外测量而获得结果，就大简化了实验过程，4.符合生理条件在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。
放射性同位素示踪法的优点如上所述，但也存在一些缺陷，如从事放射性同位素工作的人员要受一定的专门训练，要具备相应的安全防护措施和条件，在目前个别元素（如氧、氮等）还没有合适的放射性同位素等等。
在作示踪实验时，还必须注意到示踪剂的同位素效应和放射效应问题。
所谓同位素效应是指放射性同位素（或是稳定性同位素）与相应的普通元素之间存在着化学性质上的微小差异所引起的个别性质上的明显区别，对于轻元素而言，同位素效应比较严重。
因为同位素之间的质量判别是倍增的，如3H质量是1H的三倍，2H是1H的两倍，当用氚水（3H2O）作示踪剂时，它在普通H2O中的含量不能过大，否则会使水的物理常数、对细胞膜的渗透及细胞质粘性等都会发生改变。
但在一般的示踪实验中，由同位素效应引起的误差，常在实验误差内，可忽略不计。
放射性同位素释放的射线利于追踪测量，但射线对生物体的作用达到一定剂量时，会改变机体的生理状态，这就是放射性同位素的辐射效应，因此放射性同位素的用量应小于安全剂量，严格控制在生物机体所能允许的范围之内，以免实验对象受辐射损伤，而得错误的结果。
二、示踪实验的设计原则设计一个放射性同位素的示踪实验应从实验的目的性，实验所具备的条件和对放射性的防护水平三方面着手考虑。
放射性核素示踪技术与显像课件
平面显像 (planar imaging) 断层显像 (tomographic imaging )
心肌平面显像
脑血流灌注断层显像 (横断面) 心肌断层显像 (短轴切面)
4. 根据影像获取的时间分为
延迟显像 (delay imaging )
骨三时相显像 (血流相)
分化型甲癌患者服131I后72h全身显像
5. 根据显像剂对病变组织的亲和力分为
阳性显像 (positive imaging) 又称热区显像 (hotspotimaging) ，指显像剂主要被病变组织
摄取，而正常组织一般不摄取或摄取很少，在静态影像上病灶 组织的放射性比正常组织高而呈热区改变的显像。分为特异性 与非特异性两种 阴性显像 ( negative imaging)
G0期
death
体外示踪技术 (in vitro)
3．活化分析
通过使用适当能量的射线或粒子照射待测样品， 使待测样品中某些稳定的核素通过核反应变成放射 性核素 (活化) ，然后进行放射性测量和能谱分析 ， 获得待测样品中稳定性核素的种类与含量的超微 量 分析技术。是各种痕量分析法中灵敏度最高的方 法 之一
体内示踪技术 (in vivo)
4．放射性核素功能测定
放射性药物引入机体后，根据其理化 及生物学性质参与机体特定的代谢过程， 并动态地分布于有关脏器和组织，通过检 测仪器可观察其在有关脏器中的代谢过程， 从而了解相应脏器的功能状况 如甲状腺吸131I功能测定、肾功能测定等
放射性核素功能测定
甲状腺吸 131I功能测定
什么是放射性示踪技术？
核医学第6章放射性核素示踪技术
放射性示踪技术的原理
放射性衰变
利用物质放Байду номын сангаас性衰变释放的 能量来检测物质的位置和数 量。
γ射线探测
使用γ射线探测器来测量放射 性核素的放射性强度。
成像技术
通过收集放射性信号并将其 转化为图像来可视化物质在 体内的分布。
放射性示踪技术的应用领域
核医学诊断
用于诊断癌症、心血管疾病、 神经系统疾病等。
放射治疗
1
更精确的图像分辨率
新技术的发展将提高图像的质量和分
新的示踪剂和技术
2
辨率，使诊断更加准确。
开发出更多选择的示踪剂和技术，以
适应不同的临床需求。
3
辐射剂量优化
减少患者和操作人员接受的辐射剂量， 保持显像质量的同时降低风险。
放射性核素示踪技术
了解放射性核素示踪技术的定义、作用以及它在核医学中所扮演的重要角色。
放射性示踪剂的分类
1 血流示踪剂
