放射性核素示蹤技術(shù)與臟器顯像

1、第5章 放射性核素示蹤技術(shù)與臟器顯像臨床醫(yī)學(xué)八年制核醫(yī)學(xué)教學(xué)幻燈 所謂示蹤（所謂示蹤（tracing），就是顯示特定物質(zhì)的行蹤。），就是顯示特定物質(zhì)的行蹤。在難以用直接檢測(cè)的方法觀察生物活性分子在生物體系在難以用直接檢測(cè)的方法觀察生物活性分子在生物體系中的動(dòng)態(tài)變化時(shí)，通常需要在生物活性分子上引入示蹤中的動(dòng)態(tài)變化時(shí)，通常需要在生物活性分子上引入示蹤劑，通過(guò)對(duì)示蹤劑的檢測(cè)，間接反映生物活性分子的代劑，通過(guò)對(duì)示蹤劑的檢測(cè)，間接反映生物活性分子的代謝規(guī)律，這就是示蹤技術(shù)。謝規(guī)律，這就是示蹤技術(shù)。示蹤劑（示蹤劑（tracer）是為觀察、研究和測(cè)量某物質(zhì)在）是為觀察、研究和測(cè)量某物質(zhì)在指定過(guò)程中的行為或性

2、質(zhì)而加入的一種標(biāo)記物。常見(jiàn)的指定過(guò)程中的行為或性質(zhì)而加入的一種標(biāo)記物。常見(jiàn)的示蹤劑有放射性核素示蹤劑、穩(wěn)定性核素示蹤劑、酶標(biāo)示蹤劑有放射性核素示蹤劑、穩(wěn)定性核素示蹤劑、酶標(biāo)示蹤劑、熒光標(biāo)記示蹤劑、自旋標(biāo)記示蹤劑等。示蹤劑、熒光標(biāo)記示蹤劑、自旋標(biāo)記示蹤劑等。 of radionuclide tracing technique 放射性核素示蹤技術(shù)放射性核素示蹤技術(shù)（radionuclide tracing technique）是是以放射性核素或其標(biāo)記化合物為示蹤劑，應(yīng)用射線探測(cè)以放射性核素或其標(biāo)記化合物為示蹤劑，應(yīng)用射線探測(cè)方法來(lái)檢測(cè)它的行蹤，以研究示蹤劑在生物體系或外界方法來(lái)檢測(cè)它的行蹤，以研究

3、示蹤劑在生物體系或外界環(huán)境中的客觀存在及其變化規(guī)律的一類核醫(yī)學(xué)技術(shù)。環(huán)境中的客觀存在及其變化規(guī)律的一類核醫(yī)學(xué)技術(shù)。 放射性核素示蹤技術(shù)是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中最重要的和最放射性核素示蹤技術(shù)是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中最重要的和最基本的核技術(shù)，同時(shí)又是放射性核素在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中基本的核技術(shù)，同時(shí)又是放射性核素在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中應(yīng)用的方法學(xué)基礎(chǔ)。應(yīng)用的方法學(xué)基礎(chǔ)。放射性核素示蹤技術(shù)在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)、石油、化工、冶金等領(lǐng)域放射性核素示蹤技術(shù)在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)、石油、化工、冶金等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。也有廣泛應(yīng)用。 of radionuclide tracing technique - The father of experimental

4、nuclear medicinelGeorge de Hevesy，匈牙利化匈牙利化學(xué)家學(xué)家，同位素示蹤技術(shù)同位素示蹤技術(shù)的創(chuàng)立的創(chuàng)立者者l首先用天然放射性鉛首先用天然放射性鉛(212Pb)研研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移（1923）l老鼠體內(nèi)磷代謝狀態(tài)研究，提老鼠體內(nèi)磷代謝狀態(tài)研究，提出骨骼的的形成是動(dòng)態(tài)而非靜出骨骼的的形成是動(dòng)態(tài)而非靜態(tài)的觀點(diǎn)（態(tài)的觀點(diǎn)（1935）1943年獲諾貝爾年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng) - The father of clinical nuclear medicinelHerrman L. Blumgart，美國(guó)美國(guó)Boston醫(yī)院醫(yī)院內(nèi)科

5、醫(yī)師內(nèi)科醫(yī)師l第一次第一次將將示蹤技術(shù)（放射性示蹤技術(shù)（放射性同位素鉍同位素鉍-214）應(yīng)用）應(yīng)用于人體于人體的的循環(huán)時(shí)間研究循環(huán)時(shí)間研究（1926）l進(jìn)行了多進(jìn)行了多項(xiàng)臨床研究，如肺項(xiàng)臨床研究，如肺循環(huán)時(shí)間測(cè)定、肺血流量測(cè)循環(huán)時(shí)間測(cè)定、肺血流量測(cè)定等定等l被譽(yù)為被譽(yù)為“臨床核醫(yī)學(xué)之父臨床核醫(yī)學(xué)之父” in the history of radionuclide tracing techniquel1952年，美國(guó)冷泉港年，美國(guó)冷泉港卡內(nèi)基遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室科卡內(nèi)基遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家學(xué)家Alfred Hershey和和Martha Chase使用使用35S和和32P雙標(biāo)記噬菌體感染雙標(biāo)記噬菌體感染實(shí)

