示踪技术及应用.课件

1、放射性示踪技术及应用the Technology of Radioactive Trace and its Application放射性示踪技术及应用the Technology of Radioactive Trace and its Application1 放射性示踪技术概述2 放射性示踪法在工业中的应用3 放射性示踪法在化学中的应用4 示踪在考古学的应用-年代测定技术5 放射性示踪法在生物学中的应用6 放射性示踪法在生物化学研究的应用7 放射示踪法在医学上的应用8 放射性标记化合物9 放射性示踪发展展望 1 放射性示踪技术概述定义 应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，

2、无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，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。1.1 放射性示踪技术基本性质 对于含有x个A类原子和y个A*原子的系统，变化进入Z或Z*状态，可表示为 S(xA,yA*)= Z(xA,yA*) 或= Z(x”A,y”A*)认为同种元素的各同位素的物理化学行为相同，而同位素效应可以忽略的情况下，则 x/x=y/y 或 x”/x=y”/y即非放射性原子和放射性原子将有同等的分数进入变化生成的中间物或最终产物之中。1.2 放射性示踪技术的分类 化学标记：放射性示踪核素处于被研究系统组分相同的化合物中，跟踪特定元素的运动，反应或代谢过

3、程，以得出关于该系统化学变化的信息。 物理标记：放射性示踪核素不是被追踪系统的基本部分，而是以某种方式附着在被研究的对象或介质上，它的辐射可以用某种方法被探测，但其化学性质表现并不重要。用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。将示踪原子与待研究物质完全混合。然后追踪示踪原子。比如，研究河流中泥沙迁移规律，山坡地上水土流失规律，管道中液体的输运过程等。将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。比如炼铁高炉炉衬烧损程度的监测等。1.3 放射性示踪技术的方式1.4 放射性示踪技术的特点灵敏度高可探测100Ci/g市售S=0.52Ci/g 对1mCi的放射性As,前一种样品的质量

4、0.01mg 后一种=20.5 mg放射性示踪剂的选择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 , 89Sr 中毒示踪剂的生物半衰期选择生物半衰期短的示踪剂，减少辐射剂量最常用的放射性示踪核素核素CAS登录号Chemical Abstract Service T1/2化活度（Bq/mMl）射线能量（Mev）衰变产物生物半衰期d14C14762-75-55.730y0.156,100%14N103H10028-17-812.3y0.018,100 %3He1235S15117-53-086.7d0.17,100 %35Cl9032P1

5、4596-37-314.3d1.7,100 %32S257125I14158-31-760.2d0.03,90 %125Te138许多标记化合物都是 14C和3H 为基础制取的.迄今,作为商品出售的放射性标记化合物已达1000多种,其中, 14C标记化合物约600多种, 3H约300多种, 125I和131I 标记有100多种.2 放射性示踪法在工业中的应用工业中流率测量常用方法：放射性示踪技术优点：测量准确度与速度分布无关。常用方法：通过时间法：用于流体体积已知的密封管道。连续稀释法：用于流体截面不精确，如敞开的沟渠。总计数法：稀释法的变更 2.1 133Xe(氙)-地下管道检漏2.2 管道

6、流率测定信号处理显示QV探测器探测器Q Ci CfSi Sf ZnS(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道流量研究 . 基本原理0 1 2 3 4小闪烁室 a小闪烁室 b可调容器 如图所示, 0点为钍射气220Rn释放点, 管道流量为Q, 小闪烁室的容积为Vc ，2点至3点之间(包含可调容器)的容积为Vk，220Rn的衰变常数为，则在稳定层流状态下，根据放射性衰变规律，各点的220Rn浓度为：220Rn在小闪烁室a和小闪烁室b的衰变率为：设小闪烁室的探测效率为， ThA(216Po )的半衰期(0.16秒)很短，可以认为220Rn连续发射2个粒子，则小闪烁室a和小闪烁室b测到的计数率为：Zn

