本科放射性示蹤技術ppt課件

1、放射性核素示蹤技術Radioactive Nuclide Tracer Method思索題思索題1 1如何評價某新型擴冠脈新藥對心如何評價某新型擴冠脈新藥對心肌營養(yǎng)性血流量的影響？肌營養(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對從某中藥中提獲得某單體能夠對瘤細胞瘤細胞DNADNA合成有抑制造用，如合成有抑制造用，如何設計一體外實驗進展驗證？何設計一體外實驗進展驗證？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對消化道出血的治療效果？對消化道出血的治療效果？一、概念放射性核素示蹤技術是利用放射性核素及其標志化合物作示蹤劑來研討生

2、物體內各種代謝物質的吸收、分布、排泄、轉移規(guī)律及疾病診斷的一門科學。 Label: 放射性核素放射性核素Substance：察看對象：察看對象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 術術* * *放射性核素稀釋法放射性核素稀釋法* * *物質吸收、分布、轉化、物質吸收、分布、轉化、 排泄的示蹤研討排泄的示蹤研討* *放射性核素示蹤動力學放射性核素示蹤動力學細胞動力學的示蹤研討細胞動力學的示蹤研討藥物代謝反響機制的示蹤研討藥物代謝反響機制的示蹤研討 分子生物學的示蹤研討分子生物學的示蹤

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 放射性核素及標志化合物與放射性核素及標志化合物與 相應普通原子及分子具一樣相應普通原子及分子具一樣 的生物學性質的生物學性質. .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三、放射性核素示蹤的特點 靈敏度高靈敏度高 檢測方法簡單檢測方法簡單 符合生理條件符合生理條件 定位準確定位準確 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質譜譜層層析

4、析放射性核素示蹤技術10-210-810-81 0 -1010-1510-18 常常 用用 分分 析析 技技 術術 的的 可可測測 范范 圍圍四、常用示蹤方法及其運用四、常用示蹤方法及其運用 放射性核素稀釋法放射性核素稀釋法 物質吸收示蹤法物質吸收示蹤法 物質轉化示蹤法物質轉化示蹤法 物質分布示蹤法物質分布示蹤法 物質示蹤動力學物質示蹤動力學( (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量：混合前示蹤劑比活度與質量 S S2 2、m m2 2：混合后的比活度及非標記物質量：混合后的比活度及非標記物質量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 標標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通通過過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標記記谷谷氨氨酸酸 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測得得其其比比活活度度為為 3 32 28 8d dp pm m/ /m mg g，求求標標記記谷谷氨氨酸酸的的量量及及蛋蛋白白中中標標記記谷谷氨氨酸酸的的重重量量百百分分比比？標標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）物質吸收的示蹤研究（二）物質吸收的示蹤研究 1.1. 物質吸收率的示蹤研究物質吸收率的示蹤研究 觀察未吸收殘余量觀察未吸收殘余量 時相曲線時相曲線時相曲線下面積時相曲線下面積area under curve AUC)生物利用度生物利用度(bioavailability) 絕對生物利用度絕對生物利用度(absolute bioavailability 相對生物利用度相對生物利用度(relative bioavailability) 血漿中示蹤物的含量測定血漿中示蹤物的含量測定Dpm/mlDpm/ml 10 10 20 20 小時小時 血漿示蹤物濃度時相曲線血漿示蹤物

9、濃度時相曲線ivoral100%AUCAUC ivO絕絕對對生生物物利利用用度度100%AUCAUC 2O1 O相相對對生生物物利利用用度度100%AUC AUC 血血管管內內血血管管外外生生物物利利用用度度 1 10 0 2 20 0 小小時時 口口服服與與靜靜脈脈注注射射A AU UC C計計算算絕絕對對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 兩兩種種口口服服方方案案A AU UC C計計算算相相對對生生物物利利用用度度 整體計數法測定吸收率整

10、體計數法測定吸收率 尿排出量測定尿排出量測定 2. 2. 物質吸收化學形狀的示蹤研討物質吸收化學形狀的示蹤研討 3. 3. 物質吸收部位的示蹤研討物質吸收部位的示蹤研討三物質轉化示蹤研討三物質轉化示蹤研討參入實驗參入實驗: :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能能否為產物和前身物的關系或轉否為產物和前身物的關系或轉化的必要條件化的必要條件 A A B B ？ * *A A * * B B 主要參數主要參數 %100 前身物總放射性前身物總放射性產物總放射性產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物比活度產物比活度相對比放射性相對比放射性 基基本本原原理

11、理 參入實驗的類型參入實驗的類型 整體參入實驗整體參入實驗 離體參入實驗離體參入實驗 參入實驗運用參入實驗運用 1.1.淋巴細胞轉化實驗淋巴細胞轉化實驗細胞免疫功能細胞免疫功能腫瘤細胞增殖腫瘤細胞增殖鉛中毒病人淋巴細胞轉化率鉛中毒病人淋巴細胞轉化率 淋巴細胞轉化率104CPM/ 106淋巴細胞 病人 n=60 21.2710.32 正常 n=100 48.9621.462.2.代謝物轉化實驗代謝物轉化實驗 細菌放射呼吸實驗：細菌放射呼吸實驗： 原理原理 ： 細菌細菌CO2 CO2 14C- 14C-葡萄糖、葡萄糖、14C-14C-氨基酸氨基酸 14CO2 14CO2 設備：細胞代謝快速閃爍計數