6、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，證明證明DNA是遺傳是遺傳信息的載體信息的載體。1969年獲年獲諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) in the history of radionuclide tracing techniquelFrederick Sanger，英國(guó)英國(guó)生物化學(xué)家生物化學(xué)家l完成第一個(gè)蛋白質(zhì)的全序完成第一個(gè)蛋白質(zhì)的全序列分析（列分析（1955）1958年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)l將將放射性放射性示蹤示蹤技術(shù)技術(shù)引入引入RNA和和DNA的序列分析的序列分析，成功地成功地建立了建立了鏈末端終止鏈末端終止法法，完成了人線粒體完成了人線粒體DNA全全序列序列分析（分析（1978）1980年獲諾貝

7、爾化學(xué)獎(jiǎng)年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) of radionuclide tracing technique 根據(jù)研究的需要，選擇適當(dāng)?shù)姆派湫院怂貥?biāo)記到待根據(jù)研究的需要，選擇適當(dāng)?shù)姆派湫院怂貥?biāo)記到待研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上，將其引入生物機(jī)體或生物體系研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上，將其引入生物機(jī)體或生物體系之后，標(biāo)記物將參與代謝及轉(zhuǎn)化過(guò)程。之后，標(biāo)記物將參與代謝及轉(zhuǎn)化過(guò)程。由于放射性核素標(biāo)記化合物與被研究的非標(biāo)記化合由于放射性核素標(biāo)記化合物與被研究的非標(biāo)記化合物具有物具有相同的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)行為相同的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)行為，通過(guò)檢測(cè)標(biāo)記物，通過(guò)檢測(cè)標(biāo)記物發(fā)出的發(fā)出的核射線核射線，并且對(duì)所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，可間，并且對(duì)所

8、獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，可間接了解被研究物質(zhì)在生物機(jī)體或生物體系中的動(dòng)態(tài)變化接了解被研究物質(zhì)在生物機(jī)體或生物體系中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，從而得到定性、定量及定位結(jié)果，結(jié)合研究目的規(guī)律，從而得到定性、定量及定位結(jié)果，結(jié)合研究目的做出客觀評(píng)價(jià)。做出客觀評(píng)價(jià)。 of radionuclide tracing technique 1. 標(biāo)記物與非標(biāo)記物的同一性標(biāo)記物與非標(biāo)記物的同一性 放射性核素及其標(biāo)記化合物和相應(yīng)的非標(biāo)記化合物放射性核素及其標(biāo)記化合物和相應(yīng)的非標(biāo)記化合物具有相同的化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)。具有相同的化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)。 125I-MIBG of radionuclide tracing techniq

9、ue用放射性同位素制備示蹤劑是最理想的方法用放射性同位素制備示蹤劑是最理想的方法 實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)中常用的放射性核素有實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)中常用的放射性核素有3H，14C等，臨等，臨床核醫(yī)學(xué)中常用的有床核醫(yī)學(xué)中常用的有131I，59Fe等，等，PET常用的有常用的有11C，13N，15O等。等。最常用的是核素化學(xué)合成法和絡(luò)合物形成法最常用的是核素化學(xué)合成法和絡(luò)合物形成法 常用放射性核素有常用放射性核素有131I、125I、99mTc、111In、18F、188Re 等。等。 of radionuclide tracing techniqueDTPA雙金屬螯合物雙金屬螯合物酪氨酸的碘標(biāo)記酪氨酸的碘標(biāo)記 of r

10、adionuclide tracing technique2. 放射性核素的可測(cè)量性放射性核素的可測(cè)量性 放射性核素及其標(biāo)放射性核素及其標(biāo) 記化合物可發(fā)出各種不記化合物可發(fā)出各種不 同的射線，且能夠被放同的射線，且能夠被放 射性探測(cè)儀器所測(cè)定或射性探測(cè)儀器所測(cè)定或 被感光材料所記錄，從被感光材料所記錄，從 而進(jìn)行精確的定性、定而進(jìn)行精確的定性、定 量及定位測(cè)量和研究。量及定位測(cè)量和研究。 of radionuclide tracing techniqueAction: 放射性核素示蹤劑在體內(nèi)的生物學(xué)行為主要取決于放射性核素示蹤劑在體內(nèi)的生物學(xué)行為主要取決于被標(biāo)記物，而其放射性核素只是在示蹤劑的

11、代謝轉(zhuǎn)化過(guò)被標(biāo)記物，而其放射性核素只是在示蹤劑的代謝轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)出射線，起到示蹤的作用。相同的核素標(biāo)記在不程中發(fā)出射線，起到示蹤的作用。相同的核素標(biāo)記在不同的化合物上，表現(xiàn)出來(lái)的體內(nèi)代謝過(guò)程和生物學(xué)行為同的化合物上，表現(xiàn)出來(lái)的體內(nèi)代謝過(guò)程和生物學(xué)行為可完全不同，而不同的核素標(biāo)記在相同的化合物上，其可完全不同，而不同的核素標(biāo)記在相同的化合物上，其生物學(xué)行為不會(huì)發(fā)生改變。生物學(xué)行為不會(huì)發(fā)生改變。 99mTcO4、99mTc-ECD、99mTc-MIBI 99mTc-DMSA、113mIn-DMSA of radionuclide tracing technique體內(nèi)（體內(nèi)（in vivo）物質(zhì)吸

