放射性儀器與測(cè)量PPT思考題：醫(yī)學(xué)研究中常用的放射性固體閃爍測(cè)量與液體閃爍測(cè)量有何異同？2.研究某物質(zhì)在大鼠體內(nèi)的分布特性，將該物質(zhì)用3H標(biāo)記，對(duì)不同組織進(jìn)行測(cè)量時(shí)要注意那些問題？2

一、基本原理

電離效應(yīng)Radioactiveionizationeffect

激發(fā)效應(yīng)Radioactiveexcitationeffect根據(jù)工作原理:收集電離電荷的探測(cè)器放射性活度儀、正比計(jì)數(shù)器收集熒光的探測(cè)器固體閃爍測(cè)量儀、液體閃爍測(cè)量儀半導(dǎo)體探測(cè)器二、放射性測(cè)量儀的種類根據(jù)核射線探測(cè)目的：測(cè)量儀器：

Γ免疫計(jì)數(shù)儀Γ能譜儀

放射性薄層掃描儀

液體閃爍計(jì)數(shù)器

放射性活度測(cè)量儀核醫(yī)學(xué)顯像（ECT、SPECT、PET）輻射監(jiān)測(cè)儀器：電離室型膠片型熱釋光型防護(hù)儀器：劑量監(jiān)測(cè)儀表面污染監(jiān)測(cè)儀放射性警報(bào)儀515工作原理樣品中射線首先與閃爍體作用產(chǎn)生光子，光子由光電倍增管轉(zhuǎn)換成電脈沖并放大，此脈沖的數(shù)目和高度分別與射線活度和能量成正比，經(jīng)后續(xù)儀器加工、分析和記錄，即可達(dá)到測(cè)量的目的。三、γ-Rays測(cè)量---固體閃爍計(jì)數(shù)器

solidscintillationdetector17

1.固體閃爍測(cè)量儀的基本結(jié)構(gòu)：γ閃爍體（Scintillator，NaI(Tl)

光導(dǎo)（Lightguide，siliconoil）

光電倍增管（photomultiplier，pulse）

定標(biāo)器（Scalar）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

閃爍體：能量轉(zhuǎn)換射線吸收能力好發(fā)光效率高光譜匹配性佳發(fā)光衰減時(shí)間短自身透明度好常用閃爍體：無機(jī)晶體NaI(Tl)

有機(jī)晶體與塑料晶體21

光導(dǎo)：增加光子傳遞效率

甲基硅油硅酯甘油真空泵油22光電倍增管（PM管）：光電轉(zhuǎn)換功能、放大功能光陰極、聚焦電極和打拿極、陽極PM管是閃爍測(cè)量儀中最重要元件工作電壓蔽光陽極電流平衡疲勞效應(yīng)暗電流232.放射性本底（Background,BG)本底來源：天然本底:226Ra222Rn40K宇宙射線(heightenergy)儀器噪音（lowenergy）24本底消除：甄別器（Discriminators）屏蔽(Pb、leadchamber）25

●甄別器與脈沖高度分析器

Discriminator&PulseHeightanalyzer(PHA)

甄別器：一種允許超過一定高度脈沖通過，而低于該高度的脈沖不能通過的電子線路。作用：改造脈沖高度與寬度消除和降低本底26單道脈沖高度分析器：由上下二個(gè)甄別器和一個(gè)反符合線路組成，只有當(dāng)下甄別器單獨(dú)有脈沖通過時(shí)才有信號(hào)輸出。作用：排除儀器噪音—小脈沖本底排除宇宙射線—大脈沖本底脈沖高度分析器工作原理示意圖

測(cè)量效率（detectionefficience）

E%=counts/activity×100%放射性計(jì)數(shù)與衰變數(shù)（cpm&dpm）

cpm:countsperminutedpm:decaytimesperminutedpm=cpm/E3.放射性活度測(cè)量

（Detectionofradioactivity）絕對(duì)與相對(duì)測(cè)量（absolutecounting&relativecounting）絕對(duì)測(cè)量：全部記錄樣品衰變的射線數(shù)漏計(jì)校正、自吸收校正相對(duì)測(cè)量：以一個(gè)與待測(cè)樣品相同或射線性質(zhì)相似的標(biāo)準(zhǔn)源為對(duì)照，間接計(jì)算樣品的放射性活度。樣品的相對(duì)測(cè)量探測(cè)效率E=（Ns-Nb）/As×100%樣品衰變率Ax=（Nx-Nb）/E例：某125I待測(cè)樣品用γ-計(jì)數(shù)器測(cè)得為25000cpm，BG為100cpm，。用一125I標(biāo)準(zhǔn)源（56000dpm）測(cè)得為33700cpm求樣品的活度Ax。

