鄒美芬，徐希杰，徐 棟，欽曉峰

（國家衛(wèi)生健康委員會(huì)核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇省分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所，江蘇無錫 214063）

0 引言

磷屏成像系統(tǒng)應(yīng)用于研究放射性核素標(biāo)記化合物在機(jī)體、組織和細(xì)胞中的分布定位、作用機(jī)理、作用部位等體外分析指標(biāo)，相比于傳統(tǒng)的放射自顯影技術(shù)[1-2]，磷屏成像系統(tǒng)無需膠片、暗室設(shè)備及沖洗底片，且其成像速度快，能夠一步到位完成整個(gè)分析過程。單位于2007 年購置一臺(tái)由PE 公司生產(chǎn)的Cyclone Plus 磷屏成像系統(tǒng)，將該儀器和冷凍切片聯(lián)合使用[3]，研究放射性核素標(biāo)記化合物在組織切片中的濃聚部位和灰度值[4]，操作方便快捷，具有高靈敏度、高分辨率、圖像清晰等特點(diǎn)，主要用于單位核醫(yī)藥學(xué)、細(xì)胞與分子生物學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)等方面的研究。

1 磷屏成像系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)原理

放射性核素標(biāo)記化合物如電泳凝膠、簿層層析、組織切片置于磷屏上曝光，其曝光過程中因核素衰變而產(chǎn)生的β 射線激發(fā)磷屏分子，磷屏分子吸收能量，發(fā)生氧化反應(yīng)，以高能氧化態(tài)形式存儲(chǔ)能量。當(dāng)激光掃描磷屏?xí)r，處于激發(fā)態(tài)的磷屏分子發(fā)生還原反應(yīng)，從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)磷屏分子儲(chǔ)存的能量以光子形式釋放。利用光電倍增管捕獲特定波長的激發(fā)光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，得到的電信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理形成屏幕圖像并保存[5]，分析屏幕圖像，對(duì)樣品中的標(biāo)記物進(jìn)行定位和定量分析。

1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

Cyclone Plus 磷屏成像系統(tǒng)用高效磷屏替代傳統(tǒng)的放射自顯影膠片，采用高性能固體紅色激光共聚焦光學(xué)系統(tǒng)和螺旋式掃描系統(tǒng)。其中，高效磷屏可重復(fù)使用，靈敏度高（較普通膠片高數(shù)十倍），曝光時(shí)間短（較普通膠片可縮短20 倍以上）；高性能固體紅色激光共聚焦光學(xué)系統(tǒng)，能夠更有效地捕獲光信號(hào)，具有良好的靈敏度和寬泛的線性動(dòng)態(tài)范圍（寬達(dá)105 的線性范圍），能夠?qū)悠分械臉?biāo)記物進(jìn)行更精準(zhǔn)的定量分析；螺旋式掃描系統(tǒng)提高掃描成像速度，從開始掃描到獲取完整圖像僅需3 min，結(jié)合具有強(qiáng)大的圖像分析功能的OptiQuant 軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)圖像顯示。

2 應(yīng)用案列

2.1 樣品制備

向?qū)嶒?yàn)?zāi)Ｐ托∈笪察o脈注射放射性強(qiáng)度為300 μCi 的核素18F 標(biāo)記的化合物，20 min 后斷頭處死，解剖整體取出腦及腦內(nèi)腫瘤物。預(yù)先開啟MICROM 公司的HM525 冷凍切片機(jī)，設(shè)置冷凍室溫度為-20 ℃，將新鮮腦及腦內(nèi)腫瘤物放置冷凍切片機(jī)腔室內(nèi)預(yù)凍30 min。然后，將樣品組織置于樣品架，周圍用包埋劑包埋，繼續(xù)冷凍30 min。最后，對(duì)整體矢狀面進(jìn)行切片處理，切片厚度為20 μm，將組織切片粘貼于普通載玻片上，整齊排列載玻片并用保鮮膜包裹備用。

2.2 曝光

首先用清屏器去除磷屏上因曝光而殘留的放射性核素，將樣品放于曝光盒內(nèi)，磷屏倒扣于樣品上，合上曝光盒，并用盒蓋上的壓條扣緊盒蓋，使其處于完全密閉無漏光的環(huán)境下（圖1）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)使用的放射性核素種類及其放射性強(qiáng)度，選擇室溫曝光時(shí)間為3 h。

圖1 曝光盒

2.3 掃描成像

打開磷屏成像系統(tǒng)的掃描滾筒卡口，將已達(dá)到曝光時(shí)間的磷屏卡入掃描滾筒上，掃描滾筒放入磷屏成像系統(tǒng)（圖2），啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，利用OptiQuant 軟件的掃描模式對(duì)磷屏進(jìn)行掃描，3 分鐘掃描完成生成圖像（圖3）。從圖3 中能看出有腫瘤部位的光強(qiáng)度攝取明顯高于正常，箭頭所示區(qū)域即為腫瘤部位，定性為高濃度攝取。

圖2 磷屏成像系統(tǒng)

圖3 掃描生成圖像

2.4 圖像分析

用OptiQuant 軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析。選取描邊工具，將圖4 中的“7”作為本底區(qū)域，沿每個(gè)腦切片圖像的邊緣圈出感興趣區(qū)（圖4），得到感興趣區(qū)的光強(qiáng)度值。根據(jù)每個(gè)腦切片的光強(qiáng)度值（表1）進(jìn)行定量分析。

表1 腦切片的光強(qiáng)度值

圖4 矢狀面腦切片感興趣區(qū)域及本底

3 維護(hù)

實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)及系統(tǒng)維護(hù)要求如下：

（1）整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程都處于放射性環(huán)境下，要嚴(yán)格按照放射性操作規(guī)程做好個(gè)人防護(hù)，防止污染周圍環(huán)境。

（2）冷凍切片組織樣品粘貼于普通載玻片上，但是載玻片邊緣比較鋒利，在使用前需用透明膠布包裹四周邊緣，保持載玻片邊緣光滑，以防止扣緊盒蓋時(shí)產(chǎn)生的壓力對(duì)磷屏引起損傷。

（3）磷屏是反復(fù)使用的，使用前需用清屏器清屏，以免與前一次曝光樣品發(fā)生重影。

（4）樣品一定要用保鮮膜包裹，以免磷屏被放射性核素污染。

（5）磷屏易吸水，但樣品需干燥后才能進(jìn)行曝光操作，故閑置用時(shí)要將磷屏放置干燥箱內(nèi)并定期更換干燥劑。在濕度特別大的天氣下，需開啟去濕機(jī)，保持室內(nèi)干燥。

4 結(jié)束語

磷屏成像系統(tǒng)是新一代無膠片放射自顯影儀器，磷屏可反復(fù)使用，無需暗室，無需進(jìn)行化學(xué)處理，減少了化學(xué)廢棄物的產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)，是核醫(yī)學(xué)科研工作中不可或缺的重要手段。平時(shí)注意對(duì)磷屏成像系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，可以有效延長儀器的使用壽命，提高儀器的工作效率。Cyclone Plus 磷屏成像系統(tǒng)自購買至今已達(dá)14 年之久，儀器運(yùn)轉(zhuǎn)良好，使用頻率逐年增加，在單位核醫(yī)藥學(xué)、細(xì)胞與分子生物學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)等研究中發(fā)揮著重要作用。