12、收、分布及排泄物質(zhì)吸收、分布及排泄 放射性核素稀釋法放射性核素稀釋法 放射自顯影技術(shù)放射自顯影技術(shù) 放射性核素功能測(cè)定放射性核素功能測(cè)定 放射性核素顯像技術(shù)放射性核素顯像技術(shù) radionuclide tracing technique 體外（體外（in vitro）物質(zhì)代謝與轉(zhuǎn)化的示蹤物質(zhì)代謝與轉(zhuǎn)化的示蹤細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析 活化分析活化分析 體外放射分析體外放射分析 1. In vivo tracing technique 體內(nèi)示蹤技術(shù)又稱在體示蹤技術(shù)，它是以完整的生體內(nèi)示蹤技術(shù)又稱在體示蹤技術(shù)，它是以完整的生物機(jī)體作為研究主體，用于研究被標(biāo)記的化學(xué)分子在生物機(jī)體作為研究主體，用于

13、研究被標(biāo)記的化學(xué)分子在生物系統(tǒng)中的吸收、分布、代謝及排泄過(guò)等體內(nèi)過(guò)程的定物系統(tǒng)中的吸收、分布、代謝及排泄過(guò)等體內(nèi)過(guò)程的定性、定量及定位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。性、定量及定位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。體內(nèi)示蹤技術(shù)都是建立在動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)之上。體內(nèi)示蹤技術(shù)都是建立在動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)之上。 of radionuclide tracing technique物質(zhì)吸收、分布及排泄的示蹤研究物質(zhì)吸收、分布及排泄的示蹤研究 各種物質(zhì)（包括生理性物質(zhì)和藥物等）進(jìn)入體內(nèi)后，各種物質(zhì)（包括生理性物質(zhì)和藥物等）進(jìn)入體內(nèi)后，一般都要經(jīng)過(guò)消化、吸收、分布、轉(zhuǎn)化以及排泄等過(guò)程。一般都要經(jīng)過(guò)消化、吸收、分布、轉(zhuǎn)化以及排泄等過(guò)程。放射性核素示蹤

14、技術(shù)對(duì)了解物質(zhì)在活體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)放射性核素示蹤技術(shù)對(duì)了解物質(zhì)在活體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、各種因素對(duì)物質(zhì)體內(nèi)代謝過(guò)程的影響，以及在疾病律、各種因素對(duì)物質(zhì)體內(nèi)代謝過(guò)程的影響，以及在疾病狀態(tài)下的異常改變等，均可提供最有效的方法和手段。狀態(tài)下的異常改變等，均可提供最有效的方法和手段。 物質(zhì)的吸收、分布和排泄示蹤研究常用于藥物的藥物質(zhì)的吸收、分布和排泄示蹤研究常用于藥物的藥理學(xué)、藥效學(xué)和毒理學(xué)研究，對(duì)藥物的篩選、給藥途徑理學(xué)、藥效學(xué)和毒理學(xué)研究，對(duì)藥物的篩選、給藥途徑和劑型選擇等方面都具有重要的價(jià)值。和劑型選擇等方面都具有重要的價(jià)值。 of radionuclide tracing technique應(yīng)用

15、舉例：應(yīng)用舉例：Schilling試驗(yàn)（試驗(yàn)（Vit B12吸收試驗(yàn)）吸收試驗(yàn)）原理：原理：正常情況在內(nèi)因子的參與下，正常情況在內(nèi)因子的參與下，Vit B12被回腸吸收，并被轉(zhuǎn)運(yùn)貯被回腸吸收，并被轉(zhuǎn)運(yùn)貯存于肝臟等組織內(nèi)進(jìn)行緩慢代謝。如果腸外給予大劑量的存于肝臟等組織內(nèi)進(jìn)行緩慢代謝。如果腸外給予大劑量的Vit B12造造成體內(nèi)的貯存量飽和，則過(guò)剩的成體內(nèi)的貯存量飽和，則過(guò)剩的Vit B12將由小便排出。將由小便排出。方法：方法：受檢者禁食受檢者禁食12h后，口服后，口服57Co-Vit B12 （0.5Ci /1g），），2 6h后后肌肉注射非放射性肌肉注射非放射性Vit B12 1mg以飽和血

16、漿的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。分別收集以飽和血漿的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。分別收集0 24h和和24 48h的全部小便，計(jì)算的全部小便，計(jì)算24h尿內(nèi)尿內(nèi)57Co-Vit B12百分?jǐn)?shù)。百分?jǐn)?shù)。結(jié)果判斷：結(jié)果判斷：10%為正常；為正常；5%提示吸收異常。提示吸收異常。 of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：分布試驗(yàn)（顯像法）分布試驗(yàn)（顯像法） of radionuclide tracing technique荷荷A549肺癌裸鼠的肺癌裸鼠的99mTc-HYNIC-TOCA顯像顯像顯像時(shí)間及腫瘤顯像時(shí)間及腫瘤/對(duì)側(cè)（對(duì)側(cè)（T/C）放射性比值）放射性比值30minT/C=3.56

