劉斯禹+韓雪+郭天超+高瑜+郭天飛+劉心怡

摘 要：隨著核技術(shù)的迅速發(fā)展，許多交叉學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。核醫(yī)學(xué)作為一種和平利用核技術(shù)的學(xué)科，憑借其具有的靈敏、簡便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。該文將對(duì)核技術(shù)在實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，內(nèi)容包括同位素標(biāo)記技術(shù)、同位素失蹤技術(shù)、放射自顯影技術(shù)、中子活化技術(shù)、體外放射分析技術(shù)。核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用是核技術(shù)應(yīng)用的一大進(jìn)步，也大大促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué) 同位素 中子活化分析 體外放射分析

中圖分類號(hào)：O571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（c）-0139-02

核技術(shù)是一門以核科學(xué)為基礎(chǔ)的，基于原子核科學(xué)理論的現(xiàn)代技術(shù)，也被稱為核科學(xué)技術(shù)。核科學(xué)技術(shù)發(fā)源于19世紀(jì)，經(jīng)過100多年的發(fā)展，仍然保持著旺盛的活力，是現(xiàn)代科學(xué)中一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。核技術(shù)的應(yīng)用是人們合理利用原子能的重要體現(xiàn)，隨著核技術(shù)的發(fā)展以及核技術(shù)的應(yīng)用，核技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療器械、材料、食品、國家安全等領(lǐng)域以及多種學(xué)科的基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用日益廣泛[1]。

20世紀(jì)30年代起，核技術(shù)已開始被應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，經(jīng)過近年來的發(fā)展，核醫(yī)學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一門建立在核技術(shù)和醫(yī)學(xué)之上的，涉及電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)、物理和生物學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新興學(xué)科。核探測方法不僅具有靈敏、簡便的優(yōu)點(diǎn)，還可以反映人體內(nèi)生理、生化過程及組織內(nèi)臟器形態(tài)，這為基礎(chǔ)研究和臨床診斷開辟了新的途徑[2]。

1 實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)

實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)是利用核素或核射線進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究的一類理論研究的統(tǒng)稱，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、物理等其他學(xué)科有著廣泛的交叉，其內(nèi)容主要包括同位素標(biāo)記技術(shù)、同位素示蹤技術(shù)、放射自顯影技術(shù)、中子活化分析和體外放射分析技術(shù)等。盡管目前核醫(yī)學(xué)的發(fā)展正面臨挑戰(zhàn)，以純基礎(chǔ)研究為主的實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)的發(fā)展受到資金投入的限制，但其作為核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)這一地位不可動(dòng)搖[3]。

2 核技術(shù)在實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

2.1 同位素標(biāo)記技術(shù)

同位素標(biāo)記技術(shù)在應(yīng)用于生物分子中時(shí)，主要分為兩大類，穩(wěn)定同位素標(biāo)記和放射性同位素標(biāo)記。二者原理不同，穩(wěn)定同位素標(biāo)記利用對(duì)象包括無放射性的穩(wěn)定同位素和無放射性的普通同位素，利用體內(nèi)標(biāo)記技術(shù)或者體外標(biāo)記技術(shù)，分別對(duì)生物分子進(jìn)行標(biāo)記，然后對(duì)二者進(jìn)行比較分析，確定相對(duì)含量的變化[4]。

Oda等人[5]曾利用體內(nèi)標(biāo)記技術(shù)將兩組生長情況完全一致的酵母分別置于含有14N核素 和15N核素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，并且成功的得到了14N核素和15N核素標(biāo)記的酵母；Krijgsveld等人[6]做了進(jìn)一步的工作，他們將15N標(biāo)記的大腸桿菌和酵母作為多細(xì)胞生物線蟲和果蠅的飼料，成功將15N引入到多細(xì)胞生物的蛋白質(zhì)中。C、H、P等同位素對(duì)蛋白質(zhì)的成功標(biāo)志，促進(jìn)了對(duì)藥物蛋白質(zhì)組學(xué)的研究[7]。

2.2 同位素示蹤技術(shù)與放射自顯影技術(shù)

同位素示蹤技術(shù)與同位素標(biāo)記技術(shù)的原理基本相同，利用核素對(duì)特定組分進(jìn)行標(biāo)記之后，通過觀察特定組分的轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行分析研究，主要用于藥學(xué)的研究。

莊毅等[8]曾利用32P、15N和86Rb核素進(jìn)行標(biāo)記，利用同位素示蹤技術(shù)證實(shí)了天麻塊莖以蜜環(huán)菌菌絲體作為主要營養(yǎng)源，除此之外，周圍土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)是其另一營養(yǎng)來源。蘭進(jìn)等[9]做了進(jìn)一步的研究，利用同位素示蹤技術(shù)確保了天麻在蜜環(huán)菌菌絲體不存在的情況下，依舊可以從周圍土壤中獲取營養(yǎng)。

