核医学核素示踪技术

核医学核素示踪技术核医学核素示踪技术第1页第一节示踪原理及特点一、定义：示踪剂→吸收、分布、排泄、研究转移规律及研究疾病、诊疗一门科学。示踪技术处理实际问题，不能取代特点：引入物不能太多……太小……示踪技术发展过程：二、基础原理：Tracer与未标识时化学、生物学性质相同，利用放射性可测量进行示踪物跟综研究（位置、数量、转变）。核医学核素示踪技术第2页三、示踪研究特点：1、灵敏度高，可达10-14-----10-18g2、测定方法简单、不用分离，提纯……3、合乎生理条件4、可定位研究和定量研究5、可动态研究，对数据做动态分析6、标识分子易分辨（新旧分子判别）7、非创伤性四、常见试验类型：离体示踪整体示踪单标或多标示踪核医学核素示踪技术第3页1、选择试验类型几个标准

a.吸收、分布、转运、排泄等用整体示踪实验；

b.研究物质在精细结构中运动规律，可选离体试验，但结果须有整体试验验证；

c.物质转化研究，离体、整体都得做；

d.单用离体试验有时可能得犯错误结论。五、示踪试验应注意问题（八个）核医学核素示踪技术第4页2、示踪物选择应考虑问题1）射线类型：γ、β（中能、低能……）2）T1/2：3）放化纯：>95%4）比活度：要适当5）标识位置选择要依据试验来定6）标识物稳定性、价格7）载体量大小：载体指与放素化学状态相同稳定同位素、如51Cr中混有Cr、稳定性Cr就是戴体。核医学核素示踪技术第5页3、示踪量估算：

预试验或前人经验，应注意人体内稀释、组织内浓聚及对动物健康影响

办法：查文件+预试验+确定仪器效率核医学核素示踪技术第6页4、示踪引入路径：口服、灌胃v、m、皮下、腹腔。5、样品制备要有利于定量、定位测量、测量方法确定后，要考虑样品容量，测量时间等问题。6、数据处理：依据不一样试验目标，选择适当参数。7、动物试验：适当动物，包含大小、动物特征、防护、尸体处理。8、短半衰期核素要考虑衰变校正核医学核素示踪技术第7页六、示踪试验中同位素效应

1、同位素效应：不一样同位素之间原子质量差异较大，因而它们参予同一化学反应速度不一样称之。如：1H（p）e（周期表中H）

2H（n、p）e

3H(2n、p)e

表示方法：以同位素间参加化学反应速率常数比值来表示，如KH/KTKH/KD

氢同位素表示法核医学核素示踪技术第8页2、同位素效应分类：

1）初级同位素效应：与放素连接化学健对速度影响（主键）

2）次级同位素效应：与放素相邻化学健对速度影响（次健）

3）溶剂同位素效应：溶剂中某原子被同位素取代而影响溶质反应速度，如普通化学反应在水中，若改为氘水，对反应速度影响。

4）物质体系同位素效应：进入体内后对生化反应速度影响，如H2O改为2H2O喂养动物对生化反应影响。核医学核素示踪技术第9页

核素稀释法核素稀释法测物质含量原理：稀释前后放素量不变。（忽略衰变、排泄等原因）

1、测血容量或体液含量：Cl和Br放射性同位素主要在细胞外液分布，进入细胞极少。如用82Br引入体液中，引入总活度为A（β-），待一定时间混匀后，抽取少许体液测得比放为q/ml，则体液量等于A/q（ml），即

C1V1=C2（V1+VX）

核医学核素示踪技术第10页2、测Rbc寿命或其它细胞寿命取Rbc与Na51CrO4混合，淋洗后Rbc即被标上，引入体内不一样时间测放，研究其寿命。另一个方法：15N—甘氨酸引入血液，Rbc合成时摄取15N—AA，所以新生成Rbc含有放射性，30天左右15NRbc达高峰，而且保持一定时间恒定，最终15NRbc逐步死亡而放射性下降，可算得Rbc寿命。同理，该法可研究Wbc、肿瘤细胞等。核医学核素示踪技术第11页

原理：将已知比活度标识物与非标识物混合，测出混合物比活度，可求出非标识物含量。（混合前后放射性不变原理）设：已知标识物量为m1，比活度为S1（dpm/mg）混合物测得比活度为S2（dpm/mg），求混合物中非标识物化学量mx

据混合前后放射性不变原理得

S1m1=S2(m1+mx)Mx=m1(s1/s2—1)举例：134（参考试验核医学与核药学，胡亚儿、刘长征等主编）3、正稀释法测物质含量核医学核素示踪技术第12页4、反稀释法：用已知非标识物测标识物含量。原理：同3（135）设：已知非标识物量为m2