7、S(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道流量研究小闪烁室a和小闪烁室b测到的计数率比值为：流经管道的气体流量Q为:ZnS(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道流量研究2 . 实验装置ZnS(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道流量研究3 . 实验结果有关参数：小闪烁室容积 ：Vc=64(ml), 即流率低于740ml/min时216Po和220Rn已经达到平衡;延迟体积：Vk=64 (ml); 小闪烁室的探测效率：a= b=100%, 220Rn的衰变常数：=1.32(min-1)；气体流率：Q与Q分别表示实际流率与测量流率值（ml/min）ZnS(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道

8、流量研究ZnS(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道流量研究测量流率Q与实际流率Q的比对曲线ZnS(Ag)小闪烁室 220Rn流气法测管道流量研究3 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：不发生化学反应，只在不同化学物质的同位素重新分配所引起的同位素分馏作用。常见的反应有： 12CO2+13CH4=13CO2+12CH4 13CO2+H12CO3-=12CO2+H13CO3 因同位素核质量的不同使原子或分子的能级发生变化，从而引起光谱谱线位移，因此可以进行分子结构的研究。 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

9、附分子寿命3.1 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 G. de Hevesy（1885-1966） 在卢瑟福实验室工作期间，因怀疑女房东总是把剩菜改头换面之后给他吃。于是，他在剩菜中放上微量的钍，然后在下一次的菜中检验是否有放射性，结果他都能准确地判断是剩菜还是新菜。 1943年荣获诺贝尔化学奖，获奖原因“使用同位素作为化学过程研究的示踪剂。 核医学的创立者。4 示踪在考古学的应用：年代测定技术基本原理公式 母核素P的衰变常数

10、为，初始时核数为N0，t时刻为Np，子核素的核数Nd，则有：母核子核母核半衰期（年）87Rb铷87Sr锶(4.0720.04)1010238U206Pb(4.4680.002)10940K40Ar+40Ca(1.2770.008)109235U208Pb(7.0380.005)10836Cl36Ar(3.000.02)10514C14N5730 403H3He12.28 0.003用于年代测量的天然放射性核素4.1 碳14测定技术 20世纪80年代末，全世界的基督徒都在奔走相告，原来，教会用高科技澄清了一个历史大悬案，这就是关于耶稣裹尸布的真伪鉴定，鉴定证明了那块使人崇敬了多年的裹尸布是假的，

11、它的原料纤维是13世纪才种出来的，而此时耶稣已被钉在十字架上1200多年了。这个轰动世界的年代鉴定是由碳14做出的。 利用碳的放射性同位素碳14的放射性测定生物体遗骸及其他地质样品的绝对年代的是W.F.利比于1947年创立,他也因此获得1960年的诺贝尔化学奖。基本原理：宇宙线的中子同大气中的氮-14反应，产生具有放射性的碳-14,其平均寿命826630年。由于产生和衰变之间的平衡，加上碳-14的平均寿命较长和大气、海洋等巨大的碳的交换贮存库的调剂,因此大气中的CO2的碳-14的放射性比活度基本保持为一不变的常数A0。生物体同大气进行气体交换，其体内的碳-14的放射性比活度也十分接近为A0 。

12、一旦生物体死亡,它同大气的交换停止,其碳-14的放射性比活度A就按指数规律减少 A = A0e-t/ 测量A和A0的值,就能定出生物体从死亡至今的绝对年代t。 碳-14测年法分为常规碳-14测年法和加速器质谱碳-14测年法两种。当时，Libby发明的就是常规碳-14测年法。 碳-14测定年代主要是采用低本底、低能量（碳-14的最大能量为0.156MeV）的测量技术。因为天然碳中的碳-14放射性比活度很低，A0为2.25102Bq/kg，而样品年代愈古老,A值愈低。目前常用的探测器有正比计数器和液体闪烁计数器。测量时采用屏蔽，宇宙线反符合环，假信号甄别等方法来降低探测器的本底。目前碳-14 方法