2 代谢示踪剂
用于评估心脏和大动脉的血液流动情况。
用于研究细胞代谢过程。
3 显像示踪剂
4 靶向示踪剂
用于可视化和评估器官和组织的内部结构 或功能。
由特定分子组成，用于定位和诊断特定类 型的肿瘤。
设备和放射性示踪剂的成本较高，需要专业 的设备和专家来操作。
放射性示踪技术的安全性与伦理问题
1 辐射安全
采取措施来最大限度地 降低操作人员和患者的 辐射风险。
2 伦理问题
需要保护患者的隐私和 权益，以及确保适当的 知情同意。
3 落地环境
处理和处理放射性废物 以确保环境的安全。
放射性示踪技术的未来发展趋势
用于治疗癌症和其他疾病，并 帮助缓解疼痛。
【核医学】核素示踪技术
三、放射性生物样品的制备及测量
1、注意事项： 1）防止污染工作人员 2）防止污染工作场所 3）采样要有代表性 4）防止污染干燥箱、天平 5）外照射防护
2、放射性示踪样品的制备 1）燃烧法： 2）消化法： 3）灰化法：即氧化样品中的有机物，用
于制备发射伽码射线的样品。
3、临床核医学显像
第四章 放射性核素示踪技术
Radionuclide tracer technique
第一节 概述
一、定义： 放射性核素示踪技术是以放射性核素或
其标记化合物作为示踪剂，应用射线探 测仪器和方法来检测它的行踪，是研究 示踪剂在生物体系或外界环境中运动规 律的核技术。
二、基本原理：
1、同一元素的同位素有相同的化学性质， 进入生物体后所发生的化学变化和生物学 过程均完全相同，而生物体不能区别同一 元素的各种同位素，因此可用放射性核素 来代替其同位素中的稳定性核素。
第六节 放射性核素示踪动力学
一、概述 应用放射性核素示踪技术研究物质在体
内过程中量变规律的科学。 将机体简化为适当的物理模型和数学模
型，应用示踪技术进行定量。
涉及两个方面： 示踪：有示踪技术的基本特点 动力学：动态观察及定量分析
放射性药物代谢示踪动力学
研究药物在体内的吸收、分布、代谢与 排泄等过程。
2、放射性核素发射射线，利用测量仪器 可对放射性药物进行精确定性、定量及定 位研究。
三、放射性核素示踪技术的优越性 1、灵敏度高： 达10-14~10-18g，（37Bq相当于10-15） （mg、ug、ng、pg、fg、ag） 2、测量方法简便 3、在生理条件下进行的示踪实验，准确
二）分类 正稀释法： 已知标记物测定未知非标记物
反稀释法： 将一定数量的非标记物加到含有已知比
第六章放射性核素示踪技术
管超楠
放射性核素示踪技术是利用放射性核素为 示踪剂研究生物机体各种物质的吸收、分布、 排泄、转移及转化规律的一门核医学技术， 也是贯穿于核医学领域和各项技术之中的基 本技术。
di
yi zhang jie
第一章节
放射性核素示踪技术的原理及特点
放射性核素示踪技术
放射性核素示踪技术是核医学诊断与研究的 方法学基础，可以说，核医学任何诊断技术和方 法都是建立在示踪技术的基础之上的，没有示踪 技术就没有核医学。
记化合物，测定放射性标记化合物化学量的方法。
反稀释法与正稀释法的原理相同，只是选择的未知
数不同。
mxs0 m0 mx sd
mx m0sd s0 sd
三、应用放射性核素稀释法的必要条件
I. 正确选用标记物和非标记物 II.准确稀释和充分混匀 III.分离纯化和测定样品的可靠方法
例如： 用双标记得乙酸（13CH314COOH)与大鼠肝组织切
片一起温育，分离出胆固醇，经过化学降解后分析 发现，胆固醇每个碳原子均来自于乙酸，不是13C就 是14C。
近年来利用质谱仪和核磁共振等手段，很多标 记物可以不经化学降解就可分析标记部位，已成为 复杂产物标记原子分析的重要工具。
相对比活度——表示标记前身物转化为产物的速 率或者标记前身物的利用率，又称参入率。
相对比活度 = 产物比活度 / 前身物比活度 * 100%
三、参入实验类型
整体参入实验