已知标识物比活度为S1

混合后测得比活度为S2

求标识物化学量mx

据原理得：S1mx=S2(m2+mx)m2S2mx=--------------S1—S2核医学核素示踪技术第13页5、核素双稀释法（参考）设取两份待测放射性样品，这两份放射性相等。分别加入非标识已知m1

和m2混合，取出少许提纯，测得比活度为S1；S2得：S1（m1+mX）=S2（m2+mX）

S2m2—S1m1mX=-------------------S1—S2核医学核素示踪技术第14页

一、参入试验：目标是搞清楚体内一些物质如前身物、反应产物、中间代谢步骤及转化条件。

1、参入试验类型：整体+离体整体参入试验：如3H-TdR证实TdR是DNA合成前体物离体参入试验：含有生理活性生物材料，如组织切片、组织匀浆、游离细胞、亚细胞颗粒等，将标识物加入，以证实试验可能性，但做结论要有整体试验验证才可靠。第三节物质转化示踪核医学核素示踪技术第15页2、主要参数

产物总放参入百分率=---------------×100%

前身物总放产物比活度相对比活度=------------------

（参入率）前身物比活度核医学核素示踪技术第16页

①淋巴细胞转化试验试验设计原理（细胞培养）：

DNA子代细胞（子代细胞含有放射性）

DNA子代细胞植物血凝素淋巴细胞PHA淋巴母细胞（能分裂繁殖）3H-TdR培养72hr3、参入试验举例应用核医学核素示踪技术第17页用3H-TdR参入淋巴细胞量（即Lim中放射性强弱）反应出淋巴细胞转化能力。应用：

反应细胞免疫状态反应细胞增殖速度试验结果表示形式：参入百分率百万细胞DNA计数=cpm/106cell

试验组DNA放射性刺激指数=--------------------------------

对照组DNA放射性核医学核素示踪技术第18页②证实甘氨酸是血红素前体物（设计原理）理论推测可能前身物有5种，分别为甘氨酸、柠檬酸胺、DL-谷氨酸、DL-脯AA、DL-亮AA，分别用放素标识后引入细胞培养，最终测定合成Rbc放射性，证实甘氨酸是其前体物。核医学核素示踪技术第19页4、代谢物转化参入试验举例：将蛋AA中甲基CH3用C2H3置换标识，得到标识物为氘标识蛋AA，做整体参入试验，其合成肌酸中含有可测氘，说明肌酸中甲基是由蛋AA转过来。5、参入竞争抑制试验原理：类似于RIA

标识前身物和非标识前身物+参入试验中，与单独用标识前身参入试验结果放射性不一样。深入证实参入试验。核医学核素示踪技术第20页二、双标识参入试验原理将待研究前身物用两种不一样核素（如放一放，稳—放）标识，测定计算待示踪物中两种核素活度比值。并将试验结果比值与该比值做比较，两比值应保持（大致）不变。

核医学核素示踪技术第21页举例（1）证实肌酸或肾上腺素合成过程中，甲基转移为整体转移，而不是分解后重新形成。将甲基用双标识标上，测出该甲基两种核素比值，即可确定。（2）证实生物碱Elymoclavine前身物N2-甲基色AA是非完整基团参入到产物中去。将前身物用14C和3H双标识，并测两放比值，引入试验后测产物两放比值，发觉产物两放比值显著降低，证实了试验构想。核医学核素示踪技术第22页第四节物质吸收、分布、排泄示踪一、吸收示踪1、吸收百分率测定：该技术尤其对一些药品吸收研究有用，将该药标识后口服或灌胃，然后搜集类便测放射性，若吸收入血再排入消化道量忽略不计，（如龙胆紫）测：

摄入量—粪例残余量吸收率=------------------

摄入量

应用：研究某药品吸收情况或一些疾病会使胃肠道吸收率大大下降。核医学核素示踪技术第23页2、生物利用度

绝对利用度：将相同剂量同一示踪物分别V和口服，不一样时间取血测放射性，得下列图（143）：对两曲线下面积分别积分叫做AUC

口服AUC

绝对利用度=-------------------×100%

静注AUC

利用核医学核素示踪技术第24页相对利用度指用二种不一样口服方案，其差异能够是不一样剂型，或加某一辅助因子，得到下面图型：口服但改变剂型AUC2AUC1

AUC1相对利用度=-----------AUC2应用：临床、药理、预防医学核医学核素示踪技术第25页二、吸收时化学形态示踪研究

内容：确定一些复杂有机物在消化道中经降解后以什么化学形态被吸收。P1441、单标识示踪

如用14C标识游离脂肪酸经胃肠道发觉长链脂肪酸70~90%以甘油三酯形式出现在淋巴液中，而短链者以游离酸形式出现在门脉血中说明肠道可吸收游离脂肪酸，长链者要在肠壁重新形成甘油三酯入淋巴液，短链可直接进入血循环。核医学核素示踪技术第26页2、双标识示踪：将示踪物在二个不一样部位标上二种不一样放素，口服后追综二种标识去向。如在胆固醇酯7a位标上3H，在脂肪酸羧基位上用14C标识，口服后搜集胸导管淋巴液，分别测二个放素、结果见表。