13、的最大可测年限约为三万年，测量精确度一般为一百年左右。 用加速器的超灵敏质谱仪直接测定样品中的碳-14原子数目，有可能将碳-14方法的最大可测年代增至近十万年。 加速器质谱碳-14测年法具有明显的独特优点。一是样品用量少，只需15毫克样品就可以了，如一小片织物、骨屑、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量；而常规碳-14测年法则需15克样品，相差3个数量级。二是灵敏度高，其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16；而常规碳-14测年法则与之相差57个数量级。三是测量时间短，测量现代碳若要达到1%的精度，只需1020分钟；而常规碳-14测年法却需1220小时。 碳-14测定年代方法的可靠

14、性已经被对已知年代的考古样品和生物样品(树木年轮)的测定所证实，并在考古学、人类学、地质学等领域中得到广泛的应用。可以说，对测定50000年以内的文物样品，加速器质谱碳-测年法是测定精度最高的一种。 例题： 台湾大坌坑文化考掘出土之碳素标本（约1960年出土），其碳14含量范围相对于正常大气含量，约为50%。t = (5730ln2)ln(100/50) = 5730（年）因此大坌坑文化年代约在5000年前。 对动择上亿年（地球年龄45亿年）的地质年代，利用半衰期仅5700年的碳-14断代是不可能的事情(why?)。幸好在矿石中，有其他的放射性物质可以利用：例如铀-238会衰变为铅206，其半

15、衰期为45亿年；云母或长石中的钾-40会衰变为氩40，其半衰期为13亿年等。 4.2 钾-氩法断代 利用矿物质中钾-40衰变成氩-40的原理来进行断代的技术。测定年代的范围在10万年以上。它是古人类学中常用的放射性断代方法之一。 钾在地壳中含量丰富,重量约占2.8。它有两个主要的非放射性同位素钾-39、钾-41,共占99.9%以上。另有一个放射性同位素钾-40，只占0.0118。钾-40有两种不同的衰变方式,约有9%放射一个电子,衰变成钙-40,91以捕获K层一个电子的方式衰变成氩-40。放射性形成的钙-40与原来岩石中的钙-40，无法加以区别，难以定量估计。因此只有钾-40衰变成氩-40容易

16、测定，可作为断代的根据。 氩是惰性气体。在火山岩形成时，由于高温， 岩石中不可能保留有气体。冷却后， 子体氩-40才逐渐在岩石中积累。 因此只要测出岩石中的钾-40和子体氩-40的含量，就可以定出该岩石形成的年代。 在实验上需要对来自空气中的氩-40污染作扣除校正。 钾 -氩法断代主要应用于地质学上测定火成岩的年代，因为钾-40的半衰期很长，约有13亿年,年轻样品累积的氩-40很少,不易测准，误差较大。 考古上的应用主要是确定年代久远的旧石器时代早期遗址和古人类的年代。如遗址或古人类化石被埋在火山灰中，或者遗址地层与火山岩层相关联能进行比较，则可利用此种火山岩作钾 -氩法测定，以定出古人类遗址

17、的绝对年代。例题 ：在蒙古发现翼手龙之化石，设同地质层中之长石内，钾与氩之比例为 92:8，请由此估算其年代。t = (1.277109ln2)ln(1+8 /92) = 1.5365 108(年)即 约一亿5365万年前，时当侏罗纪后期 5 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用于研究标记化合物在机体、组织和细胞中的分布、定位、排出

18、以及合成、更新、作用机理、作用部位等等。其原理是将放射性同位素（如14C和3H）标记的化合物导入生物体内，经过一段时间后，将标本制成切片或涂片，涂上卤化银乳胶，经一定时间的放射性曝光，组织中的放射性即可使乳胶感光。然后经过显影、定影处理显示还原的黑色银颗粒，即可得知标本中标记物的准确位置和数量，放射自显影的切片还可再用染料染色，这样便可在显微镜下对标记上放射性的化合物进行定位或相对定量测定。 5.1 放射自显影术 Radioautography卡尔文循环（光合碳循环）：用放射性示踪技术研究植物的光合作用过程，发现植物吸收CO2以及CO2被还原为碳水化合物并转化为葡萄糖。 由于每一次放射性衰变能

