同位素示蹤技術(shù)基礎

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1、同位素示蹤技術(shù)楊占山教授博導室主任放醫(yī)與公衛(wèi)學院放射毒理教研室Tel：65880062(o)E-mail：fd@suda.edu.cn第一章醫(yī)用同位素示蹤的基本知識一、概念放射性示蹤（radioactivetrace）：利用放射性核素或其標記物作為示蹤劑研究體內(nèi)外各種生物物質(zhì)或生命現(xiàn)象,應用輻射檢測儀器進行物質(zhì)動態(tài)變化規(guī)律的追蹤、定位或定量分析。放射性核素（radionuclide）：可自發(fā)地發(fā)生核衰變并可發(fā)射一定類型和能譜的射線，由一種核衰變成另一種核的核素。例如：61147Pm→β+62147Sm。核衰變以其特有的方式和速度進行，不受任何化學和生物作用的影響。同位素（iso

2、tope）：具有相同原子序數(shù)但質(zhì)量數(shù)不同的核素。如11H，12H，13H。分為：穩(wěn)定性同位素(stabilityisotope)放射性同位素(radioactiveisotope）同質(zhì)異能素（isomer）：具有相同質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)，處于不同核能態(tài)的一類核素，處于亞穩(wěn)態(tài)或激發(fā)態(tài)的原子與其相應的基態(tài)原子互稱為同質(zhì)異能素。如99mTc具有的能量高于99Tc放射性示蹤劑（radioactivetracer）：是以放射性為其鑒別特性的示蹤劑，它是化合物分子中，同一位置上的穩(wěn)定同位素的原子被同一元素的放射性同位素的原子所取代，在分子的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上沒有任何變化二、核衰變類型（typeofr

3、adioactivedisintegration）α衰變：原子核放出α粒子的放射性衰變。α粒子即氦原子核（24He）,由2個質(zhì)子和2個中子組成，帶2個正電荷，質(zhì)量較大。如88226Ra→86222Rn+α+4.785MeV（衰變能）β衰變：原子核放射出β粒子或俘獲軌道電子的放射性衰變。分為β-衰變和β+衰變β粒子是從零到全部衰變能的連續(xù)能譜組成的粒子流，質(zhì)量很小。β-衰變：是母體原子核一個中子放出一個負電子（e-）而轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子。故子體原子序數(shù)增加1，但質(zhì)量數(shù)不變。如：1532P→1632S+β-+v（反中微子）+1.71MeV（衰變能）β+衰變：是母體原子核一個質(zhì)子放出一個正電

4、子（e+）而轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?。故子體原子序數(shù)減1而質(zhì)量數(shù)不變。如：713N→613C+β++v（正中微子）+1.19MeV電子俘獲（EC）：母體原子核俘獲其軌道上的一個電子，使核中一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€中子，同時放出正中微子。如：2655Fe+e-→2555Mn+v+Q（衰變能）。俘獲電子后的空位由外層軌道電子躍遷來填補，多余能量①以標志X射線發(fā)出或②將能量傳給另一電子，使其脫離軌道成為自由電子，該電子稱俄歇電子。γ衰變：當不穩(wěn)定的核分裂或衰變成穩(wěn)定的核時，多余能量以γ線放出。γ是一種電磁輻射，不帶電，具有一定的質(zhì)量和能量。某些核素放出α，β射線后，子核處于激發(fā)態(tài)，當它回到基態(tài)或較低能級

5、時，多余能量以γ射線釋放出來，該過程稱為躍遷。也可將能量交給核外殼層電子，使其獲能脫軌為自由電子，該現(xiàn)象稱內(nèi)轉(zhuǎn)換。該電子稱內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。在發(fā)生內(nèi)轉(zhuǎn)換后，由于軌道上留下了空位，外層電子在躍遷過程中還會發(fā)生標志X射線或俄歇電子：見電磁輻射譜。三種輻射比較：2MeVa粒子，空氣射程0.01m，軟組織中0.01m，體內(nèi)電離密度6000/mm，行經(jīng)末端形成Braggpeak。2MeVβ粒子：空氣射程1.0m，軟組織1.0m，體內(nèi)電離密度6/mm。2MeVγ射線：空氣射程：100.0m，自由通過人體，體內(nèi)電離密度0.1/mm。三、衰變規(guī)律（disintegrationrule）放射性核素在單

6、位時間內(nèi)衰變的原子核數(shù)（即放射性活度）與在該時間內(nèi)未衰變的原子核數(shù)呈正比，并以指數(shù)規(guī)律隨時間而減少?？捎霉奖硎荆篘=N0e-入t入是衰變常數(shù)，即表示每一個原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的幾率。核衰變越快，則入越大。物理半衰期（Tp）：指放射性核素原子核數(shù)目衰變到原有的一半的需要的時間。Tp=0.693/入入=0.693/Tp生物半排期（Tb）：指進入體內(nèi)的核素通過生物體自然排除一半所需的時間有效半減期（Te）：由于放射性衰變和生物排除共同作用，使體內(nèi)核素原始放射性活度減少一半所需的時間。Te=Tb·Tp/（Tb+Tp）例如：131I的Tp=8.04天，Tb=138天則Te=138

7、×8.04/（138+8.04）=7.6天當Tb和Tp相差懸殊時，Te由短者決定。四、放射性活度放射性活度：放射性活度指放射性核素在單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的原子數(shù)目。SI單位是貝可（Becqueral，Bq），定義為一次衰變／s，即１Ｂq＝１s-1。專用單位是居里（Ci）：1Ci=3.7×1010Bq1mCi=3.7×107Bq1uCi=37KBq=37000×60s=2.22×106dpm1Bq≈2.703×10-11Cicpm=dpm×計數(shù)器效率比活度：指在單位質(zhì)量的某種物質(zhì)的放射性活度。