17、60minT/C=3.96120minT/C=6.08240minT/C=6.96360minT/C=4.40480minT/C=2.89放射性核素稀釋法放射性核素稀釋法 根據(jù)化學(xué)物質(zhì)在稀釋前后質(zhì)量相等的原理，利用已根據(jù)化學(xué)物質(zhì)在稀釋前后質(zhì)量相等的原理，利用已知比放射性（或放射濃度）和重量（或容量）的放射性知比放射性（或放射濃度）和重量（或容量）的放射性示蹤劑，加到一個(gè)未知重量或容量的同質(zhì)體系中，放射示蹤劑，加到一個(gè)未知重量或容量的同質(zhì)體系中，放射性示蹤劑將被稀釋，其比放射性或放射性濃度下降的程性示蹤劑將被稀釋，其比放射性或放射性濃度下降的程度與其被稀釋的程度相關(guān)。度與其被稀釋的程度相關(guān)。 放

18、射性核素稀釋法比一般化學(xué)分析方法簡(jiǎn)單，靈放射性核素稀釋法比一般化學(xué)分析方法簡(jiǎn)單，靈敏度高，廣泛地用于研究人體各種成分的重量或容量，敏度高，廣泛地用于研究人體各種成分的重量或容量，如測(cè)定身體總水量、全身血容量、細(xì)胞外液量、可交換如測(cè)定身體總水量、全身血容量、細(xì)胞外液量、可交換鈉量和可交換鉀量等。鈉量和可交換鉀量等。 of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：紅細(xì)胞容量測(cè)定紅細(xì)胞容量測(cè)定原理：原理：六價(jià)六價(jià)51Cr能穿透紅細(xì)胞膜，與血紅蛋白的珠蛋白相結(jié)合，成為能穿透紅細(xì)胞膜，與血紅蛋白的珠蛋白相結(jié)合，成為51Cr-RBC，靜脈注射后，靜脈注射后10 15

19、min內(nèi)即可與循環(huán)血液完全混勻。內(nèi)即可與循環(huán)血液完全混勻。 S1 m1 = S2 （m1 + m2）方法：方法：將標(biāo)準(zhǔn)樣品和血樣品制備后進(jìn)行放射性測(cè)量，并按以下公式計(jì)將標(biāo)準(zhǔn)樣品和血樣品制備后進(jìn)行放射性測(cè)量，并按以下公式計(jì)算紅細(xì)胞容量：算紅細(xì)胞容量： of radionuclide tracing technique放射自顯影技術(shù)（放射自顯影技術(shù)（autoradiography，ARG）是根據(jù)放射性核素的示蹤原理和射線能使感光材料是根據(jù)放射性核素的示蹤原理和射線能使感光材料感光的特性，借助光學(xué)攝影術(shù)來(lái)檢查及記錄被研究樣品感光的特性，借助光學(xué)攝影術(shù)來(lái)檢查及記錄被研究樣品中放射性示蹤劑分布狀態(tài)的一種

20、核技術(shù)。中放射性示蹤劑分布狀態(tài)的一種核技術(shù)。 根據(jù)觀察范圍和分辨率不同，可分為三類：根據(jù)觀察范圍和分辨率不同，可分為三類： 宏觀自顯影（宏觀自顯影（macroscopic ARG） 光鏡自顯影（光鏡自顯影（light microscopic ARG） 電鏡自顯影（電鏡自顯影（electron microscopic ARG） of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：宏觀自顯影（宏觀自顯影（macroscopic ARG） of radionuclide tracing technique孕鼠靜脈注射孕鼠靜脈注射58Co-Vit B12后后4h的整體

21、縱切片，顯示除某些臟器外，胎的整體縱切片，顯示除某些臟器外，胎鼠也有放射性聚集。鼠也有放射性聚集。應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：光鏡自顯影（光鏡自顯影（light microscopic ARG） of radionuclide tracing technique 小鼠腹腔液推小鼠腹腔液推片，油鏡下可見(jiàn)片，油鏡下可見(jiàn)巨噬細(xì)胞有大量巨噬細(xì)胞有大量15天前注射的天前注射的3H標(biāo)記抗原，標(biāo)記抗原，其他三個(gè)核是嗜其他三個(gè)核是嗜酸性細(xì)胞的核，酸性細(xì)胞的核，顯示有明顯化學(xué)顯示有明顯化學(xué)趨化現(xiàn)象。趨化現(xiàn)象。應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：電鏡自顯影（電鏡自顯影（electron microscopic ARG） of radio

22、nuclide tracing technique大鼠淋巴結(jié)在大鼠淋巴結(jié)在3H-放線菌素中放線菌素中浸泡浸泡1h后制成后制成超薄切片，顯示超薄切片，顯示銀顆粒都在細(xì)胞銀顆粒都在細(xì)胞核上。核上。6600 of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：棉酚的研究棉酚的研究棉酚是我國(guó)棉酚是我國(guó)1960s年代研制的世界上第一個(gè)男性避孕藥物，放年代研制的世界上第一個(gè)男性避孕藥物，放射自顯影技術(shù)為棉酚的藥理研究提供了直接的幫助。射自顯影技術(shù)為棉酚的藥理研究提供了直接的幫助。用用14C-賴氨酸、亮氨酸和精氨酸大鼠睪丸放射自顯影證實(shí)，精賴氨酸、亮氨酸和精氨酸大鼠睪丸放射

