增強的放射自顯影的製作方法

2023-06-23 20:57:51 1

專利名稱：增強的放射自顯影的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測放射性的方法，並且具體地涉及一種用於增強和更迅速地檢測放射性的方法。
現有技術中的液體閃爍計數器和γ計數器已經使那些涉足於科學研究的人們可以在生物學實驗中使用具有定量精度的放射性同位素。檢測放射性的其它方法有藉助X光片的放射自顯影、帶有雷射掃描儀的儲存磷光體屏幕(phosphor screens)代替X光片、和瞬時成像，其中出現了在扁平樣品中的直接且合理的解析成像以及放射性的定量測定。但是，對於如氚(3H)這樣的低能量的放射性核素來說，這些方法產生結果通常都很緩慢，而且在瞬時圖像儀(InstantImager)中根本不可能產生結果。在許多情況下，放射自顯影可能會花費8至10周長的時間、乃至更長的時間來產生圖象。
目前市場上有磷光體成像儀(Phosphor Imagers)，其中固定樣品使之與含有磷光體的屏幕緊密接觸，這就使來自樣品的放射性衰變以轟擊磷光體。這些磷光體儲存發出的β粒子的能量。然後取出該屏幕並將其放在雷射讀出器中以便以光的形式釋放出儲存的能量來獲得圖象。對氚(3H)而言，這些屏幕非常昂貴，並且通過汙染、潮溼或通過處理很容易損壞。
在市場上也有更加迅速地產生結果的瞬時成像儀。將樣品直接裝入通過纖維光學的連接與計算機相連的檢測機器中。當獲得圖象時，將數據高速地通過光纜傳入計算機中。檢測機器便於對整個樣品範圍進行直接的原子核計數，與此同時不需要進行掃描或步進。操作人員可以在計算機VDU上觀察圖象，而這些圖像文件是通過檢測衰變過程而獲得的。直接的β計數保證了精確的並且可重複的樣品測量。
上述現有技術系統可以用於如14C、35S、32P、33P等的放射性同位素，但是這些系統中沒有一個證實了在以合理的成本和時間進行常規地檢測樣品所含的放射性氚(3H)中是成功的。
本發明的一個或多方面的目的包括提供一種成本有效的、快速提供結果的方法，該方法可以有效地用於含有很多種形式的放射性的樣品、特別是用於放射性的氚(3H)，並且一般說來，該方法不破壞樣品，而且避免或減輕了前述的現有技術中的缺點。
根據本發明的一方面，本發明提供了一種用於檢測生物樣品中的放射性的方法，該方法包括提供一種樣品，該樣品的製備使其能以與檢測器緊密、可讀接觸的方式出現，例如為一種光滑平展的平面，提供一種適於應用於該製得樣品的片狀的閃爍劑材料，使製得的樣品與所說的片接觸以形成層狀複合物，提供加熱裝置，提供用於將熱量均勻地分布於所述層狀複合物的裝置，加熱所述的層狀複合物一段充足的時間以便將閃爍劑材料緊密地引入所述樣品中，以及，在冷卻階段之後，提供一種能夠檢測來自閃爍材料的放射的檢測器裝置，所述的放射是由閃爍材料與所述樣品中的放射性相互作用而產生的，並從而測定所述樣品的放射性。
根據本發明的另一方面，本發明提供了一種用於檢測生物樣品中的放射性的裝置，該裝置包括含有或用樣品處理過的滲透性底物，含有閃爍材料的可熔融的片，用於提供熱量足以使所說的片熔融的裝置，用於將熱量均勻地分布於所說片的裝置，選擇性地包括用於冷卻所說片的裝置，以及，包括用於檢測來自閃爍材料的放射的裝置，所述的放射來自該閃爍材料對樣品中的放射性的響應。
如此限定的本發明特別有利於測量由弱放射源、比如氚(3H)標記的樣品，而對檢測來說，這通常代表著有一定的難度。
通過本文如下所述的實施例將進一步描述本發明。