核医学核素示踪技术第27页表3H14C双标识示踪淋巴液分析----------------------------------------------------------------------------------------

3H14C3H/14C

----------------------------------------------------------------------------------------回收7.3260.29胆固醇30.1胆固醇酯69.91.2甘油三酯93.4磷酯5.4------------------------------------------------------------------核医学核素示踪技术第28页结论：胆固醇吸收与脂肪酸吸收不一样，脂肪酸主要出现在甘油三酯中，胆固醇酯在肠道先水解为游离胆固醇和脂肪酸，然后才吸收，进而再参入新成份。胆固醇合成近40步反应几乎每一步都是用示踪试验说明。核医学核素示踪技术第29页

研究某物质在何部位吸收入血循环、能区分内源性与外源性物质标识物。

1、将感兴趣肠段切下来，翻过来结扎，泡在示踪溶液中，看进入肠袋内示踪物，研究示踪物吸收率，叫离体肠段试验。

2、动物口服示踪物、不一样时间处死动物、分离肠段内容物、测放，研究不一样肠段吸收特征。

3、口服示踪物后观察消化道壁内示踪物含量改变、研究吸收效果最正确肠段区域。

4、将示踪物引入特定部位、如呼吸道、直肠、舌下等，观察血液中示踪情况。三、吸收部位示踪研究核医学核素示踪技术第30页四、物质分布与转运示踪研究物质在体内处于不停更新动态平衡中、分布和转运有其规律性，但病理情况下这些规律破坏。动态观察宏观水平细胞水平亚细胞水平试验步骤：分子水平

1、购置或标识示踪物并引入动物体内

2、测量+ARG观察示踪物分布

3、选择参数，拟合数据核医学核素示踪技术第31页应用举例：

1、浓集区域确实定：如氟烷麻醉剂：用14C标识后引入动物、发觉放射性主要在大脑和小脑白质，所以起全麻作用。

2、乙酰唑胺利尿作用，口服有NS副作用，35S标识后引入动物体内发觉在下丘脑、海马等部位有浓集。

3、鱼腥草可治疗支气管炎，标识后引入体内发觉支气管组织有较高浓集。

核医学核素示踪技术第32页4、青蒿素可治疗疟疾，用3H—青蒿素引入感染疟疾动物体内发觉放射性在感染Rbc中，深入定位在疟原虫质膜和食物泡。

5、硕士理性物质在体内分布示踪试验，如骨钙代谢与老年人关系。

6、特定标识物示踪试验：如probe、标识单抗、标识互补DNA或RNA，标识受体配基等进行原位杂交、放免显象、RBA、ARG分析。

7、硕士理物质在体内转运示踪试验核医学核素示踪技术第33页

如一些激素进入血液后与运载蛋白结合进行转运、可经过将其标识后进行示踪研究，并经过生化过程分析加以证实。又如将各型脂蛋白标识后引入动物，ARG发觉动脉放射性增强。第五节细胞动力学示踪研究（不做介绍、感兴趣者可自学）核医学核素示踪技术第34页第六节放素示踪动力学定义：研究物质体内运动规律，并推算相关数学表示式及参数理论试验方法称之。内容：

1、用已知体系预计待研究对象体内运动规律

2、用取得资料来建立、推算相关体系数学表示式及参数。核医学核素示踪技术第35页示踪物：指被研究系统内模拟研究对象物质。示踪物基础要求：1）不干扰体内生理状态2）标识核素要小到与被示踪物相比可略不计。3）能够被追踪测量核医学核素示踪技术第36页示踪动力学一些基础概念（P156）代谢库：指一个假想，有特定物理功效空间分类：开放性代谢库：现有入库物质，也有出库物质闭合性代谢库：只进不出或只出不进。库大小P：表示某物质在代谢库中量通道：指进出库通道：（不止1，2条）。稳态代谢库：进出库速率相同：库内代谢处于平衡状态。非稳态代谢库：进出库速率不相同，库内代谢处于非平衡状态或形成新动态平衡。核医学核素示踪技术第37页更新速率FXX：指库中某物质单位时间内更新量。条件：库处于动态平衡条件下。输入速率FXY：指单位时间进入库量输出速率FYX：指单位时间输出库量注：X代表库，Y代表通道，F代表速率，F角标小字输入在前，输出符号在后，比如：FXO：表示只输入不输出（如消化道吸收）FOX：表示不输入只排泄（排尿）产生速率PR：单位时间从系统外（库外）获取物质量。动力学几个参数核医学核素示踪技术第38页排除速率DR：单位时间向库外排出量去除率Cl：单位时间排除物质相当于多少体积血浆中所含该物质量（ml/h）速率常数K：单位时间内某物质在库中改变量相当于库大小百分比，如更新速率常数KXX。更新时间T：指库中某物质更新量相当于库大小所需时间。半更新时间T1/2：指某物质更新量相当于库大小1/2所需时间。核医学核素示踪技术第39页

