本科放射性示蹤技術(shù)ppt課件

1、放射性核素示蹤技術(shù)Radioactive Nuclide Tracer Method思索題思索題1 1如何評(píng)價(jià)某新型擴(kuò)冠脈新藥對(duì)心如何評(píng)價(jià)某新型擴(kuò)冠脈新藥對(duì)心肌營(yíng)養(yǎng)性血流量的影響？肌營(yíng)養(yǎng)性血流量的影響？思索題思索題2 2從某中藥中提獲得某單體能夠?qū)哪持兴幹刑岖@得某單體能夠?qū)α黾?xì)胞瘤細(xì)胞DNADNA合成有抑制造用，如合成有抑制造用，如何設(shè)計(jì)一體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)展驗(yàn)證？何設(shè)計(jì)一體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)展驗(yàn)證？思索題思索題3 3 如何比較口服止血藥如何比較口服止血藥A A及劑型改及劑型改良型良型B B對(duì)消化道出血的治療效果？對(duì)消化道出血的治療效果？一、概念放射性核素示蹤技術(shù)是利用放射性核素及其標(biāo)志化合物作示蹤劑來(lái)研討生

2、物體內(nèi)各種代謝物質(zhì)的吸收、分布、排泄、轉(zhuǎn)移規(guī)律及疾病診斷的一門(mén)科學(xué)。 Label: 放射性核素放射性核素Substance：察看對(duì)象：察看對(duì)象System: 整體、離體整體、離體Labeled-Substance吸收、分布、排泄吸收、分布、排泄 放放 射射 性性 核核 素素 示示 蹤蹤 技技 術(shù)術(shù)* * *放射性核素稀釋法放射性核素稀釋法* * *物質(zhì)吸收、分布、轉(zhuǎn)化、物質(zhì)吸收、分布、轉(zhuǎn)化、 排泄的示蹤研討排泄的示蹤研討* *放射性核素示蹤動(dòng)力學(xué)放射性核素示蹤動(dòng)力學(xué)細(xì)胞動(dòng)力學(xué)的示蹤研討細(xì)胞動(dòng)力學(xué)的示蹤研討藥物代謝反響機(jī)制的示蹤研討藥物代謝反響機(jī)制的示蹤研討 分子生物學(xué)的示蹤研討分子生物學(xué)的示蹤

3、研討特定探針單克隆抗體、配基等的特定探針單克隆抗體、配基等的 示蹤研討示蹤研討 . . 二、原理二、原理 放射性核素及標(biāo)志化合物與放射性核素及標(biāo)志化合物與 相應(yīng)普通原子及分子具一樣相應(yīng)普通原子及分子具一樣 的生物學(xué)性質(zhì)的生物學(xué)性質(zhì). .如如I I與與125I125I、雌雌 二醇與二醇與3H-3H-雌二醇雌二醇 放射性核素發(fā)出的射線可記放射性核素發(fā)出的射線可記 錄分析錄分析三、放射性核素示蹤的特點(diǎn)三、放射性核素示蹤的特點(diǎn) 靈敏度高靈敏度高 檢測(cè)方法簡(jiǎn)單檢測(cè)方法簡(jiǎn)單 符合生理?xiàng)l件符合生理?xiàng)l件 定位準(zhǔn)確定位準(zhǔn)確 非創(chuàng)傷性非創(chuàng)傷性待待分分析析物物析析量量g g比比色色分分光光光光度度色色質(zhì)質(zhì)譜譜層層析

4、析放射性核素示蹤技術(shù)10-210-810-81 0 -1010-1510-18 常常 用用 分分 析析 技技 術(shù)術(shù) 的的 可可測(cè)測(cè) 范范 圍圍四、常用示蹤方法及其運(yùn)用四、常用示蹤方法及其運(yùn)用 放射性核素稀釋法放射性核素稀釋法 物質(zhì)吸收示蹤法物質(zhì)吸收示蹤法 物質(zhì)轉(zhuǎn)化示蹤法物質(zhì)轉(zhuǎn)化示蹤法 物質(zhì)分布示蹤法物質(zhì)分布示蹤法 物質(zhì)示蹤動(dòng)力學(xué)物質(zhì)示蹤動(dòng)力學(xué)( (反反稀稀釋釋法法）2 2s s1 1s s2 2s s2 2m m1 1m m1 1) )( (正正稀稀釋釋法法）2 2S S1 1S S( (1 1m m2 2m m) )2 2m m1 1( (m m2 2S S1 1m m1 1S SA A （