23、自顯影證實(shí)，精子細(xì)胞和精母細(xì)胞是最早出現(xiàn)損傷和破壞最嚴(yán)重的棉酚敏感靶細(xì)胞，子細(xì)胞和精母細(xì)胞是最早出現(xiàn)損傷和破壞最嚴(yán)重的棉酚敏感靶細(xì)胞，而精原細(xì)胞則為較不敏感的生精細(xì)胞。而精原細(xì)胞則為較不敏感的生精細(xì)胞。14C-棉酚全身放射自顯影證棉酚全身放射自顯影證實(shí)，棉酚在體內(nèi)是通過(guò)肝實(shí)，棉酚在體內(nèi)是通過(guò)肝-膽膽-糞的代謝排泄途徑降解。糞的代謝排泄途徑降解。 精子線粒體精子線粒體對(duì)對(duì)14C-棉酚有很高的親和力，定位于線粒體內(nèi)外膜及嵴突中的呼吸棉酚有很高的親和力，定位于線粒體內(nèi)外膜及嵴突中的呼吸鏈酶系、氧化磷酸化和能源轉(zhuǎn)化酶系。鏈酶系、氧化磷酸化和能源轉(zhuǎn)化酶系。放射性核素功能測(cè)定放射性核素功能測(cè)定 是指機(jī)體的

24、臟器或組織的某一功能狀態(tài)，通過(guò)動(dòng)態(tài)是指機(jī)體的臟器或組織的某一功能狀態(tài)，通過(guò)動(dòng)態(tài)觀察后，能給出定量結(jié)果，為醫(yī)學(xué)研究及臨床診斷提供觀察后，能給出定量結(jié)果，為醫(yī)學(xué)研究及臨床診斷提供功能評(píng)價(jià)的放射性核素示蹤技術(shù)。功能評(píng)價(jià)的放射性核素示蹤技術(shù)。 放射性藥物引入機(jī)體后，動(dòng)態(tài)地分布于有關(guān)臟器和放射性藥物引入機(jī)體后，動(dòng)態(tài)地分布于有關(guān)臟器和組織，通過(guò)檢測(cè)儀器可觀察其在有關(guān)臟器中的特征性消組織，通過(guò)檢測(cè)儀器可觀察其在有關(guān)臟器中的特征性消長(zhǎng)過(guò)程，表現(xiàn)為一定的曲線形式，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型長(zhǎng)過(guò)程，表現(xiàn)為一定的曲線形式，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型對(duì)曲線進(jìn)行定性及定量分析，就可得到反映該臟器某一對(duì)曲線進(jìn)行定性及定量分析，就可得到反

25、映該臟器某一功能狀態(tài)的結(jié)果并判斷功能異常的性質(zhì)、程度。功能狀態(tài)的結(jié)果并判斷功能異常的性質(zhì)、程度。 of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：腎功能測(cè)定腎功能測(cè)定原理：原理：靜脈注射由腎小球?yàn)V過(guò)或腎小管上皮細(xì)胞分泌而不被再吸收的靜脈注射由腎小球?yàn)V過(guò)或腎小管上皮細(xì)胞分泌而不被再吸收的放射性示蹤劑，在體外以放射性探測(cè)器連續(xù)記錄其濾過(guò)、分泌和排放射性示蹤劑，在體外以放射性探測(cè)器連續(xù)記錄其濾過(guò)、分泌和排泄的過(guò)程，可用以了解兩側(cè)腎臟功能狀態(tài)和上尿路排泄情況，所記泄的過(guò)程，可用以了解兩側(cè)腎臟功能狀態(tài)和上尿路排泄情況，所記錄的時(shí)間錄的時(shí)間-放射性曲線稱為腎圖。放射性

26、曲線稱為腎圖。 of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：甲狀腺吸甲狀腺吸131碘功能測(cè)定碘功能測(cè)定原理：原理：甲狀腺具有選擇性攝取和濃聚碘的功能，其攝取速度和數(shù)量以甲狀腺具有選擇性攝取和濃聚碘的功能，其攝取速度和數(shù)量以及碘在甲狀腺的停留時(shí)間，取決于甲狀腺的功能狀態(tài)。及碘在甲狀腺的停留時(shí)間，取決于甲狀腺的功能狀態(tài)。 of radionuclide tracing technique放射性核素顯像技術(shù)放射性核素顯像技術(shù) 是利用放射性核素或其標(biāo)記化合物在體內(nèi)代謝分布是利用放射性核素或其標(biāo)記化合物在體內(nèi)代謝分布的特殊規(guī)律，在體外獲得臟器和組織功能結(jié)構(gòu)影像的

27、一的特殊規(guī)律，在體外獲得臟器和組織功能結(jié)構(gòu)影像的一種核技術(shù)。種核技術(shù)。 在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)成像或在一定時(shí)間范圍內(nèi)多次間斷在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)成像或在一定時(shí)間范圍內(nèi)多次間斷成像，可對(duì)臟器的功能和形態(tài)同時(shí)進(jìn)行觀察，不僅可以成像，可對(duì)臟器的功能和形態(tài)同時(shí)進(jìn)行觀察，不僅可以顯示出臟器和組織的形態(tài)、位置、大小和結(jié)構(gòu)變化，而顯示出臟器和組織的形態(tài)、位置、大小和結(jié)構(gòu)變化，而且可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯像和定量分析。且可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯像和定量分析。 of radionuclide tracing technique 2. In vitro tracing technique 體外示蹤技術(shù)又稱離體示蹤技術(shù)，以從整體分離出體外示蹤技術(shù)又