本發明提供了一種用於檢測放射性同位素氚(3H)的方法，其中的樣品、諸如大分子是用放射性氚(3H)直接在平展的基質上進行放射性標記的，其中平展的基質諸如紙、纖維素或玻璃纖維過濾紙、聚酯或鋁薄層層析板、已被電印跡或者過濾到膜上的電泳凝膠，以及其它平展的樣品。平展的膜可以為任意適宜的尺寸(例如20cm×20cm)，並且可以是能夠通過商業途徑得到的適於一定目的的類型，比如Whatman DE81,GFB或GFC等。然後把蠟狀的閃爍劑片放置在該樣品的上面。
取一片尺寸與平展的膜基本相似的平展的玻璃片，並用一雙面矽氧烷可剝離(release)材料覆蓋在該玻璃片的項面上。必須保持矽氧烷可剝離材料處於平展地貼著所說玻璃表面的狀態並且不起皺或變皺。把如上製備的樣品放置在上述雙面矽氧烷可剝離材料的上面，然後用另一片尺寸也與平展的膜類似的雙面矽氧烷可剝離材料來覆蓋。再次必須注意的是在把另一片玻璃放在項面上之前，應當確保使雙面矽氧烷可剝離材料光滑平展地貼著所述樣品。上述玻璃的厚度應為4mm。
然後把如此封裝的樣品放在加熱室中，在50℃-55℃下加熱5至10分鐘。這就可以使熱量均勻地分布於整個樣品，從而確保蠟狀的閃爍劑片在整個樣品的範圍內均勻地熔化。其優點為在使用前可以把玻璃板預熱到工作溫度並且在放入烘箱之前可以加緊已完成的組合件。一旦將已封裝的樣品在加熱室中加熱了一段需要的時間，然後就取出該樣品並通過把該包裝放入冰箱冷卻。從該包裝中取出目前埋入蠟中的樣品，把該樣品放入帶有已經預閃光(preflashed)的X光片的不透光的放射自顯影暗盒中。該暗盒應當在兩個內表面上都襯以鋁箔，其中的鋁箔起反射體的作用並且提高檢測的效率。將暗盒放入-70℃的深度冷凍之中。
當使用聚酯或鋁薄層層析(TLC)板時，該步驟略有不同。不應當把蠟狀的閃爍劑作為單一的片來使用、而應當把它切成2cm寬的長條並相隔1cm放置。這就保證了空氣氣泡不被夾裹在二氧化矽中。
然後保持該樣品與底片接觸一段所需的時間、通常為2至3天。然後可以衝洗該底片並且可以看到圖象。
增強的放射自顯影的優點為基本上可以減小在所進行的實驗或步驟與所得到的結果之間的時間間隔。通常需要花費8至10周的樣品現在可以在2至3天內完成。
一般說來，該方法不破壞樣品，因此可以對該樣品進行進一步的分析。
本發明可以精確地定量測定放射性、尤其是可以定量測定目前尚不可能的氚(3H)的放射性。
氚(3H)一直是研究和常規實驗室使用時所選擇的放射性同位素，但它一直是最難檢測的。增強的放射自顯影解決了這一檢測的難題。
本方法不需要高成本的設備、高成本的消耗以及維護。改進的放射自顯影將有益於第三世界國家以及發達國家中的研究和常規的科研工作。
現有可以通過商業途徑得到的塑性的閃爍劑，比如荷蘭PackardInstrument Ltd.的FlexiScint和芬蘭Wallac Oy的MeltiLex。這兩種產品都設計為特異性地與「斑點印跡」一起使用並以液體閃爍計數器作為最終的檢測器。現在通過實驗1和6將進一步描述本發明。但是對本發明而言，已經研製出了具有新穎性和創造性的蠟狀的閃爍劑材料。已經針對增強的放射自顯影進行了特異性的設計和優化並以X光片作為最終檢測器的蠟狀閃爍劑(Wax Scintillator)具有如下特性。48℃的熔點確保了樣品和所使用的膜都不會被熱損壞。發出的光的波長與X光片的最佳響應(364nm)相匹配。溶劑具有的閃點應當恰好高於蠟的熔點。通過使用合適的溶劑、比如甲苯，應當能夠從樣品中徹底地洗去蠟狀閃爍劑。