5、一一）放放射射性性核核素素稀稀釋釋法法 A A： 放射性示蹤劑的總活度放射性示蹤劑的總活度 S S1 1、m m1 1：混合前示蹤劑比活度與質(zhì)量：混合前示蹤劑比活度與質(zhì)量 S S2 2、m m2 2：混合后的比活度及非標(biāo)記物質(zhì)量：混合后的比活度及非標(biāo)記物質(zhì)量mgssmm43. 0) 11 . 02000450000(02. 0) 1(2112 例例 1 1：某某樣樣品品中中含含有有殘殘留留甲甲胺胺磷磷，加加入入比比活活度度為為 4 45 50 00 00 00 0d dp pm m/ /m mg g 的的3 32 2P P 標(biāo)標(biāo)記記的的甲甲胺胺磷磷 0 0. .0 02 2m mg g 混混勻

6、勻后后分分離離得得 0 0. .1 1m mg g甲甲胺胺磷磷的的放放射射性性為為 2 20 00 00 0d dp pm m, ,求求樣樣品品中中的的甲甲胺胺磷磷含含量量。3 32 2. .4 44 4m mg g3 38 82 25 50 08 83 38 82 21 10 0. .7 7s ss ss sm mm m2 21 12 22 21 1 例例 2 2以以1 14 4C CO O2 2通通過(guò)過(guò)植植物物的的光光合合作作用用生生成成放放射射性性蛋蛋白白。取取其其中中少少量量蛋蛋白白水水解解分分離離出出部部分分谷谷氨氨酸酸比比活活度度為為5 50 08 8d dp pm m/ /m m

7、g g，欲欲求求谷谷氨氨酸酸的的含含量量，取取 1 12 26 6m mg g 放放射射性性蛋蛋白白樣樣品品，水水解解后后加加入入非非標(biāo)標(biāo)記記谷谷氨氨酸酸 1 10 0. .7 7m mg g，混混勻勻后后，分分離離出出少少部部分分谷谷氨氨酸酸測(cè)測(cè)得得其其比比活活度度為為 3 32 28 8d dp pm m/ /m mg g，求求標(biāo)標(biāo)記記谷谷氨氨酸酸的的量量及及蛋蛋白白中中標(biāo)標(biāo)記記谷谷氨氨酸酸的的重重量量百百分分比比？標(biāo)標(biāo)記記谷谷氨氨酸酸的的重重量量百百分分比比為為：3 32 2. .4 44 41 12 26 6= =2 25 5. .7 7% %100- 攝攝入入量量殘殘余余量量攝攝入入

8、量量吸吸收收百百分分率率（二）物質(zhì)吸收的示蹤研究（二）物質(zhì)吸收的示蹤研究 1.1. 物質(zhì)吸收率的示蹤研究物質(zhì)吸收率的示蹤研究 觀察未吸收殘余量觀察未吸收殘余量 時(shí)相曲線時(shí)相曲線時(shí)相曲線下面積時(shí)相曲線下面積area under curve AUC)生物利用度生物利用度(bioavailability) 絕對(duì)生物利用度絕對(duì)生物利用度(absolute bioavailability 相對(duì)生物利用度相對(duì)生物利用度(relative bioavailability) 血漿中示蹤物的含量測(cè)定血漿中示蹤物的含量測(cè)定Dpm/mlDpm/ml 10 10 20 20 小時(shí)小時(shí) 血漿示蹤物濃度時(shí)相曲線血漿示蹤物