28、稱離體示蹤技術(shù)，以從整體分離出來(lái)的組織、細(xì)胞或體液等簡(jiǎn)單系統(tǒng)為研究對(duì)象，多用于來(lái)的組織、細(xì)胞或體液等簡(jiǎn)單系統(tǒng)為研究對(duì)象，多用于某些特定物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸等的轉(zhuǎn)化規(guī)律研究，細(xì)胞某些特定物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸等的轉(zhuǎn)化規(guī)律研究，細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析，活化分析以及超微量物質(zhì)的體外測(cè)定等。動(dòng)力學(xué)分析，活化分析以及超微量物質(zhì)的體外測(cè)定等。 of radionuclide tracing technique物質(zhì)代謝與轉(zhuǎn)化的示蹤研究物質(zhì)代謝與轉(zhuǎn)化的示蹤研究 闡明各種代謝物質(zhì)的前身物、中間代謝步驟和中間闡明各種代謝物質(zhì)的前身物、中間代謝步驟和中間代謝產(chǎn)物、最終產(chǎn)物之間的相互關(guān)系及其轉(zhuǎn)化條件，是代謝產(chǎn)物、最終產(chǎn)物之間的相互

29、關(guān)系及其轉(zhuǎn)化條件，是正確認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。放射性核素示蹤技術(shù)是正確認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。放射性核素示蹤技術(shù)是目前最常用最理想的方法之一。目前最常用最理想的方法之一。3H-TdR摻入摻入DNA作為淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的指標(biāo)觀察細(xì)胞免疫情況作為淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的指標(biāo)觀察細(xì)胞免疫情況 125I-UdR摻入摻入RNA，可作為腫瘤細(xì)胞增殖速度的指標(biāo)，可作為腫瘤細(xì)胞增殖速度的指標(biāo) 合成合成DNA的前身物：的前身物： 3H-胸腺嘧啶？胸腺嘧啶？ 3H-TdR？ of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：嘌呤結(jié)構(gòu)上個(gè)原子的來(lái)源嘌呤結(jié)構(gòu)上個(gè)原子的來(lái)源 of radionu

30、clide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：14C-甲酸轉(zhuǎn)變?yōu)榇吸S嘌呤的順序甲酸轉(zhuǎn)變?yōu)榇吸S嘌呤的順序 of radionuclide tracing technique甲酸甲酸 次黃嘌呤次黃嘌呤 次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸甲酸甲酸 次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸 次黃嘌呤次黃嘌呤細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析（細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析（cell kinetics analysis）細(xì)胞動(dòng)力學(xué)是研究各種增殖細(xì)胞群體的動(dòng)態(tài)量變過(guò)細(xì)胞動(dòng)力學(xué)是研究各種增殖細(xì)胞群體的動(dòng)態(tài)量變過(guò)程，包括增殖、分化、遷移和衰亡等過(guò)程的變化規(guī)律以程，包括增殖、分化、遷移和衰亡等過(guò)程的變化規(guī)律以及體內(nèi)外因素對(duì)它們的影響和調(diào)控。及體

31、內(nèi)外因素對(duì)它們的影響和調(diào)控。 細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究的范疇很廣，其中以細(xì)胞周期時(shí)間細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究的范疇很廣，其中以細(xì)胞周期時(shí)間測(cè)定最為常用，也最為重要，常用于腫瘤分化及增殖規(guī)測(cè)定最為常用，也最為重要，常用于腫瘤分化及增殖規(guī)律研究、腫瘤的同步化治療、造血細(xì)胞研究等方面。律研究、腫瘤的同步化治療、造血細(xì)胞研究等方面。 of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：細(xì)胞周期測(cè)定（細(xì)胞周期測(cè)定（1） of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：細(xì)胞周期測(cè)定（細(xì)胞周期測(cè)定（2） of radionuclide tracing te

32、chnique標(biāo)記有絲分裂百分?jǐn)?shù)法標(biāo)記有絲分裂百分?jǐn)?shù)法（PLM）原理示意圖）原理示意圖應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：細(xì)胞周期測(cè)定（細(xì)胞周期測(cè)定（3） of radionuclide tracing techniquePLM曲線及細(xì)胞周期各時(shí)相計(jì)曲線及細(xì)胞周期各時(shí)相計(jì)算示意圖算示意圖活化分析（活化分析（activation analysis）活化分析是一種核分析方法，它的基礎(chǔ)是核反應(yīng)。活化分析是一種核分析方法，它的基礎(chǔ)是核反應(yīng)?；罨治鍪峭ㄟ^(guò)使用適當(dāng)能量的射線或粒子照射待測(cè)樣活化分析是通過(guò)使用適當(dāng)能量的射線或粒子照射待測(cè)樣品，使待測(cè)樣品中某些穩(wěn)定的核素通過(guò)核反應(yīng)變成放射品，使待測(cè)樣品中某些穩(wěn)定的核素通過(guò)核