多采用动物实验，有利于观察某物质在体内转 化的全貌，某些酶系统作用的研究有时只能在整体 中进行。有时由于体内代谢过程比较复杂，受到循 环交换和代谢旁路等因素的影响，不易了解转变过 程的细节。
1、早期妊娠的诊断。 2、在宫外孕时，在子宫出血后3天仍可阳性，可用HCG与其它急腹症 鉴别，但其只有60%左右的阳性率。 3、不完全流产时HCG仍可为阳性，完全流产或死胎时则由慢性转阴。 4、用于产后或人流术后的情况的判断。如在一定时间内未恢复则应 考虑异常可能。 5、葡萄胎和恶 性葡萄胎，绒毛膜上皮癌及睾丸畸胎癌等显著增高。 6、应用于肿瘤术后观察。 7、其它一些如内分泌疾病、如脑垂体疾病、甲亢、卵巢肿瘤、子宫 癌、胃癌、肝癌等也可升高。
乳腺癌放射性核素示踪
乳腺癌放射性核素示踪乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，也是导致女性死亡的主要原因之一。
乳腺癌的早期诊断对于患者的治疗和生存率具有重要意义。
近年来，放射性核素示踪技术在乳腺癌的早期筛查、诊断和治疗中发挥了重要作用。
本文将对乳腺癌放射性核素示踪技术的原理、应用以及未来发展进行探讨。
一、乳腺癌放射性核素示踪技术的原理乳腺癌放射性核素示踪技术是利用放射性核素在体内发出的γ射线进行显影和示踪，通过其在乳腺组织中的分布情况，帮助医生确定乳腺肿瘤的位置、大小和周围组织的情况，从而进行精确的诊断和治疗。
目前常用的核素示踪技术有单光子发射计算机断层成像（SPECT）和正电子发射断层成像（PET）两种。
SPECT技术通过测量核素放射性衰变和探测器的接收情况，生成三维影像，能够观察到乳腺肿瘤的代谢活性和血液灌注情况。
PET技术则利用正电子放射性核素与电子湮灭相互作用产生的两个γ射线，通过探测器接收并计算两个γ射线的能量和时间差，重建出具有空间分辨能力的高分辨率图像。
二、乳腺癌放射性核素示踪技术的应用乳腺癌放射性核素示踪技术在乳腺癌的早期筛查、肿瘤诊断、淋巴结转移检测以及治疗效果的评估等方面起到了重要作用。
1. 早期筛查：放射性核素示踪技术可以帮助医生发现乳腺癌的早期病变，对于没有明显症状的患者进行早期筛查具有重要意义。
通过注射放射性核素，检测乳腺组织中的代谢活性，可以及早发现潜在的恶性肿瘤。
2. 肿瘤诊断：放射性核素示踪技术可以精确测量乳腺肿瘤的大小、形状和代谢活性，帮助医生进行准确的诊断。
与传统的X线摄影相比，核素示踪技术对于小肿瘤的诊断更加敏感，能够提高乳腺癌的检出率。
3. 淋巴结转移检测：乳腺癌的淋巴结转移是判断肿瘤恶性程度和预后的重要指标。
放射性核素示踪技术可以用于检测乳腺癌的淋巴结转移情况，指导手术治疗方案的选择。
4. 治疗效果评估：放射性核素示踪技术可以在治疗前后对肿瘤进行评估，观察疗效。
通过检测肿瘤的代谢活性和血液供应情况，可以判断治疗是否有效，并及时调整治疗方案。
放射性核素示踪技术的应用-研究生
核素动力学分析（+动力学分析） 体外放射分析（+结合反应） 放射自显影（+摄影技术） 分子核医学（+分子生物学） 核素显像（+显像技术+计算机技术） 核素治疗学（+药物动力学）
解：
• C1= 3×106cpm/ml V1=1ml • C2=500cpm/ml 求V2？
C2（V1+V2）=C1V1 因C2>>C1，则：C2V2=C1V1
3×106×1=500×V2 V2=3×106/500=6000ml
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（二）反稀释法（reverse dilution method）
• 用已知量的非标记物测定样品中标记物含量的稀 释方法。
A PET scan can be an effective tool to diagnose Parkinson’s disease
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Radiopharmaceutical
Radiotherapy Principle