E%=（33700-100）/56000=60%

Ax=（25000-100）/0.60=42483dpm32品質(zhì)因素(figureofmerit，F(xiàn))

F=E2/B品質(zhì)因素是評(píng)價(jià)不同測(cè)量條件、測(cè)量方法、儀器質(zhì)量的指標(biāo)。

例：兩種γ計(jì)數(shù)器的主要性能指標(biāo)分別為E%1=65、BG1=35cpm，E%2=70、BG2=45cpm，如何評(píng)價(jià)？F1=E12/B=652/35=120.71F2=E22/B=702/45=108.8934四、β--ray測(cè)量---液體閃爍計(jì)數(shù)器（Liquidscintillationdetector）Nuclide:3H14C35S32Pβenergy:0.01860.1550.1670.1711特點(diǎn):閃爍體為液體樣品與閃爍液緊密接觸能量轉(zhuǎn)換效率高淬滅化學(xué)發(fā)光與磷光閃爍機(jī)制：β-溶劑分子受激退激第一閃爍劑受激退激第二閃爍劑受激退激hνPM管脈沖1.閃爍液（Scintillationliquid）閃爍劑（Scintillator）primarySPPOsecondorySPOPOP閃爍液：閃爍劑+溶劑分子比例:1：99

溶劑（Solvent）:二甲苯二氧六環(huán)助溶劑（aidsolvent）:乙二醇乙醚、乙醇閃爍杯第一閃爍劑：從受激溶劑分子中吸取能量，在退激時(shí)發(fā)射光子。要求:發(fā)光效率高（相對(duì)脈沖輸出高度高）淬滅耐受性好有一定溶解度發(fā)光衰減時(shí)間段短光譜匹配良好40幾種第一閃爍劑比較名稱發(fā)射光譜甲苯中的最佳濃度相對(duì)淬滅相對(duì)價(jià)格mμ溶解度g/L(無淬滅)發(fā)光效率耐受性TP3508.67.31.30最差1PPO3764144~81.00〉TP4PBD386218~101.28最好12b-PBD3801196~121.23〈PBD，》PPO4BBOT44658.870.71〉TP，〈PPO6

TP：p-terphenylPPO:2,5-diphenyoxazolePBD:2-phenyl-5-(4’-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazoleb-PBD:2-(4”-t-butylphenyl-5-(4”-biphenylyl)-1,3,4-oxdiazoleBBOT:2,5-bis-[5’-t-butyl-benzoxazole(’)-thiophene

第二閃爍劑:波長轉(zhuǎn)移作用提高達(dá)到PM管的光子數(shù)及提高淬滅耐受性。42閃爍劑的濃度與探測(cè)效率的關(guān)系E%濃度相關(guān)段最佳濃度段自淬滅段

閃爍劑濃度43幾種不同閃爍液配方及其淬滅耐受性第一閃爍劑g/L第二閃爍劑g/L*C1/2g/LPPO6PBBO0.545.4PPO6bisMSB0.540.7PPO6POPOP0.240.1b-PBD8PBBO0.583.1b-PBD8bisMSB0.562.3b-PBD8POPOP0.277.1C1/2表示將相對(duì)探測(cè)效率降低50%時(shí)所需淬滅劑氯仿的濃度g/L44溶劑：能量傳遞效率高有合適的樣品溶解力常用溶劑性能比較溶劑名稱3H相對(duì)效率冰點(diǎn)℃相對(duì)價(jià)格甲苯1.00-951.0苯0.60+5.50.3二甲苯1.01-201.3對(duì)二甲苯1.12+123.01,2,4-三甲苯1.06-61331,4-二氧六環(huán)0.34+1215苯腈0.76-1340

45第二溶劑（SecondarySolvent）某些物質(zhì)如萘加入到某些效率低或淬滅嚴(yán)重的樣品后，可使探測(cè)效率明顯增高。稱第二溶劑,其作用是將退激時(shí)的能量傳遞給第一閃爍劑，常用濃度為6～15g/100ml。46閃爍杯種類：玻璃杯、塑料杯、尼龍杯容積：7、20ml472.淬滅與校正

（Quenching&correction）淬滅：射線能量在轉(zhuǎn)換為PM管接受的光子過程中，能量以熱或其他形式丟失。能量轉(zhuǎn)換過程中的導(dǎo)致能量損失的各種因素均為淬滅。淬滅的后果：

總計(jì)數(shù)減少、脈沖幅度降低、譜左移淬滅種類：化學(xué)淬滅相淬滅顏色淬滅分子內(nèi)淬滅：溶劑或閃爍劑分子退激時(shí)，其能量以熱能形式釋放。濃度淬滅：閃爍劑（或溶劑）分子密集時(shí)，退激的能量以熱能形式釋放。外分子淬滅：由樣品中雜質(zhì)或添加成分引起的能量損失。