33、反應(yīng)變成放射性核素（性核素（活化活化），然后進(jìn)行放射性測(cè)量和能譜分析，獲），然后進(jìn)行放射性測(cè)量和能譜分析，獲得待測(cè)樣品中穩(wěn)定性核素的種類與含量（得待測(cè)樣品中穩(wěn)定性核素的種類與含量（分析分析）的超微）的超微量分析技術(shù)。量分析技術(shù)。 of radionuclide tracing technique of radionuclide tracing technique方法分類方法分類1.中子活化分析中子活化分析 中子根據(jù)能量的不同分為熱中子、快中子和超熱中子根據(jù)能量的不同分為熱中子、快中子和超熱能中子。核反應(yīng)主要類型是能中子。核反應(yīng)主要類型是(n，)、 (n，p)、(n，)及及(n，2n)等。等。2

34、.帶電粒子活化分析帶電粒子活化分析 常用的帶電粒子有質(zhì)子、氘核、氚核和常用的帶電粒子有質(zhì)子、氘核、氚核和粒粒子等，也有用重離子的。它們引起的核反應(yīng)包括子等，也有用重離子的。它們引起的核反應(yīng)包括(p，)、(p，n)、(p，)、(d，p)、(d，n)、(，n)等。等。3.光子活化分析光子活化分析 引起的核反應(yīng)包括引起的核反應(yīng)包括(，n)、(，p)、 (，)等。等。 of radionuclide tracing technique方法學(xué)特點(diǎn)方法學(xué)特點(diǎn)1.活化分析是各種痕量分析法中靈敏度最高的，精密度好、準(zhǔn)確的活化分析是各種痕量分析法中靈敏度最高的，精密度好、準(zhǔn)確的高、抗干擾能力強(qiáng)，可以區(qū)別同一元素

35、的各個(gè)同位素及其組成；高、抗干擾能力強(qiáng)，可以區(qū)別同一元素的各個(gè)同位素及其組成；2.可進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定，在同一份試樣中可同時(shí)測(cè)定可進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定，在同一份試樣中可同時(shí)測(cè)定3040種元種元素，最高可達(dá)素，最高可達(dá)56種元素，特別適合于生物醫(yī)學(xué)樣品中多種痕量元種元素，特別適合于生物醫(yī)學(xué)樣品中多種痕量元素的測(cè)定，以及合金元素的測(cè)定；素的測(cè)定，以及合金元素的測(cè)定；3.化學(xué)分離工作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在法醫(yī)學(xué)鑒定時(shí)可不破壞證物；化學(xué)分離工作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在法醫(yī)學(xué)鑒定時(shí)可不破壞證物；4.活化分析最主要的問(wèn)題就是所使用的活化源十分昂貴，需反應(yīng)堆活化分析最主要的問(wèn)題就是所使用的活化源十分昂貴，需反應(yīng)堆或加速器，

36、這極大地限制了它的應(yīng)用。此外，還有分析周期較長(zhǎng)、或加速器，這極大地限制了它的應(yīng)用。此外，還有分析周期較長(zhǎng)、不能測(cè)定元素的化學(xué)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)等不足之處。不能測(cè)定元素的化學(xué)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)等不足之處。一些重要的元素分析法的比較一些重要的元素分析法的比較 of radionuclide tracing technique of radionuclide tracing technique應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1.WHO和和IAEA（國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)）曾經(jīng)通過(guò)國(guó)際性大協(xié)作進(jìn)行心（國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)）曾經(jīng)通過(guò)國(guó)際性大協(xié)作進(jìn)行心血管疾病的病因?qū)W研究，其主要內(nèi)容就是應(yīng)用活化分析技術(shù)對(duì)心血管疾病的病因?qū)W研究，其主要內(nèi)容就是應(yīng)用活化

37、分析技術(shù)對(duì)心血管疾病有關(guān)的痕量元素進(jìn)行廣泛系統(tǒng)的調(diào)查研究；血管疾病有關(guān)的痕量元素進(jìn)行廣泛系統(tǒng)的調(diào)查研究；2.在環(huán)境保護(hù)方面，活化分析技術(shù)也被用于監(jiān)測(cè)大氣、水體、土壤、在環(huán)境保護(hù)方面，活化分析技術(shù)也被用于監(jiān)測(cè)大氣、水體、土壤、食品以及其他生態(tài)環(huán)境的金屬污染；食品以及其他生態(tài)環(huán)境的金屬污染；3.已有極多實(shí)例是利用活化分析法檢查血液、墨水、油漆、子彈頭已有極多實(shí)例是利用活化分析法檢查血液、墨水、油漆、子彈頭等犯罪證物后耳破案的報(bào)道。等犯罪證物后耳破案的報(bào)道。體外放射分析（體外放射分析（in vitro radioassay） 是指在體外條件下，以放射性核素標(biāo)記的抗原、抗是指在體外條件下，以放射性核素

38、標(biāo)記的抗原、抗體或受體的配體為示蹤劑，以結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)，以放射體或受體的配體為示蹤劑，以結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)，以放射性測(cè)量為定量方法，對(duì)微量物質(zhì)進(jìn)行定量分折的一類技性測(cè)量為定量方法，對(duì)微量物質(zhì)進(jìn)行定量分折的一類技術(shù)的總稱。術(shù)的總稱。 of radionuclide tracing technique 1. 放射免疫分析放射免疫分析 2. 免疫放射分析免疫放射分析 3. 受體放射分析受體放射分析 4. 放射受體分析放射受體分析體外放射體外放射分析分析 1靈敏度高靈敏度高 一般可達(dá)到一般可達(dá)到10-1410-18g水平水平 mg = 10-3，ug = 10-6，ng = 10-9，pg = 10-12