Normal Abnormal 10
第二节 放射性核素稀释法
Radionuclide dilution technique
稳定性好、比活度高、无毒、不发生非代谢性交 换反应、与待测物化学性质和生物学性质相同
准确稀释和充分混匀 分离纯化和测定样品的方法要可靠
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核素稀释法的优点
最大优点：不需待测物质定量回收。 尤其是以下情况
（1）未知物质无法定量分离； （2）需要快速分析； （3）需分离的物质浓度很低； （4）测量整体分布容积。
观察其在动、植物体内的分布；
第五章、放射性核素示踪技术PPT课件
2、选择合适的测量方法：通常根据选用的 核素发射的射线种类确定用何种方法测量。 如固体闪烁测量，液体闪烁测量、放射自 显影等方法。双标记要用双标记方法测量。 3、示踪剂量的估算
示踪剂量的估算不能用简单的公式来 估算，应该综合考虑。 ①稀释作用：放射性核素标记化合物进入 机体后，一般要求放射性活度在整个实验 过程中，经稀释后所制得的放射性样品不 能低于本底计数。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
6、数据处理：放射性示踪实验结果可根 据不同目的选用不同参数表示，概括为以 下几种。
①整个脏器的总放射性活度：主要用于 研究物质分布的实验以反映各脏器的相对 分布量。 ②放射性含量：dpm/mg组织或ml体液、 dpm/mg蛋白或DNA等。用以反映不同组 织浓集某种物质的能力。 ③比活度：dpm/mmol或mg化合物。主要 用于研究内源性物质的动态分布或代谢。
一、基本原理
放射性核素示踪实验的原理基于两 个方面：
①相同性，即放射性核素及其标记 化合物和相应的非标记化合物具有相同 的化学及生物学性质，在生物体内的变 化相同；
②可测量性，即放射性核素能发出 各种不同的射线，可被放射性探测仪器 所测定或被感光材料所记录。
二、主要特点
1.灵敏度高：灵敏度可达10-14～10-18 g 水平，因而对研究体内或体外实验系统内 的微量物质具有特别重要的价值。
第五章 放射性核素示踪技术
影像核医学课件 放射性示踪技术)
四、与其他显像技术比较
显像原理建立在器官组织血流、功能和代谢变 化的基础上。其特点：
1、可同时提供靶器官、组织及病变部位的功 能和结构变化图像，有助于疾病的早期诊断。
2、用于定量分析。 3、具有较高的特异性。 4、安全、无创、符合生理要求。
不足之处：
①、对组织结构的解剖学分辩率不及其 他影像学方法。
1、与被示踪物具有同一性： 在化学行为和生物学行为上有高度同一
性，在生物体内所发生的生理、生化、 免疫学反应、代谢和生物学过程也都是 相同的。
2、与被示踪物具有可区别性 ：
由于放射性核素的原子核不断衰 变，发出射线，易于用放射性探 测仪器所测定。因而可以对标记 的物质进行定性、定量及定位的 研究。
第二章 放射性核素示踪技术
第一节 放射性核素示踪技术 的原理及特点
一、基本原理：
就是利用放射性核素及其标记物来追踪 生物医学体系中活性物质的运动规律。
（以放射性核素或其标记化合物作为示 踪剂，应用射线探测仪器和方法来检测 它的行踪，是研究示踪剂在生物体系或 外界环境中运动规律的核技术）
两个重要特征：
1、加样 2、孵育 3、分离结合与游离部分 4、测量 5、数据处理 6、质量控制
二、免疫放射分析法（IRMA）
1、基本原理： 1968年Miles和Hales提出：过量的125I标
记抗体与非标记抗原形成复合物，除去 多余的游离抗体，复合物的放射性与非 标记抗原（待测）的量呈正相关。
（一）对图像显像条件的认识
1.不同的显像条件得到的图像其代表的 意义完全不同。
2.严格的显像条件和正确的方法（采集 与处理）是获得高质量图像的保证。
3.不符合质量标准的图像影响结果的准 确性。