19、够指示出单个原子所处的位置，因此在各个化学反应的各个阶段，通过高灵敏度的探测器可以一直跟踪某种放射性核素的径迹，从而可以窥视用其他技术不能发现的反应机理和历程。 1961，卡尔文获得诺贝尔化学奖。获奖原因：研究光合作用的化学过程。C6H12O6 + 6H2O + 6O26CO2 + 12H2O光能叶绿体 光合作用的概念和公式5.2 放射性示踪法研究光合作用叶绿体与光合作用的过程项目光反应碳反应区别反应部位类囊体膜上叶绿体基质中与光关系光引起，光下进行光激活某些酶反应步骤光能吸收、转换水光解、放氧ATP生成与供能电子与H传递CO2固定C3酸还原C6糖合成C5糖再生主要产物O2、ATP、H葡萄糖、

20、氨基酸等反应实质光能电能化学能同化CO2形成储能有机物两者联系光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应继续完成储能过程光反应与暗反应的比较五年后1642年，赫尔蒙特(J.B. van Helmont)柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg水分是建造植物体的唯一原料 1771年，普里斯特利(Joseph Priestley) 绿色植物在光照下产生了氧气1、蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体？2、这个实验说明什么问题？1864年，萨克斯(Julius von Sachs)1、为什么对天竺葵先进行暗处理？ 2、为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 绿叶在光合作用中产生了淀粉 1880年，恩吉尔曼

21、(C.Engelmann)1、为什么选用水绵做为实验材料？2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？ 1930年，范尼特 (van Niet)CO2+12H2O C6H12O6+ 6H2O+CO2+12H2OC6H12O6+ 6H2O+ 6O212H2S6O212S紫硫细菌1941年，鲁本(S.Ruben) 2、同位素标记进行光合作用的实验，是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？还是两者兼而有之？ 考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？ 1、同位素标记法2、第二组

22、向同种绿色植物提供H218O和CO2 1、第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O C18O2+H2O CO2+H218O光照光照O2 18O2光合作用释放的O2全部来自于H2O用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验：CO2+2H2O* (CH2O)+H2O+O2* 光能叶绿体光合作用的反应式6 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6 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

23、踪量，不破坏体内生理过程的平衡3H（T1/2=12.3 y), 14C(T1/2=5730 y), 液体闪烁测量; 加速器质谱法（AMS）7 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：治疗甲亢、

24、甲状腺癌放射示踪法在医学上的应用常用的放射性药物201TlCl心肌显像剂异氰类：MIBI, TBI-99mTcTcN类， NOET焦磷酸类：Tc-P53硝基咪唑类脑显像剂18F-FDGHMPAO123I-多巴胺受体11C-螺旋哌啶酮肿瘤显像剂99mTc / 111In/ 186Re -McAb123I/ 99mTc -受体, Octra 肽直接标记，还原S-S键间接标记，双功能连接剂放射性药物99mTc （锝）生产便利，（99mTc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7.1

25、 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 7.2 放射免疫分析（RIA） Radio Immuno Assay 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10-910-12g7.2 放射免疫分析（RIA）物质代放谢的研究 体内存在

26、着很多种物质，究竟它们之间是如何转变的，如果在研究中应用适当的同位素标记物作示踪剂分析这些物质中同位素含量的变化，就可以知道它们之间相互转变的关系，还能分辩出谁是前身物，谁是产物 ，分析同位素示踪剂存在于物质分子的哪些原子上，可以进一步推断各种物质之间的转变机制。为了研究胆固醇的生物合成及其代谢，采用标记前身物的方法，揭示了胆固醇的生成途径和步骤，实验证明，凡是能在体内转变为乙酰辅酶A的化合物，都可以作为生成胆固醇的原料，从乙酸到胆固醇的全部生物合成过程，至少包括36步化学反应，在鲨烯与胆固醇之间，就有二十个中间物，胆固醇的生物合成途径可简化为：乙酸甲基二羟戊酸胆固醇 又如在研究肝脏胆固醇的来