9、濃度時(shí)相曲線ivoral100%AUCAUC ivO絕絕對(duì)對(duì)生生物物利利用用度度100%AUCAUC 2O1 O相相對(duì)對(duì)生生物物利利用用度度100%AUC AUC 血血管管內(nèi)內(nèi)血血管管外外生生物物利利用用度度 1 10 0 2 20 0 小小時(shí)時(shí) 口口服服與與靜靜脈脈注注射射A AU UC C計(jì)計(jì)算算絕絕對(duì)對(duì)生生物物利利用用度度A AU UC C0 0- - - - -= =0 0. .8 8A AU UC Ci iv vivoral AUC1 -=1.0 AUC2 1 2 10 20 小時(shí) 兩兩種種口口服服方方案案A AU UC C計(jì)計(jì)算算相相對(duì)對(duì)生生物物利利用用度度 整體計(jì)數(shù)法測(cè)定吸收率整

10、體計(jì)數(shù)法測(cè)定吸收率 尿排出量測(cè)定尿排出量測(cè)定 2. 2. 物質(zhì)吸收化學(xué)形狀的示蹤研討物質(zhì)吸收化學(xué)形狀的示蹤研討 3. 3. 物質(zhì)吸收部位的示蹤研討物質(zhì)吸收部位的示蹤研討三物質(zhì)轉(zhuǎn)化示蹤研討三物質(zhì)轉(zhuǎn)化示蹤研討參入實(shí)驗(yàn)參入實(shí)驗(yàn): :研討生物體系中化合物研討生物體系中化合物A A與與B B能能否為產(chǎn)物和前身物的關(guān)系或轉(zhuǎn)否為產(chǎn)物和前身物的關(guān)系或轉(zhuǎn)化的必要條件化的必要條件 A A B B ？ * *A A * * B B 主要參數(shù)主要參數(shù) %100 前身物總放射性前身物總放射性產(chǎn)物總放射性產(chǎn)物總放射性參入百分率參入百分率 前身物比活度前身物比活度產(chǎn)物比活度產(chǎn)物比活度相對(duì)比放射性相對(duì)比放射性 基基本本原原理

11、理 參入實(shí)驗(yàn)的類型參入實(shí)驗(yàn)的類型 整體參入實(shí)驗(yàn)整體參入實(shí)驗(yàn) 離體參入實(shí)驗(yàn)離體參入實(shí)驗(yàn) 參入實(shí)驗(yàn)運(yùn)用參入實(shí)驗(yàn)運(yùn)用 1.1.淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)細(xì)胞免疫功能細(xì)胞免疫功能腫瘤細(xì)胞增殖腫瘤細(xì)胞增殖鉛中毒病人淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率鉛中毒病人淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率104CPM/ 106淋巴細(xì)胞 病人 n=60 21.2710.32 正常 n=100 48.9621.462.2.代謝物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)代謝物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 細(xì)菌放射呼吸實(shí)驗(yàn)：細(xì)菌放射呼吸實(shí)驗(yàn)： 原理原理 ： 細(xì)菌細(xì)菌CO2 CO2 14C- 14C-葡萄糖、葡萄糖、14C-14C-氨基酸氨基酸 14CO2 14CO2 設(shè)備：細(xì)胞代謝快速閃爍計(jì)數(shù)

12、器設(shè)備：細(xì)胞代謝快速閃爍計(jì)數(shù)器 濾膜濾膜 培育液細(xì)菌放射呼吸實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用：細(xì)菌放射呼吸實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用： 生長(zhǎng)指數(shù)生長(zhǎng)指數(shù)GIGI測(cè)定：測(cè)定：GI=Ci/C0 GI=Ci/C0 GI GI3 3 為陽(yáng)性為陽(yáng)性 細(xì)菌倍增時(shí)間細(xì)菌倍增時(shí)間t2xt2x測(cè)定：測(cè)定： logR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/KlogR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/K R2 R2 為為t2t2的計(jì)數(shù)，的計(jì)數(shù)，R1 R1 為為t1t1的計(jì)數(shù)，的計(jì)數(shù)，K K為為對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的速度常數(shù)。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的速度常數(shù)。常見(jiàn)需氧菌倍增時(shí)間常見(jiàn)需氧菌倍增時(shí)間min菌菌種種t2x菌菌種種t2x大大腸腸桿桿菌