放射自顯影技術(shù)是一種特殊的同位素示蹤結(jié)束，其以放射性核素作為示蹤劑，放射性核素發(fā)射出來的帶電離子（α或β粒子）能夠與鹵化銀進(jìn)行反應(yīng)，從而產(chǎn)生潛影，通過觀察銀粒位置與數(shù)量，進(jìn)行定位、定量分析。罔昌奎[10]曾利用放射自顯影術(shù)鑒定特異抗體，并發(fā)現(xiàn)放射自顯影技術(shù)能夠克服檢測血清特異抗體時(shí)往往出現(xiàn)假陽性結(jié)果這一問題。

2.3 中子活化分析

隨著中子源、探測器技術(shù)的迅速發(fā)展，近年來中子活化分析技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。中子活化分析主要是使中子與待測物質(zhì)中的穩(wěn)定性核素發(fā)生反應(yīng)，生成放射性核素，通過分析放射性核素發(fā)出的特征射線，確定核素的含量。中子活化分析可以被分為離體中子活化分析和活體中子活化分析。利用中子活化分析技術(shù)可以完成測量生物體內(nèi)某一元素的總含量等基礎(chǔ)研究，為生理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)的研究開辟了道路[11]。

2.4 體外放射分析技術(shù)

體外放射分析技術(shù)建立于上個(gè)世紀(jì)中葉，是一種在試管內(nèi)進(jìn)行的以放射性核素標(biāo)記的配體和結(jié)合體的反應(yīng)為基礎(chǔ)的技術(shù)，主要用于微量生物活性物質(zhì)的檢測。由Berson和Yalow[12]創(chuàng)立的放射免疫分析技術(shù)是體外放射分析技術(shù)中建立最早的、應(yīng)用最廣的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是放射化學(xué)和免疫學(xué)的有機(jī)結(jié)合，具有較高的特異性和靈敏度[13]。

在我國，放射免疫分析技術(shù)起步于20世紀(jì)60年代，由于具有價(jià)格低廉、準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)建立，應(yīng)用廣泛，尤其是在基層醫(yī)院，有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。據(jù)報(bào)道，截至2012年，我國每年有超過3 000萬的患者會(huì)接受放射免疫分析技術(shù)的檢查[14]。盡管目前放射免疫分析技術(shù)由于其環(huán)境污染等缺點(diǎn)已被逐步淘汰，但是，它在促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展方面有著不可取代的作用。

3 結(jié)語

核技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了核醫(yī)學(xué)的產(chǎn)生，核醫(yī)學(xué)是和平利用核能的有效手段，將核技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)是一次偉大的進(jìn)步。核醫(yī)學(xué)在我國有100年左右的發(fā)展歷史，而臨床應(yīng)用的歷史僅有半個(gè)世紀(jì)，作為一個(gè)比較年輕的學(xué)科，仍然具備著旺盛的發(fā)展活力。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃江.核技術(shù)應(yīng)用中若干技術(shù)問題研究[D].華中科技大學(xué)，2013.

[2] 容鐵華.核技術(shù)、核儀器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[C]//中國儀器儀表學(xué)會(huì)醫(yī)療儀器分會(huì).首屆中國儀器儀表學(xué)會(huì)醫(yī)療儀器分會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.中國儀器儀表學(xué)會(huì)醫(yī)療儀器分會(huì)，1993：8.

[3] 張永學(xué).實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)面臨的挑戰(zhàn)和角色轉(zhuǎn)變[J].中華核醫(yī)學(xué)與分子影像雜志，2015，35（5）：337-339.

[4] 歐陽玥，孫曉紅，閆靜，等.穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)在生物分子相對(duì)定量分析研究中的應(yīng)用與進(jìn)展[J].科學(xué)通報(bào)，2013（27）：2762-2778.

[5] Oda Y，Huang K，Cross F R，et al.Accurate quantitation of protein expression and site-specific phosphorylation[J].Proceedings of the National Academy of Sciences，1999，96（12）：6591-6596.

[6] Krijgsveld J，Ketting R F，Mahmoudi T，et al.Metabolic labeling of C.elegans and D.melanogaster for quantitative proteomics[J].Nature Biotechnology，2003，21（8）：927-931.

[7] 張曉玲，趙秀麗，武峰，等.同位素標(biāo)記相對(duì)和絕對(duì)定量技術(shù)在藥物蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)藥指南，2011，9（28）：5-8.

[8] 莊毅，王榮珍，張衛(wèi)芳，等.天麻的第二營養(yǎng)來源研究[J].植物分類與資源學(xué)報(bào)，1983（1）.

[9] 蘭進(jìn)，李京淑.同位素示蹤法研究天麻第二營養(yǎng)源[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，1993，7（4）：249-252.

[10] 罔昌奎.放射自顯影術(shù)在鑒定特異抗體中的應(yīng)用[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志，1987（1）：106-107.

[11] 王海嬰，夏世鈞.中子活化分析在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)中的應(yīng)用（綜述）[J].疾病預(yù)防控制通報(bào)，1990（2）：110-115.

[12] Berson S A，Yalow R S.Quantitative aspects of the reaction between insulin and insulin-binding antibody[J].Journal of Clinical Investigation，1959，38（11）：1996-2016.

[13] 賀佑豐.放射免疫分析及其進(jìn)展[J].同位素，1993（2）：116-124.

[14] 王丁泉.放射免疫分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].標(biāo)記免疫分析與臨床，2012，19（4）：249-251.