27、源时，用放射性同位素标记物3H胆固醇作静脉注射的示踪实验说明，放射性大部分进入肝脏，再出现在粪中，且甲状腺素能加速这个过程，从而可说明肝脏是处理血浆胆固醇的主要器官，甲状腺能降低血中胆固醇含量的机理，在于它对血浆胆固醇向肝脏转移过程的加速作用。 物质转化的研究 物质在机体内相互转化的规律是生命活动中重要的本质内容，在过去的物质转化研究中，一般都采用用离体酶学方法，但是离体酶学方法的研究结果，不一定能代表整体情况，同位素示踪技术的应用，使有关物质转化的实验的周期大大缩短，而且在离体、整体、无细胞体系的情况下都可应用，操作简化，测定灵敏度提高，不仅能定性，还可作定量分析。 在阐明核糖苷酸向脱氧核糖

28、核苷酸转化的研究中，采用双标记法，对产物作双标记测量或经化学分离后分别测量其放射性。如在鸟嘌呤核苷酸（GMP）的碱基和核糖上分别都标记上14C，在离体系统中使之参入脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP），然后将原标记物和产物（被双标记GMP掺入的dGMP）分别进行酸水解和层析分离后，测定它们各自的碱基和戊糖的放射性，结果发现它们的两部分的放射性比值基本相等，从而证明了产物dGMP的戊糖就原标记物GMP的戊糖，而没有别的来源，否则产物dGMP的碱基和核糖的比值一定与原标记物GMP的两部分比值有显著差别。这个实验说明戊糖脱氧是在碱基与戊糖不分记的情况下进行的，从而证明了脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸直接转化而

29、来的，并不是核糖核苷酸先分解成核糖与碱基，碱基再重新接上脱氧杭核糖。无细胞的示踪实验可以分析物质在细胞内的转化条件，例如以3H-dTTP为前身物作DNA掺入的示踪实验，按一定的实验设计掺入后，测定产物DNA的放射性，作为新合成的DNA的检出指标。 动态平衡的研究 阐明生物体内物质处于不断更新的动态平衡之中，是放射性同位素示踪法对生命科学的重大贡献之一，向体内引入适当的同位素标记物，在不同时间测定物质中同位素含量的变化，就能了解该物质在体内的变动情况，定量计算出体内物质的代谢率，计算出物质的更新速度和更新时间等等。机体内的各种物质都在有大小不同的代谢库，代谢库的大小可用同位素稀释法求也。 生物样

30、品中微量物质的分析 在放射性同位素示踪技术被应用之前，由于制备样品时的丢失而造成回收率低以及测量灵敏度不高等问题，使得对机体正常功能起很重要作用的微量物质不易被测定。近年来迅速发展、应用愈来愈广泛的放射免疫分析（radioimmunoassay）技术是一种超微量的分析方法，它可测定的物质300多种，其中激素类居多，包括类固醇激素，多肽类激素，非肽类激素，蛋白质物质，环核苷酸，酶，肿瘤相关的抗原，抗体以及病原体，微量药物等其它物质。 最近邻序列分析法 放射性同位素示踪技术，是分子生物学研究中的重要手段之一，对蛋白质生物合成的研究，从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分

31、析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论，研究证实了DNA分子中碱基排列规律，在体外作合成DNA的实验：分四批进行，每批用一种不同的32P标记脱氧核苷三磷酸，32P标记在戊糖5C的位置上，在完全条件下合成后，用特定的酶打开5CP键，使原碱基上通过戊糖5C相连的32P移到最邻近的另一单核苷酸的3C上 。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础，从而建立了分子杂交技术，例如以噬体T2-DNA为模板制成32PRNA，取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此32PRNA中，经加热使DNA双链打开，并温育，用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-32PRNA复合体测其放射性