0.693参数间关系：T1/2=---------------------------K（更新速率常数）

1T（更新时间）=-------------------------K（更新速率常数）F（更新速率）=P（库大小）×K（更新速率常数）

D（输入示踪物总活度）P（库大小）=-----------------------------------A0（零时刻比活度、混匀后）去除率CL=K（速率常数）×库容积V核医学核素示踪技术第40页代谢库模型：单库、双库、三库（P158）求解动力学参数普通步骤：1、建立数学模型：单、双、三库等模型，选定数学表示式。2、进入人或动物示踪试验，引入示踪物后不一样时间采样测量3、曲线拟合4、求算（解）动力学参数核医学核素示踪技术第41页不一样类型求解动力学参数举例

1、稳态单库模型中闭合单库：示踪物引入体内快速被稀释而没有任何物质排出（只进不出）如51Cr标识Rbc5×106dpm引入血液，混匀后取少许测得比活度为C，求血溶量？依据A=CV已知：A=5×106dpm（标识物体积忽略不计）

C=dpm/mlA5×106V=--------=-----------------=2500mlC核医学核素示踪技术第42页2、稳态单库开放型模型：（有进有出）注入放射性逐步下降，稳态情况下，库容积不变，物质输入输出相等，即到达平衡。如一次快速引入示踪剂后，库中示踪物有代谢或排出和放射性衰变三个过程，如一次V125I-BSA0.5×107dpm，不一样时间取血测放得以下曲线。1000800600Dpm/ml1020(min)核医学核素示踪技术第43页从图中得出

T½=10min

而更新速率常数K0.693K=--------------=0.0693/min10

核医学核素示踪技术第44页又从图中知，零时比活度

A0=dpm/ml（直线Y轴载距）

总放0.5×107所以库大小P=--------------=-------------------=2500mlA0比活度

去除率：

CL=KV=0.0693×2500=173ml/min核医学核素示踪技术第45页再例：用四氧嘧啶静脉注射(50mg/kg)大鼠破坏胰岛制成糖尿病大鼠模型，再将14C一萄糖2×105dpm注射大鼠一批，不一样时间取血测血中放射性强度，得以下列图：P16001234(h)100001000100正常鼠糖尿病鼠

引入示踪物时间血葡比活度dpm/mg核医学核素示踪技术第46页正常大鼠糖尿病大鼠At(dpm/mg)10000800046801000200（纵坐标）

01234t(hr)横坐标

示踪物引入单库后，库中物质比活度必定按接指数规律下降，数学表示式：At=A0·e-kt或LnAt=LnA0—ktA0为初始比活度At为某t时间比活度K为更新速率常数假如以LnAt对t做图，斜率为K核医学核素示踪技术第47页按单库模型计算动力学参数见下表（P160）核医学核素示踪技术第48页结论：1）糖尿病大鼠葡萄糖库增大2）更新速率、产生速率及排除速率随库增大而加紧3）更新速率常数及更新时间不变。核医学核素示踪技术第49页3、稳态双库系统（二库模型）

较复杂但符合生物体代谢情况常见。二库模型常见12种类型见P161方块图若双库间通道是单方向，可看做两个单库处理，此种类型不在上述类型中。常见12种类型是库间通道双向性稳态系统。

A叫初始库，b是次级库由左至右，由上至下。核医学核素示踪技术第50页二库模型特征：

1）12种不论何类，当向初始库一次注入示踪物后其比活度At总是以双指数曲线方式进行性下降。

2）次级库物质比活度Bt则以双指数曲线方式先上升后下降。下列图是一次注入示踪物后，a、b库中物质比活度时相改变及其曲线分解。P161核医学核素示踪技术第51页图中At、Bt时相改变分别可用以下二个函数式表示：

At=A01e-k1t+A02e-k2tBt=-B0e-k1t+B0e-k2t二库模型参数求解：主要四个参数A01A02：（比活度）K1K2：（更新速率）核医学核素示踪技术第52页常采取图解法或剥谱法，也叫残数法求解。首先将初始a