39、 2方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性好方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性好 簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)程序，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠程度簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)程序，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠程度 3合乎生理?xiàng)l件合乎生理?xiàng)l件 非破壞性實(shí)驗(yàn)非破壞性實(shí)驗(yàn), 反映的是被研究物質(zhì)在生理劑量和原有生理狀態(tài)下的代謝和變化反映的是被研究物質(zhì)在生理劑量和原有生理狀態(tài)下的代謝和變化 4定性、定量與定位研究相結(jié)合定性、定量與定位研究相結(jié)合 5與放射有關(guān)的特殊要求與放射有關(guān)的特殊要求 專用的實(shí)驗(yàn)條件專用的實(shí)驗(yàn)條件; 放射性生物效應(yīng)的防護(hù)措施放射性生物效應(yīng)的防護(hù)措施; 工作人員須經(jīng)專業(yè)訓(xùn)練工作人員須經(jīng)專業(yè)訓(xùn)練 of radionuclide tracing technique 放射性核素臟器和組織

40、顯像是根據(jù)放射性核素示蹤放射性核素臟器和組織顯像是根據(jù)放射性核素示蹤原理，利用放射性核素或其標(biāo)記化合物在體內(nèi)代謝分布原理，利用放射性核素或其標(biāo)記化合物在體內(nèi)代謝分布的特殊規(guī)律，從體外獲得臟器和組織功能結(jié)構(gòu)影像的一的特殊規(guī)律，從體外獲得臟器和組織功能結(jié)構(gòu)影像的一種核醫(yī)學(xué)技術(shù)。用于臟器、組織或病變顯像的放射性核種核醫(yī)學(xué)技術(shù)。用于臟器、組織或病變顯像的放射性核素或其標(biāo)記化合物稱為顯像劑（素或其標(biāo)記化合物稱為顯像劑（imaging agent）。）。 放射性核素顯像是建立在器官組織血流、代謝等功放射性核素顯像是建立在器官組織血流、代謝等功能變化的基礎(chǔ)之上，是一種能變化的基礎(chǔ)之上，是一種功能結(jié)構(gòu)影像功能

41、結(jié)構(gòu)影像。 of radionuclide imaging 1951年，第一臺(tái)年，第一臺(tái)掃描機(jī)（掃描機(jī)（Benedict Cassen） 1957年，第一臺(tái)年，第一臺(tái)照相機(jī)（照相機(jī)（Hal O. Anger） 1964年，年，99Mo99mTc發(fā)生器發(fā)生器 1975年，年，PET（M.M.Ter-Pogosiu） 1976年，年，SPECT（R.J. Jaszczak） 1998年，年，SPECT/CT（美國(guó)（美國(guó)GE公司）公司） 2000年，年，PET/CT（美國(guó)（美國(guó)CTI公司）公司） in the history of radionuclide imaging 不同的放射性藥物（顯像劑）

42、在體內(nèi)有其特殊的分不同的放射性藥物（顯像劑）在體內(nèi)有其特殊的分布和代謝規(guī)律，能夠選擇性聚集在特定臟器、組織或病布和代謝規(guī)律，能夠選擇性聚集在特定臟器、組織或病變部位，使其與鄰近組織之間的放射性分布形成一定程變部位，使其與鄰近組織之間的放射性分布形成一定程度濃度差，而顯像劑中的放射性核素可發(fā)射出具有一定度濃度差，而顯像劑中的放射性核素可發(fā)射出具有一定穿透力的穿透力的射線，可為放射性測(cè)量?jī)x器在體外探測(cè)、記射線，可為放射性測(cè)量?jī)x器在體外探測(cè)、記錄到這種放射性濃度差，從而在體外顯示出臟器、組織錄到這種放射性濃度差，從而在體外顯示出臟器、組織或病變部位的形態(tài)、位置、大小以及臟器功能變化?；虿∽儾课坏男螒B(tài)

43、、位置、大小以及臟器功能變化。 of radionuclide imaging of radionuclide imaging 1合成代謝合成代謝 131I，131I-6-IC ，18F-FDG 2細(xì)胞吞噬細(xì)胞吞噬 99mTc-SC，99mTc-DX 3循環(huán)通路循環(huán)通路 99mTc-DTPA，99mTc-RBC 4選擇性濃聚選擇性濃聚 99mTc-PYP ，99mTc-GH，99mTc-MIBI 5選擇性排泄選擇性排泄 99mTc-EC，99mTc-MAG3，99mTc- HIDA 6通透彌散通透彌散 133Xe，99mTcO4- 7離子交換和化學(xué)吸附離子交換和化學(xué)吸附 99mTc-MDP 8

44、特異性結(jié)合特異性結(jié)合 RII，RRI，antisense imaging of tracer in tissues and foci Static & dynamic imaging of radionuclide imaging (1)Static imaging Static & dynamic imaging of radionuclide imaging (1)Dynamic imaging Static & dynamic imaging of radionuclide imaging (1)多相顯像（多相顯像（multiphase imaging） Early artery perfusion imaging Blood pool imaging, 5minDelayed bone imaging, 3hr Static & dynamic imaging of radionuclide imaging (2)Regional imaging Whole body imaging Planar & tomographic imaging of radionuclide imaging (3)Tomographic imagingPlanar imagi