什么是示踪？ 所谓示踪就是指示行踪。
什么是放射性核素示踪技（radionuclide tracing technique）
就是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂(tracer)，通过探测放射性核素在发生核衰变过程中发射出来的射线，达到显示被标记的化学分子踪迹的目的，用以研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术。
放射性核素失踪技术的原理：同一性：放射性核素标记化学分子和相应的非标记化学分子具有的化学及生物学性质； 放射性核素的可探测新：放射性核素能自发地放射出射线，利用高灵敏度的仪器能进行定量、定位、定性探测，动态观察各种物质在生物体内的量变规律。
放射性核素示踪技术的特点
①灵敏度高：可以测定10-14～10-18g物质；②合符生理条件：不影响生物体原来状态，能反映机体真实的情况；③相对简便、实验误差小：可避免反复分离、纯化造成的损失；④定性、定量与定位研究相结合；缺点或不足：需专用的实验条件及必要的防护设备；标记核素的脱标可能对实验结果造成影响。
显像剂摄取机理。
1.体外示踪结合放射分析。2.物质代谢与转化的示踪研究3.细胞动力学分析4.活化分析 5．物质吸收、分布及排泄的示踪研究 6.放射性核素稀释法 7.放射自显影技（autoradiography，ARG）8、放射性核素功能测定
放射性核素显像的原理
脏器和组织显像的基本原理是放射性核素的示踪作用：
不同的显像剂在体内有其特殊的分布和代谢规律，能够选择性聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的γ射线，利用放射性测量仪器（γ相机、SPECT、PET 、SPECT/CT、PET/CT等）可在体外被探测、记录到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。
显像类型
1.根据影像获取的状态分为 ：①.静态显像（static imaging）：当显像剂在脏器内或病变处的浓度达到高峰且处于较为稳定状态时进行的显像。主要反映脏器的位置、大小、形态及功能等信息。
②.动态显像（dynamic imaging）：在显像剂引入体内后，迅速以设定的显像速度动态采集脏器的多帧连续影像或系列影像，称为动态显像。其不仅可以反映脏器的动脉血流灌注和组织内早期血液分布情况，还可以进行定量分析。
2.根据影像获取的部位分为: 全身显像（whole body imaging）和 局部显像（regional imaging）
3.根据影像获取的层面分为： 平面显像 和 断层显像
4.根据影像获取的时间分为：早期显像（early imaging）：显像剂引入后2H以内和
晚期显像（delayed imaging）：显像剂引入2H以后
5. 根据显像剂对病变组织的亲和力分为：阳性显像（positive imaging）又称热区显像（hot spot imaging），指在静态影像上主要以放射性比正常增高为异常的显像。 和 阴性显像（negative imaging），又称冷区显像（cold spot imaging）指在静态影像上主要以放射性比正常减低为异常的显像。 6. 根据显像时机体的状态分为： 静息显像 和 负荷显像
显像图分析要点：图像质量分析；掌握正常图像的特点；异常图像的分析
放射性核素显像的特点：可同时提供脏器组织的功能和结构变化，有助于疾病的早期诊断； 可用 于定量分析； 具有较高的特异性； 安全、无创
不同影像的比较
ECT主要反映脏器或组织的功能、血流与代谢，也反映其形态，但分辨率较CT,MRI差。