13、菌27.50.7炭炭疽疽桿桿菌菌38.05.2產(chǎn)產(chǎn)氣氣桿桿菌菌28.70.5枯枯草草桿桿菌菌48.82.3腸腸炎炎沙沙門(mén)門(mén)氏氏菌菌43.75.5福福氏氏痢痢疾疾桿桿菌菌51.54.1粘粘質(zhì)質(zhì)沙沙雷雷氏氏菌菌44.31.6宋宋內(nèi)內(nèi)氏氏痢痢疾疾桿桿菌菌29.70.1臘臘樣樣桿桿菌菌33.60.8金金黃黃色色葡葡萄萄球球菌菌40.93.6巨巨大大芽芽孢孢桿桿菌菌40.12.0白白色色葡葡萄萄球球菌菌74.58.73.3.參入競(jìng)爭(zhēng)抑制實(shí)驗(yàn)：體外抗腫瘤藥物挑選參入競(jìng)爭(zhēng)抑制實(shí)驗(yàn)：體外抗腫瘤藥物挑選 卵巢癌常用化療藥物體外敏感實(shí)驗(yàn)卵巢癌常用化療藥物體外敏感實(shí)驗(yàn) Drug IR% ADM 57.73 Carb

14、o 29.38 BLM 38.26 VCR 56.80 Taxol 63.35 Holoxan 32.97 MMC 19.34 DTIC 38.31 ADM+Carbo 70.90 VCR+Carbo+BLM 75.27四物質(zhì)分布的示蹤研討四物質(zhì)分布的示蹤研討物質(zhì)在組織、臟器濃集并保管物質(zhì)在組織、臟器濃集并保管一定時(shí)間是該物質(zhì)對(duì)器官或組一定時(shí)間是該物質(zhì)對(duì)器官或組織發(fā)揚(yáng)作用的前提織發(fā)揚(yáng)作用的前提18F-DG-18F-DG-腦、心肌腦、心肌14C-14C-氟烷氟烷-大腦、小腦白質(zhì)大腦、小腦白質(zhì)35S-35S-乙酰唑胺乙酰唑胺-海馬海馬 3H- 3H-青蒿素青蒿素-瘧原蟲(chóng)質(zhì)膜與瘧原蟲(chóng)質(zhì)膜與 食物泡食

15、物泡 1 18 8F FD DG G（氟氟去去氧氧葡葡萄萄糖糖）注注入入后后不不同同時(shí)時(shí)間間的的組組織織分分布布1 1m mi in n1 15 5m mi in n3 30 0m mi in n6 60 0m mi in n9 90 0m mi in n血血7 7. .1 10 0. .7 7 1 1. .5 50 0. .2 2 0 0. .9 90 0. .1 1 0 0. .6 60 0. .1 1 0 0. .4 40 0. .1 1心心3 39 9. .8 83 3. .4 4 2 27 7. .5 56 6. .4 4 3 32 2. .7 78 8. .6 6 3 31 1.

16、.7 72 2. .7 7 3 32 2. .2 22 2. .7 7肺肺5 5. .4 40 0. .4 4 2 2. .7 70 0. .1 1 2 2. .5 50 0. .1 1 2 2. .5 50 0. .2 2 2 2. .4 40 0. .1 1肝肝9 9. .6 60 0. .4 4 1 1. .6 60 0. .2 2 1 1. .1 10 0. .1 1 0 0. .8 80 0. .1 1 0 0. .9 90 0. .1 1腎腎1 13 3. .3 31 1. .4 4 2 2. .5 50 0. .1 1 2 2. .1 10 0. .5 5 1 1. .1 10