32、，实验结果只有菌体T2的DNA能与该32PRNA 形成放射性复合体。 从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系，用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。此外，放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在：对蛋白质合成过程中三个连续阶段，即肽链的起始、延伸和终止的研究；核酸的分离和纯化；核酸末端核苷酸分析，序列测定；核酸结构与功能的关系；RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。为了更好地应用放射性同位素示踪技术，除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外，关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。 给人体

33、注射无害的放射性钠-24（半衰期15.03小时）溶液，可以进行人体血液循环的示踪实验。碘-131在甲状腺癌切除术后患者的应用 人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病131I一般用于甲状腺癌(thyroidcancer)及甲状腺机能亢进(hyperthyroidism)的诊断和治疗，普遍获得医学界的使用。由于131I的加马能量(364keV)比传统核医药物常使用的99mTc(140keV)能量为大，且在治疗上所使用的活度较高，从30mCi200mCi，物理半衰期8天较一

34、般诊断用的放射性核种为长(99mTc，1/2=6.02hr)，因此相对的，在131I治疗后会有并发症发生。有报告指出，在切除大半的甲状腺组织的病例中使用30mCi的131I治疗，常会有急性疼痛及触痛的甲状腺炎发生。偶尔会丧失食欲，以及恶心、呕吐的辐射症状产生，但是在131I治疗后不生育的机率并没有增加，在一些高剂量131I治疗的甲状腺癌转移的病人，常发生辐射性的肺炎。然而，对于目前治疗甲状腺的相关疾病或甲状腺癌的数种方法之中，甲状腺切除术和131I的治疗和术后追踪仍是最普遍的选择。由于甲状腺癌治疗病人对其他人所造成的辐射剂量之多寡，主要跟病人身体存留活度以及接触的时间有关。而服用131I后会以

35、生物半衰期与物理半衰期之整合效应由身体中清除，但对于甲状腺已大部份切除之病人而言，发现其清除的机制与正常人有很大的不同，而成为一个值得讨论的主题，也是本研究的动机。甲状腺对于碘离子有高度选择性摄取的特性，由主动运输吸收(activetransportuptake)后进入甲状腺滤泡细胞。碘离子先氧化成碘化物，再经过一系列由酵素所控制的反应，再与铬胺酸结合形成甲状腺激素，存于甲状腺滤泡细胞中。131I可射出和辐射，其主要的光子能量分别是0.284MeV、0.364MeV、0.637MeV、0.723MeV，大部分的辐射剂量藉由粒子表现。粒子在组织内之行程平均为0.5mm，一般用于甲状腺癌以及甲状腺

36、亢进等疾病的治疗。利用甲状腺对碘离子摄取的高度专一性，131I在甲状腺可造成极高活度的堆积，组织细胞中细胞核内的DNA会因粒子的游离辐射而损坏，使细胞无法再修复或繁殖，对甲状腺癌细胞或甲状腺亢进组织造成杀伤而达到治疗效果。 用131I来破坏手术后残余甲状腺组织称为摘除(ablation)。一般使用的剂量30200mCi。30mCi以下称为低剂量摘除，大于30mCi称为高剂量摘除。根据原委会规定，口服剂量大于30mCi以上，则必须住院隔离。到底该用多少剂量来破坏手术后残余甲状腺组织，到目前为止并无定论。一般的原则为能达到全部摘除(totalablation)效果的最小剂量，常被使用的剂量为30mCi、75mCi、100mCi等。剂量的选择主要依据原发肿瘤大小、数目、有否荚膜侵犯、血管侵犯、淋巴转移等。有上述情形者，考虑使用高剂量131I，若无上述情形者，考虑使用低剂量131I。成功的摘除主要以1