2. 江苏省原子医学研究所分子影像中心
正电子发射断层显像技术(Positron Emission Tomography,PET)是利用正电子核素标记的示踪剂进行活体显像,能够无创、动态、定量地从分子水平观察活体生理生化变化特点的一种定量显像技术,在临床诊治和临床前研究中具有重要应用价值[1, 2]。11C和18F是常用的正电子显像核素,由于其通过回旋加速器核反应制备生产,使用成本较高,供应不便[3]。
68Ga是一种新型正电子核素,可通过68Ge-68Ga发生器方便获得。母体68Ge的半衰期为287 d,有相当长的使用寿命,其子体68Ga的半衰期仅为68.3 min,有较高的淋洗频率,且不会产生过多的不必要辐射剂量。目前,已有多种68Ga标记的放射性药物应用于临床及临床前研究[4, 5]。
高剂量(>3.7 × 106Bq)68Ga的放射性活度可由CAPINTEC CRC-25R活度计准确测定,但对于低剂量(<3.7 × 105Bq)的活度测量误差较大。2480 WIZARD2珈玛计数器具有较高的多标记计数效率,适用于PET核素及相关制剂的研究应用。但68Ga不是2480 WIZARD2珈玛计数器的预设核素,本文拟通过对正电子核素68Ga在珈玛计数器中的灵敏度、稳定性和探测效率等的研究,找到2480 WIZARD2珈玛计数器对68Ga的最佳测量条件,建立一种可靠的68Ga放射性活度的检测方法,为68Ga标记药物的研究提供可行、可信的测量手段。
1 材料与方法 1.1 仪器和材料CAPINTEC CRC-25R活度计,美国Victoreen公司; 2480 WIZARD2珈玛计数器,美国PE公司; 正电子核素68Ge-68Ga发生器,德国MAP Medical Technologies OY公司; 0.05M HCl的淋洗缓冲液; 微量加样器,芬兰雷勃公司。
1.2 贮备液的制备精确量取0.5 mL新鲜淋洗得到的68Ga溶液,经CAPINTEC CRC-25R活度计测量为3.7 × 107Bq。加入到1 mL容量瓶中,生理盐水定容后即得68Ga贮备液(3.7 × 107Bq /mL)。
1.3 对照品溶液的制备精密量取贮备液10 μL,置于10mL容量瓶中,生理盐水定容,即得68Ga对照品液(3.7 × 104Bq /mL)。
1.4 测量方法优化试验本实验使用仪器的“手动窗”即Open window (15 ~ 2 000 keV)。取1管68Ga,放射性计数控制在3 × 104~ 2 × 105cpm之间,进行核素初始化校正即“Normalization”,成功后在仪器的“Isotope list”栏可见Normalized的日期。仪器初始化校正后,取100 μL68Ga对照品溶液于放射性免疫试管(放免管)中,置于WIZARD2珈玛计数器上测量放射性活度,测量用时分别为5、6、12、18、24 s。
1.5 线性实验精密量取贮备液100 μL于1 mL容量瓶中,生理盐水定容得(100 μCi /mL) 68Ga溶液。后依次按稀释倍数法得到37,185,3.7 × 102,3.7 × 103,3.7 × 104Bq /mL 68Ga溶液。取上述溶液各100 μL置于试管中,得到放射性活度分别为3.7,18.5,37,3.7 × 102,3.7 × 103Bq的溶液,用珈玛计数器测定放射性活度。另取100 μL生理盐水,置于试管中,用珈玛计数器测定。
1.6 精密度、重复性与稳定性试验取100 μL对照品溶液于放射免疫试管中,用珈玛计数器重复测定活度6次。精密称取贮备液,共6份,分别按1.3方法配制供试品溶液,取100 μL于放免管中测定放射性活度。另取100 μL对照品溶液于放免管中,室温放置,分别在0、1、2、4 h测定活度。1、2、4 h测定后的计数经衰减校正后与0 h时计数进行比较,计算RSD。
1.7 测量效率的测定取100 μL 68Ga对照品液,用珈玛计数器测定放射性活度后,按下式计算仪器测定效率:
测量效率(%) =[2480 WIZARD2珈玛计数器测量值(cpm) /60]/[CAPINTEC CRC-25R活度计测量值(Bq) × (1.369 × 109)]
2 结果 2.1 测量方法优化试验不同测量时间所得放射性活度值相对偏差(RSD)为1.29 %。为节省测量时间,选择5 s即仪器设置的最低测量时间为2480 WIZARD2珈玛计数器测量时间,下同。
2.2 线性实验以珈玛计数器测量值(cpm)为纵坐标,CAPINTEC CRC-25R活度计计算值(Bq)为横坐标,进行线性回归,得回归方程为: y = 24.67x,r = 0.9999。结果表明68Ga活度在18.5 ~ 3.7 × 104 Bq范围内线性关系良好。见图 1最低检测限为3.7 Bq,计数器本底值为(142 ± 49) cpm。
精密度、重复性与稳定性试验的RSD分别为0.86%,0.70%和0.71% (n = 6)。
2.4 测量效率的测定按2.6方法测定2480 WIZARD2珈玛计数器的测量效率为(41.04 ± 0.95) %,(n = 6)。
3 讨论近来的研究成果证明,68Ge-68Ga发生器具有较好的应用潜力。对于没有加速器的医学中心来讲,68Ge-68Ga发生器的消耗费用较少。除了应用DOTA作为配体进行药物标记,已经有其他的DOTA衍生物类配体开发出来,并用于药物标记研究,由此更显示出68Ga在核素显像中的重要性[6, 7]。2480 WIZARD2珈玛计数器在世界各地的临床和学术研究实验室中广泛用于放射检测。由于68Ga的半衰期短、能量高、射线穿透力强,测量受到多因素的约束,实际应用中的时间因素可能会影响到数据的可靠性。
2480 WIZARD2珈玛计数器测量正电子核素68Ga的过程中,当仪器内待测样品或已测量样品的总计数较高、样品总量大时,对仪器本底的影响较大,相对而言,单纯一两个高计数样品对相邻样品位置的计数影响很小。因此,测量核素68Ga特别是总计数偏高时应放入最小量组合样品,将待测样品和已经完成测量的样品远离仪器。高计数样品对仪器本底的影响极不稳定,总影响衰减很快。仪器本底测量结果发现,核素68Ga的本底计数值极不稳定,在0 ~ 200 cpm之间无规律地变化,极少超过200 cpm。2480 WIZARD2珈玛计数器对68Ga的测量效率大于40%,本底为328 cpm,能量范围宽为15 ~ 2 000 keV,可满足测量要求。
放射性同位素在生物体内不是完全均匀地被稀释,可能在某些器官、组织、细胞、某些分子中有选择性地蓄积,蓄积的部分放射性就会很强,将高分布部位的放射性量控制在可信高限之内,以免因剂量过大造成的结果失实,给实验数据带来较大的误差,当个别脏器的计数接近或大于本仪器的高限值时,可分割测量再累加计数。因正电子核素的半衰期短,应控制好整个实验周期。样品放置时间越接近10个半衰期计数误差就越大,特别是细胞培养中的核素摄取绝对计数不高,测量就需要在尽量短的时间内完成。本研究的结果对正电子核素68Ga的相关实验有着一定的参考意义。
综上所述,2480WIZAKD2珈玛计算器操作简单、快速、准确且灵敏,适用于68Ga的放射性活度测定。
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