17、0. .1 1 0 0. .5 50 0. .1 1腦腦4 4. .3 30 0. .5 5 6 6. .1 10 0. .1 1 5 5. .3 30 0. .9 9 4 4. .6 60 0. .8 8 3 3. .4 40 0. .3 3 大大鼠鼠腦腦局局部部葡葡萄萄糖糖代代謝謝的的比比較較 m mg g/ /1 10 00 0g gm mi in n 1 14 4C CD DG G 1 18 8F FD DG G 灰灰質(zhì)質(zhì) 視視皮皮質(zhì)質(zhì) 2 20 0. .3 3 1 17 7. .0 0 聽(tīng)聽(tīng)皮皮質(zhì)質(zhì) 2 29 9. .3 3 2 21 1. .0 0 側(cè)側(cè) 膝膝 1 16 6. .9

18、 9 1 14 4. .0 0 上上橄橄欖欖體體 2 26 6. .5 5 2 21 1. .5 5 側(cè)側(cè)丘丘系系 2 20 0. .5 5 1 17 7. .9 9 下下 丘丘 3 36 6. .5 5 2 27 7. .4 4 上上 丘丘 1 18 8. .0 0 1 13 3. .2 2白白質(zhì)質(zhì) 內(nèi)內(nèi) 囊囊 5 5. .9 9 5 5. .5 5 小小腦腦白白質(zhì)質(zhì) 6 6. .7 7 6 6. .1 1主要參數(shù)：主要參數(shù)： dpm/gdpm/g組織組織 dpm/mldpm/ml體液體液 dpm/106cell dpm/106cell dpm/mg dpm/mg蛋白蛋白DNADNA藥物毒物

19、在體內(nèi)分布的示蹤研討藥物毒物在體內(nèi)分布的示蹤研討生理物質(zhì)在體內(nèi)分布的示蹤研生理物質(zhì)在體內(nèi)分布的示蹤研特定標(biāo)志物的示蹤研討特定標(biāo)志物的示蹤研討 標(biāo)志單克隆抗體標(biāo)志單克隆抗體 * *標(biāo)志受體配基標(biāo)志受體配基 標(biāo)志互補(bǔ)標(biāo)志互補(bǔ)RNARNA或或DNADNA五放射性示蹤動(dòng)力學(xué)五放射性示蹤動(dòng)力學(xué)以放射性標(biāo)志物研討其進(jìn)入機(jī)以放射性標(biāo)志物研討其進(jìn)入機(jī)體后的攝取、排泄、轉(zhuǎn)化和代體后的攝取、排泄、轉(zhuǎn)化和代謝的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)謝的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求出動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從而了解算求出動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從而了解物質(zhì)在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化特征。物質(zhì)在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化特征。 食食物物 代代謝謝物物 血血漿漿甘甘氨氨酸酸與與總總體

20、體蛋蛋白白的的代代謝謝模模型型甘甘氨氨酸酸總總體體蛋蛋白白蛋蛋白白1蛋蛋白白2蛋蛋白白n 根本概念根本概念 代謝庫(kù)、代謝庫(kù)、 通道、系統(tǒng)、通道、系統(tǒng)、 穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài) 模型模型 代謝庫(kù)模型示意圖 庫(kù) a庫(kù) b庫(kù) a庫(kù) b庫(kù) c庫(kù) 動(dòng)力學(xué)參數(shù)動(dòng)力學(xué)參數(shù)表示絕對(duì)速度的參數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間表示絕對(duì)速度的參數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入或分開(kāi)代謝庫(kù)的絕對(duì)量，內(nèi)進(jìn)入或分開(kāi)代謝庫(kù)的絕對(duì)量，以以F F表示。單位表示。單位 mmol(mg)/hr mmol(mg)/hr 或或其派生單位其派生單位更新速率更新速率(turnover rate)(turnover rate)輸入速率輸入速率(input rate)(inp