CT,MRI主要反映解剖学形态变化，分辨率较好，有时也反映其功能变化，但不如ECT
CT,MRI主要反映解剖学形态变化，分辨率较好，有时也反映其功能变化，但不如ECT
六、放射性核素显像的特点
1、不仅显示解剖结构，同时提供血流、功能、代谢和引流等方面的信息，有助于疾病的早期诊断。 例如： 脏器的血流灌注显像
2、可用于定量分析。
仪器可以采集某个特定区域的放射性读数进行定量分析（感兴趣区）
3、具有较高的特异性，可以在分子水平上进行显像
分子核医学、分子影像学
4、基本上皆为静脉注射显像剂，属无创性检查。
缺点：成像的信息量不是很充分，使影像的清晰度较差，影响对细微结构的精确显示 。
但PET/CT的出现很好的弥补了这个缺陷
放射性药物
定义：分子中含有放射性核素、符合药典要求、能直接用于人体进行临床诊断、治疗和科学研究的放射性核素及其标记化合物。
放射性药物的特点：1.具有放射性； 2.不恒定性； 3.引入量少； 4.辐射自分解
放射性药物的要求：1.合适射线类型和能量； 2.合适的物理半衰期； 3.生物学指标； 4.其他
显像剂的要求：①衰变方式：发射γ光子或X射线。 ②光子能量：γ照相或SPECT显像最适γ射线能量为100～200keV;PET显像则需511keV的高能光子； ③有效半衰期：
检查过程用时的1.5倍左右。④合适的标记位置：放射性核素必须标记在化合物结构的合适位置上，且不易脱标，能充分反映该化合物在体内的生物代谢过程。
医用放射性核素的来源：①Nuclear reactor：反应堆 ②Accelerator:主要是回旋加速器Cyclotron ③Radionuclide generator:放射性核素发生器 ④Other:从核燃料中获得。从天然物质中提取放射性核素。
二、被标记化合物的合成
被标记物可携带放射性核素并将其浓集在所希望的靶器官或组织，以达到显像的目的。
是指由有机或无机化学合成和经药物检测符合人体用药要求的“冻干品”和/或药盒，且 经各种化学和物理检测方法对其进行印证。
检测方法：熔点测定、元素分析、红外光谱、1H和13C核磁共振谱、化学或场解析质谱及X线晶体衍射分析等
三放射性核素标记技术：就是将放射性核素以一定的化学形式引入到物质的分子之中，使之成为物质分子中的重要组成成分的一门技术。它包括放射性核素的标记、分离、纯化和鉴定等步骤。
常用标记方法
1、同位素交换法（AX + BX* AX* + BX）
利用不同化学状态下，同一元素的两种同位素之间的互相交换而制得所需标记化合物
的方法。特点：1同位素交换法制备标记化合物不需要前体，方法简便，易于操作，适宜于稀有、结构复杂的有机化合物的标记。2但总体来说，较难制得高比活度标记化合物，其稳定性也较差。
2、化学合成法
定义：通过各种化学反应，将放射性核素引入到待标记化合物特定位置上的标记方法。是制备标记化合物的主要方法。
不同之处在于：①合成的路线可能不同。②合成所需要的前体常需自行合成。③需要考虑放射性核素标记的位置。④为了提高放射性核素利用率，常在合成的最后一、二步引入放射性核素。
特点：①化学合成法能制备高比活度的标记化合物，标记位置明确，②稳定性佳，③产品易于纯化。
3、生物合成法
特点：①生物合成法 可以制备一般的化学合成法难于合成的生物活性物质，例如特定的旋光异构体等。 ②不能定位标记，比活度低。
4、络合/螯合法（直接、间接）
利用核反应产生放射性核素的高动能作用与有机化合物分子发生反应，生成放射性核素的标记化合物。例如：3He(n,p)3H; 14N(n,p)14C等反应中生成的放射性核素取代有机化合物分子中相应的稳定性原子。
同位素标记与非同位素标记
（1） 同位素标记（isotopic labeling）：利用与分子中原有原子相同元素的放射性同位素所进行的标记。同位素标记所产生的放射性标记化合物可保持原有化合物的性质。