50淬滅作用與化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系輕度淬滅中度淬滅嚴(yán)重淬滅R-HR-FR-O-R（RO）3POR-CNR-OHR-COOHR-NH2R-CH=CH-RR-BrR-SRR-SHR-OCOCO-RR-CO-RR-COXR-NH-RR-CHOR2N-RR-COO-R

R-I淬滅校正（QuenchCorrection）采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蟪雒恳粯悠返奶綔y(cè)效率，E，然后以該樣品的計(jì)數(shù)率（cpm）除以E求得其衰變率（dpm），其結(jié)果是樣品淬滅程度不同的因素被消除，保證樣品間的可比性。在某些情況下，測(cè)量的目的不是比較各樣品的放射性強(qiáng)弱，而是求某一樣品放射性活度的絕對(duì)值，淬滅校正是一種可供選擇的方法，52淬滅校正要求：一條淬滅校正曲線滿足不同樣品的使用范圍盡可能拓寬所能校正的淬滅程度范圍達(dá)到較高的精度和重復(fù)性求算速度快53內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法道比法channelratioH數(shù)法H-number譜監(jiān)測(cè)幾種淬滅校正方法的比較

校正方法內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法道比法外標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)法外標(biāo)準(zhǔn)道比法H#法淬滅參量內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)率樣品道比值Compton電子Compton電子譜Compton譜的計(jì)數(shù)率的道比值拐點(diǎn)位置優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)面廣不破壞樣品不破壞樣品γ源位置、活度校正范圍較廣設(shè)備簡單可自動(dòng)化測(cè)量可自動(dòng)化測(cè)量樣品體積、溶劑、曲線不受閃爍液、閃爍劑影響小閃爍杯、樣品類型顏色、化學(xué)淬滅的影響。可共用一條曲線。缺點(diǎn)樣品需測(cè)量兩次僅適應(yīng)高活度誤差受γ源位置、有一定的校正范圍、需用高活度γ源不能自動(dòng)化樣品測(cè)量閃爍液閃爍杯材料R僅反映相對(duì)淬滅Compton譜邊緣不能重復(fù)測(cè)量影響、曲線范圍狹窄程度、“塑料閃爍體”定位影響顏色、化學(xué)淬滅不能校正精度共用曲線。PackardTri-carb2900TR

SIS(SpectralIndexofSample)563.液體閃爍測(cè)量的本底閃爍杯的天然放射性40K宇宙射線光電倍增管暗電流熱噪音化學(xué)發(fā)光chemiluinescence磷光（phosphorescence）閃爍杯內(nèi)發(fā)生某種放能化學(xué)反應(yīng)，部分能量以光子形式釋出。產(chǎn)生因素：樣品、溶劑、溶液PH、漂白劑等減弱化學(xué)發(fā)光的方法：溶劑選用烷基苯類；計(jì)數(shù)溶液PH≤7.0；加熱樣品并靜置一段時(shí)間。

化學(xué)發(fā)光（Chemiluminescence）58磷光（phosphorescence）閃爍杯內(nèi)容物在測(cè)量前受可見光或紫外光照射，受激后產(chǎn)生衰減較長的磷光。減弱磷光的方法：紅燈下操作/暗適應(yīng)避免強(qiáng)光照射594.符合與反符合線路

（coincidencecircuit&anti-coincidencecircuit）5.樣品的制備（preparationofsamples）

生物醫(yī)學(xué)示蹤實(shí)驗(yàn)樣品成分比較復(fù)雜，除極少數(shù)可以直接溶于閃爍液測(cè)量外，大多數(shù)須經(jīng)加工處理方可測(cè)量。目的：使樣品符合液閃測(cè)量的方式均相測(cè)量、非均相測(cè)量

均相測(cè)量（Homogenouscounting）樣品溶于閃爍液中，以真溶液的形式進(jìn)行測(cè)量。

脂溶性樣品：閃爍液或甲苯提取直接測(cè)量水溶性樣品：加助溶劑如醇類62含助溶劑常用配方PPO0.7%二甲苯650ml乙二醇乙醚350ml容水量為1%樣品水量增加時(shí)，助溶劑要適當(dāng)增加。63幾種水溶性樣品測(cè)量的閃爍液配方64均相測(cè)量要注意事項(xiàng)：分相禁用吸附脫色劑杯壁吸附65非均相測(cè)量（Hetergenouscounting）樣品在閃爍液中以非真溶液的形式進(jìn)行測(cè)量

乳狀液測(cè)量表面活性劑（乳化劑）使樣品的水溶液以微細(xì)水滴的形式穩(wěn)定地分散在有機(jī)相中，適應(yīng)較大水容量樣品的測(cè)量。常用活化劑：乳化劑：Triton系列如Trit