21、ut rate)輸出速率輸出速率(output rate)(output rate)產(chǎn)生速率產(chǎn)生速率(production rate) (production rate) 排除速率排除速率(disposal rate)(disposal rate)去除率去除率(clearance rate)(clearance rate)表示相對(duì)速度的常數(shù)：表示相對(duì)速度的常數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)某物質(zhì)在代謝庫(kù)中變化單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)在代謝庫(kù)中變化量或運(yùn)動(dòng)量相當(dāng)于庫(kù)大小的百分?jǐn)?shù)量或運(yùn)動(dòng)量相當(dāng)于庫(kù)大小的百分?jǐn)?shù)各種速率常數(shù)各種速率常數(shù)(rate constant)(rate constant)或或部分速率部分速率(fract

22、ional rate),(fractional rate),如如KxxKxx為更新速率常數(shù)為更新速率常數(shù)用時(shí)間來(lái)反映速度的參數(shù)：用時(shí)間來(lái)反映速度的參數(shù)： 更新時(shí)間更新時(shí)間(turnover time)(turnover time) 半更新時(shí)間半更新時(shí)間 (half time)(half time)各種參數(shù)的相互關(guān)系：各種參數(shù)的相互關(guān)系：1.1.每個(gè)庫(kù)的總輸入速率與總輸出每個(gè)庫(kù)的總輸入速率與總輸出速率相等，均等于庫(kù)的更新速率。速率相等，均等于庫(kù)的更新速率。 如如Fbb=Fab=Fba Fbb=Fab=Fba 、Faa=Fab+Fao=Fba+FoaFaa=Fab+Fao=Fba+Foa2.2.各

23、絕對(duì)速率各絕對(duì)速率F F等于速率常數(shù)等于速率常數(shù) K K與庫(kù)大小與庫(kù)大小P P的乘積。的乘積。 如如Kbb=Fbb/PbKbb=Fbb/Pb、Kaa=Faa/PaKaa=Faa/Pa3.3.絕大多數(shù)平衡系統(tǒng)的更新服絕大多數(shù)平衡系統(tǒng)的更新服從一級(jí)動(dòng)力學(xué)即更新時(shí)間和更從一級(jí)動(dòng)力學(xué)即更新時(shí)間和更新速率常數(shù)的關(guān)系與核衰變時(shí)新速率常數(shù)的關(guān)系與核衰變時(shí)平均全衰期和衰變常數(shù)的關(guān)系平均全衰期和衰變常數(shù)的關(guān)系類似，互為倒數(shù)。類似，互為倒數(shù)。 如如 T1/2a=0.693/Kaa=Ta/1.44T1/2a=0.693/Kaa=Ta/1.44 T1/2b=0.693/Kbb=Tb/1.44T1/2b=0.693/K

24、bb=Tb/1.44ktteAA 0 （ 單單 庫(kù)庫(kù) ）tktkOteAeAA20211 （ 雙雙 庫(kù)庫(kù) ）tktktkOteAeAeAA30320211 （ 三三 庫(kù)庫(kù) ） 時(shí) 相 曲 線 A At t（d dp pm m/ /m mg g） 1 10 00 00 00 0 正正常常大大鼠鼠 1 10 00 00 0 糖糖尿尿病病大大鼠鼠 1 1 2 2 3 3 4 4 t t（h hr r） 大大鼠鼠血血漿漿1 14 4C C- -葡葡萄萄糖糖時(shí)時(shí)相相曲曲線線 l ln nA At t A A0 01 1 A A0 02 2 A A0 01 1e e- -k k1 1t t A A0 02 2e e- -K K2 2t t t t A At t= =A Ao o1 1e e- -k k1 1t t + + A A0 02 2e e- -k k2 2t t 雙雙庫(kù)庫(kù)系系統(tǒng)統(tǒng)a a庫(kù)庫(kù)示示蹤蹤物物時(shí)時(shí)相相曲曲線線 lnBt B0 -B0e-k1t B0e-k2t t B Bt t= =- -B B0 0e e- -k k1 1t t + + B B0 0e e- -k k2 2t t 雙雙庫(kù)庫(kù)系系統(tǒng)統(tǒng)