（2） 非同位素标记(non-isotopic labeling）：向分子中引入的放射性核素不是物质分子中固有核素的同位素的标记。
放射性药物标记制备中应考虑的因素：
1、标记物的稳定性 ； 2、失活或变性； 3、同位素效应； 4、辐射自分解
碘可标记：核酸、蛋白质、胆固醇、受体、配体等
同位素标记（isotopic labeling）
利用与分子中原有原子相同元素的放射性同位素所进行的标记。同位素标记所产生的放射性标记化合物可保持原有化合物的性质。
非同位素标记(non-isotopic labeling）
向分子中引入的放射性核素不是物质分子中固有核素的同位素的标记。
四、放射性标记化合物的纯化、鉴定
放射性杂质的来源 ：标记和贮存中产生。
贮存过程中产生放射性杂质的原因主要是辐射自分解。
放射性核素标记产物，必须进行必要的纯化，使用前也应进行放射化学纯度的监测
根据有无分解进行纯化。
标记物的纯化方法：最常用的有效方法是色谱法，或叫层析法。主要有柱层析、薄层层析和纸层析，凝胶过滤法，高效液相色谱和气相色谱也是目前常采用的方法。其次还有透析法和电泳法等。
（1）纸层析（paper chromatography, PC）纯化：纸层析是以层析纸作为固定相，以适当的展开剂作为流动相，当样品随着流动相从点样的下端沿着纤维素分子上行时，由于样品组分的性质不同，在固定相上的吸附能力和在流动相中的溶解度的不同，各个组分在固定相上的移动距离也就不同，从而使各个组分能有效地分开。
五、放射性药物的质量控制
物理要求：外观、性状；放射性活度、放射性核纯度；颗粒度
化学要求：化学纯度、放化纯度、稳定性；载体；酸碱度
生物要求：无菌、无毒性；生物活性、免疫活性；生物稳定性
放射性核纯度
定义：指特定放射性核素的放射性占总放射性的百分数
测定方法：能谱法 屏蔽法 半衰期法
放射化学纯度
指以特定化学形态存在的放射性核素活度占样品总活度的百分数。
测定方法
1. 纸层析法（paper chromatography, PC）
2. 薄层色谱法（TLC） 固定相：硅胶板
3. 高效液相色谱（HPLC） 分离速度快、分离效率高
放射自显影
定义：放射自显影:利用射线使感光材料感光形成潜影，经显影定影后形成图像；判断放射性示踪剂的分布部位和数量（半定量）的技术。
带电粒子显影、定影放射性同位素感光材料潜影显象（银粒分布部位及数量）定
位、定量
放射自显影的优点：1）灵敏度高。2）定位准确，能把定位和定量结合分析（半定量）3）感光材料具有累积成像的效应，所需的放射性物质可极微量。4）操作简单易行，不需要复杂昂贵的设备。5）形态、机能和代谢的综合分析 6）结果可以长期保存
缺点 局限性：1、实验周期长。2、定量不准确，只能半定量。
二 放射自显影的原理
射线使感光材料感光在示踪剂所在原位置出现银颗粒沉积定影手段固定银颗粒
结果观察
射线的感光性--潜影形成的原理：①和普通光学摄影原理相同；②利用射线使感光材料感光在标本中放射性存在的原位置出现银颗粒的沉积。
1、电离：释放电子2、Ag+离子向敏化中心移动：3、形成潜影
三、放射自显影的材料
1、组成:A由银盐和明胶组成。B银盐多为卤化银，如溴化银。C明胶主要起支持作用；吸水膨胀后具有通透性
2、分类：（1）原子核乳胶：（2）氚片：（3）X线片：（4）自显影增强剂：（5）磷屏成像：
四 放射自显影的基本技术和方法
（一）主要类型： 宏观自显影：常用肉眼、放大镜或低倍显微镜观察。用灰度或黑度对比来判断示踪剂的部位和数量。优点是可以同时观察各脏器、组织中放射性示踪剂的分布，多用于小动物的整体标本，大动物的脏器或肢体，以及各种电泳谱、色谱和免疫沉淀板等的示踪研究。