12、器設備：細胞代謝快速閃爍計數器 濾膜濾膜 培育液細菌放射呼吸實驗的運用：細菌放射呼吸實驗的運用： 生長指數生長指數GIGI測定：測定：GI=Ci/C0 GI=Ci/C0 GI GI3 3 為陽性為陽性 細菌倍增時間細菌倍增時間t2xt2x測定：測定： logR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/KlogR2-logR1=K(t1-t2) t2x=0.301/K R2 R2 為為t2t2的計數，的計數，R1 R1 為為t1t1的計數，的計數，K K為為對數生長期的速度常數。對數生長期的速度常數。常見需氧菌倍增時間常見需氧菌倍增時間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產產氣氣桿桿菌菌28.70.5枯枯草草桿桿菌菌48.82.3腸腸炎炎沙沙門門氏氏菌菌43.75.5福福氏氏痢痢疾疾桿桿菌菌51.54.1粘粘質質沙沙雷雷氏氏菌菌44.31.6宋宋內內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74.58.73.3.參入競爭抑制實驗：體外抗腫瘤藥物挑選參入競爭抑制實驗：體外抗腫瘤藥物挑選 卵巢癌常用化療藥物體外敏感實驗卵巢癌常用化療藥物體外敏感實驗 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 75.27四物質分布的示蹤研討四物質分布的示蹤研討物質在組織、臟器濃集并保管物質在組織、臟器濃集并保管一定時間是該物質對器官或組一定時間是該物質對器官或組織發(fā)揚作用的前提織發(fā)揚作用的前提18F-DG-18F-DG-腦、心肌腦、心肌14C-14C-氟烷氟烷-大腦、小腦白質大腦、小腦白質35S-35S-乙酰唑胺乙酰唑胺-海馬海馬 3H- 3H-青蒿素青蒿素-瘧原蟲質膜與瘧原蟲質膜與 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時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 灰灰質質 視視皮皮質質 2 20 0. .3 3 1 17 7. .0 0 聽聽皮皮質質 2 29 9. .3 3 2 21 1. .0 0 側側 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 側側丘丘系系 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白白質質 內內 囊囊 5 5. .9 9 5 5. .5 5 小小腦腦白白質質 6 6. .7 7 6 6. .1 1主要參數：主要參數： 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、在體內分布的示蹤研討藥物毒物在體內分布的示蹤研討生理物質在體內分布的示蹤研生理物質在體內分布的示蹤研特定標志物的示蹤研討特定標志物的示蹤研討 標志單克隆抗體標志單克隆抗體 * *標志受體配基標志受體配基 標志互補標志互補RNARNA或或DNADNA五放射性示蹤動力學五放射性示蹤動力學以放射性標志物研討其進入機以放射性標志物研討其進入機體后的攝取、排泄、轉化和代體后的攝取、排泄、轉化和代謝的運動過程，并經過數學運謝的運動過程，并經過數學運算求出動力學參數，從而了解算求出動力學參數，從而了解物質在體內的動態(tài)變化特征。物質在體內的動態(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、代謝庫、 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 代謝庫模型示意圖 庫 a庫 b庫 a庫 b庫 c庫 動力學參數動力學參數表示絕對速度的參數：單位時間表示絕對速度的參數：單位時間內進入或分開代謝庫的絕對量，內進入或分開代謝庫的絕對量，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)產生速率產生速率(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)表示相對速度的常數：表示相對速度的常數：單位時間內某物質在代謝庫中變化單位時間內某物質在代謝庫中變化量或運動量相當于庫大小的百分數量或運動量相當于庫大小的百分數各種速率常數各種速率常數(rate constant)(rate constant)或或部分速率部分速率(fract

22、ional rate),(fractional rate),如如KxxKxx為更新速率常數為更新速率常數用時間來反映速度的參數：用時間來反映速度的參數： 更新時間更新時間(turnover time)(turnover time) 半更新時間半更新時間 (half time)(half time)各種參數的相互關系：各種參數的相互關系：1.1.每個庫的總輸入速率與總輸出每個庫的總輸入速率與總輸出速率相等，均等于庫的更新速率。速率相等，均等于庫的更新速率。 如如Fbb=Fab=Fba Fbb=Fab=Fba 、Faa=Fab+Fao=Fba+FoaFaa=Fab+Fao=Fba+Foa2.2.各

23、絕對速率各絕對速率F F等于速率常數等于速率常數 K K與庫大小與庫大小P P的乘積。的乘積。 如如Kbb=Fbb/PbKbb=Fbb/Pb、Kaa=Faa/PaKaa=Faa/Pa3.3.絕大多數平衡系統(tǒng)的更新服絕大多數平衡系統(tǒng)的更新服從一級動力學即更新時間和更從一級動力學即更新時間和更新速率常數的關系與核衰變時新速率常數的關系與核衰變時平均全衰期和衰變常數的關系平均全衰期和衰變常數的關系類似，互為倒數。類似，互為倒數。 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 庫庫 ）tktkOteAeAA20211 （ 雙雙 庫庫 ）tktktkOteAeAeAA30320211 （ 三三 庫庫 ） 時 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- -葡葡萄萄糖糖時時相相曲曲線線 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 雙雙庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)a a庫庫示示蹤蹤物物時時相相曲曲線線 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 雙雙庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)