临床放射线测定是将放射性药物引入体内后,对全身或部分身体的放射性进行测量。临床实践中通常使用发射γ射线的放射性核素。将含有此类放射性核素的放射性药物引入体内后,其辐射会被位于患者身体相应部位上方的闪烁探测器捕获。研究结果通常以一定时间内记录的脉冲数或计数率(以每分钟脉冲数为单位)的形式显示在光板上。在临床实践中,这种方法并不重要。它通常用于需要识别和评估因疏忽或灾难等意外原因进入人体的放射性核素的情况。
一种更有趣的方法是全身放射线测定法。在这种方法中,受试者被安置在一个特殊的低本底室中,室内装有多个特殊定向的闪烁探测器。这种方法可以在受天然放射性背景辐射影响最小的情况下记录全身的放射性辐射,众所周知,在地球表面的某些区域,天然放射性背景辐射可能非常高。如果在放射线测定过程中,身体的任何部位(器官)被铅板覆盖,则可以评估该部位(或位于铅板下的器官)对全身放射性的贡献。通过这种方式,可以研究蛋白质、维生素和铁的代谢,并确定细胞外水的含量。这种方法也用于检查意外摄入放射性核素的人(而不是传统的临床放射线测定法)。
自动化辐射计用于实验室辐射测量。它们将装有放射性物质的试管放置在传送带上。在微处理器的控制下,试管自动送入孔内计数器窗口;辐射测量完成后,试管自动更换。测量结果在计算机中计算,经过适当处理后,发送到打印设备。现代辐射计可以自动执行复杂的计算,医生可以立即获得相关信息,例如,血液中激素和酶的浓度,这些信息可以指示测量的准确性。如果实验室辐射测量的工作量较小,则可以使用更简单的辐射计,手动移动试管并进行手动辐射测量,采用非自动化模式。
体外放射性核素诊断(源自拉丁语vitrum,意为玻璃,因为所有研究均在试管中进行)是指微量分析,处于放射学和临床生物化学之间的边缘地位。它可以检测生物体液(血液、尿液)中各种内源性和外源性物质的存在,这些物质的浓度可忽略不计,或者用化学家的话来说,浓度几乎消失。这些物质包括激素、酶、用于治疗目的的药物等。
在各种疾病中,例如癌症或心肌梗塞,体内都会出现与这些疾病相关的特定物质。这些物质被称为标记物(源自英文mark)。标记物的浓度与激素一样微乎其微:实际上,1毫升血液中只有单个分子。
所有这些研究都以其独特的准确性而闻名,它们都可以通过放射免疫学分析进行。这项技术由美国研究人员S. Berson和R. Yalow于1960年开发,他们随后因此获得了诺贝尔奖。放射免疫学分析在临床实践中的广泛应用标志着微量分析和放射性核素诊断的革命性飞跃。医生们第一次有机会,而且是真正的机会,来揭示许多疾病的发展机制,并在早期阶段进行诊断。内分泌科医生、治疗师、产科医生和儿科医生对这种新方法的重要性感受最为深刻。
放射免疫学方法的原理包括所需的稳定和相似的标记物质与特定受体系统竞争性结合。
为了进行这样的分析,需要生产标准试剂组,每种试剂组都用于测定特定物质的浓度。
如图所示,结合系统(通常是特异性抗体或抗血清)同时与两种抗原相互作用,其中一种是目标抗原,另一种是其标记类似物。所用溶液中的标记抗原含量通常多于抗体含量。在这种情况下,标记抗原和未标记抗原之间会展开一场争夺抗体的真正斗争。后者属于G类免疫球蛋白。
它们必须具有高度特异性,即仅与所研究的抗原发生反应。抗体在其开放的结合位点上仅接受特定抗原,且其数量与抗原的数量成正比。这种机制被形象地描述为“锁钥”现象:反应溶液中目标抗原的初始含量越高,结合系统捕获的抗原放射性类似物就越少,未结合的部分也就越多。
在测定患者血液中目标物质浓度的同时,在相同条件和相同试剂下,对已精确测定目标抗原浓度的标准血清进行研究。根据反应组分放射性活度的比值,绘制校准曲线,该曲线反映样品放射性活度与目标物质浓度的关系。然后,通过将患者血液样本的放射性活度与校准曲线进行比较,即可确定样品中目标物质的浓度。
放射性核素体外分析最初被称为放射免疫学分析,因为它基于抗原抗体免疫反应。然而,后来出现了其他类型的体外研究,其目的和方法相似,但在细节上有所不同。例如,如果使用抗体而不是抗原作为标记物,则该分析称为免疫放射分析;如果使用组织受体作为结合系统,则称为放射受体分析。
体外放射性核素研究包括4个阶段。
- 第一阶段是将待分析的生物样本与试剂盒中含有抗血清(抗体)和结合系统的试剂混合。所有溶液操作均使用专用半自动微量移液器进行,部分实验室则使用机器进行。
- 第二阶段是混合物的孵育。该阶段持续进行直至达到动态平衡:根据抗原的特异性,孵育持续时间从几分钟到几小时甚至几天不等。
- 第三阶段是分离游离放射性物质和结合放射性物质。为此,使用试剂盒中提供的吸附剂(离子交换树脂、活性炭等),沉淀出较重的抗原抗体复合物。
- 第四阶段是样品的辐射测量、校准曲线的构建、目标物质浓度的测定。所有这些工作均使用配备微处理器和打印机的辐射计自动完成。
综上所述,放射免疫分析基于放射性抗原标记。然而,原则上其他物质也可用作抗原或抗体标记,特别是酶、发光团或强荧光分子。这构成了新型微分析方法的基础:免疫酶法、免疫发光法、免疫荧光法。其中一些方法前景广阔,并与放射免疫学研究形成竞争。