1、 光镜自显影：以光学显微镜为工具进行观察，以镜下的银颗粒分布及数量来判断放射性核素示踪剂的部位和数量。镜下的银颗粒为黑色或深棕色的小圆点适用于冰冻组织切片、石蜡组织切片，血细胞涂片、骨髓细胞涂片等标本的示踪研究。
2、 电镜自显影：以电子显微镜观察，以电镜下银颗粒的分布及数量来判断。电镜下电子轨迹为蛇样扭曲。适用于细胞超微结构上的精确定位和定量
基本方法
1示踪：向实验动物体内或离体标本上引入放射性核素标记物。
2标本制备：取生物标本并制备成含放射性核素的切片、涂片
3自显影制备：暗室中在制备的标本上敷加感光材料。
4曝射：避光条件下核射线作用于感光乳胶。
5照相处理：显影、定影、水洗、干燥、染色、封固。
6阅读分析。
四大医学影像手段：放射性核素显像； X射线与CT； 核磁共振； B超
二、定义：放射性核素显像是根据放射性核素示踪原理，利用放射性核素或其标记化合物在体内代谢分布的特殊规律，从体外获取脏器和组织功能、结构影像的核医学技术。
三、基本原理
放射性核素显像技术基础：放射性核素示踪技术
同一性和可区别性
基本原理：①具有能够选择性聚集在特定脏器、组织和病变的示踪剂，使该组织与邻近正常组织之间的放射性浓度差达到一定程度；②利用核医学显像装置可探测并显示这种放射性浓度差
放射性核素显像的特点
1、不仅显示解剖结构，同时提供血流、功能、代谢和引流等方面的信息，有助于疾病的早期诊断
2、可用于定量分析。
仪器可以采集某个特定区域的放射性读数进行定量分析（感兴趣区）
3、 具有较高的特异性，可以在分子水平上进行显像
4、 基本上皆为静脉注射显像剂，属无创性检查
缺点：成像的信息量不是很充分，使影像的清晰度较差，影响对细微结构的精确显示 。
但PET/CT的出现很好的弥补了这个缺陷
分子核医学(molecular nuclear medicine) ：在活体内以生物大分子作为靶目标的分子成像技术。 在分子水平揭示生理、生化、代谢变化
（二）分子核医学的主要特点——分子识别
主要内容：靶向诊断、靶向治疗、代谢显像、受体显像、基因显像、免疫显像等。
分子识别是分子核医学重要理论基础
核医学分子显像的特点：
①分子靶向而不是靶向组织器官。
②分子靶向是信号分子和靶分子的相互作用。
③信号分子是放射性核素标记的病变标志物或其天然配体类似物。
④靶分子是在病理生理情况下存在的分子类物质如受体、抗原、转运体、酶、基因、DNA蛋 白、RNA等在疾病情况下的异常表达。
分子靶向制剂作为放射性药物，在有靶分子表达的组织或细胞中与靶分子结合。
结合具有：高特异性 (Specificity)；高亲和性 (Avidity)；高选择性 (Selectivity)
RII 、RIT的原理
放射免疫显像RII：放射性核素标记肿瘤相关抗原的特异性抗体，与肿瘤相应抗原特异结合，使肿瘤组织内浓聚大量放射性核素，通过体外显像可对肿瘤进行定位和定性诊断
放射免疫治疗RIT：利用发射局部作用较强的射线的放射性核素标记抗体(α、β射线或俄歇电子等），衰变过程中的辐照作用破坏或干扰肿瘤细胞的结构或功能，起到抑制、杀伤肿瘤细胞的治疗作用
显像仪器
放射性仪器总论
一、概述：核医学仪器是能够将电离辐射的辐射能转换为电能、光能等信号，并对信号进行处理的仪器。
探测原理：射线与物质的相互作用。
1.电离作用:指带电粒子使物质的中性原子失去轨道电子而形成离子的过程
2.激发作用3.湮灭辐射4.光电效应
图像融合技术是将来自相同或不同成像方式的图像进行一定的变换处理，使其之间的空间位置、空间坐标达到匹配的一种技术。 PET/CT以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。
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