上述蠟的組成和配方為石蠟5205(1000g.)液態二異丙基萘(500g.)2,5-二苯基噁唑(PPO)(3g)在95℃下把PPO溶解在液態二異丙基萘中並加入蠟。保持該溫度30分鐘，同時連續攪拌混合物。然後使該混合物形成所需厚度的片。
上述物質可以從格拉斯哥(Glasgow)Ibrox的Shearer Ltd.、德國的Rutgers Kureha Solvents GmbH、荷蘭Groningen的Packard Instrument Ltd.得到。RB/90/11 88GSM級的雙面矽氧烷可剝離材料可以從英國Glos.的Cotek Paper Ltd.得到。實驗1將在紙上進行的常規放射自顯影檢測的氚化(3H)和碳-14(14C)糖與增強的放射自顯影方法進行比較通過在Whatman 3MM紙上、在醋酸乙酯/吡啶/水(8∶2∶1)中進行下行紙層析24小時來分離含有D-[14C]葡萄糖、D-[3H]甘露糖、L-[3H]阿拉伯糖和L[3H]巖藻糖的混合物。所加的樣品為(ⅰ)lnCi的每種單糖，(ⅱ)10nCi的每種單糖，(ⅲ)100nCi的每種單糖。這一方法是在三張單獨的紙上進行的。
(1)把層析紙放入裝有X光片的暗盒中，放入-70℃的冷凍器中並且曝光7天，然後進行衝洗。

圖1(a)。
(2)在對底片曝光之前，通過一種叫做螢光自顯影(Flurography)的方法來處理層析紙。這是一種通過用螢光(PPO)飽和紙來改善在X光片上對放射性同位素的檢測的方法。當紙表面上的放射性與螢光相互作用時，便產生了光。因為檢測光線比直接檢測β粒子更加容易，所以結果是信號得以增強。其它所有的條件都如上述(1)中所述。如1(b)。
(3)在對底片曝光之前，通過一種叫做增強的放射自顯影的方法來處理層析紙。在低溫下(55℃)將蠟狀的閃爍劑熔化至層析紙中。加入了蠟的層析紙變成半透明狀。幾乎所有的放射性衰變都穿過紙轉化為光並且更加易於檢測。其它所有的條件都如上述(1)中所述。圖1(c)。在紙層析上的放射性標記糖的檢測數據圖1顯示出在所用的3種方法之間的差異。
(a)放射自顯影(b)常規的螢光自顯影
(c)增強的放射自顯影通過用肉眼觀察，增強的放射自顯影的檢測效果明顯優於其它方法。
通過在把樣品(3)和X光片裝入暗盒之前將它們放在兩張鋁箔之間可以實現進一步的增強。在本實驗中增強的放射自顯影的優點為1．可以把分離的組分，即示於圖1(c)(ⅲ)中的D-[14C]葡萄糖、D-[3H]甘露糖、L-[3H]阿拉伯糖和L[3H]巖藻糖從層析紙中切下，放入小瓶中，並在液態閃爍計數器中計數。通過這種方式可以對每個組分的量進行定量測定。
2．不需要液態閃爍混合物(liquid scintillation cocktail)。
3．在如上述1．中所述進行定量測定之後，可以用合適的溶劑、比如甲苯洗滌樣品以除去蠟狀閃爍劑。保持該樣品完整以便進一步進行研究。
4．增強的放射自顯影的效率如此之高以致於通常花費8至10周得到的結果現在在3-4天內便可以得到。
5．由於在過去需要長時間的曝光，研究人員增加了放射性的量以試圖和加速該方法。而現在所需的放射性的量可以顯著地減少，大大地節省了財力和物力並且減少了處理放射性的問題。實驗2在薄層層析(TLC)後檢測用氚(3H)標記的化合物使用薄層層析(TLC)分離用氚(3H)標記的CTP,UTP,GDP和TTP的樣品。以1μM儲備溶液的2μl樣品的量把所有的化合物點在TLC板上，其中儲備物的比活性如下CTP:1.7kBq；UTP:2.7kBq；GDP:2.5kBq；以及TTP:6.2kBq。
使用標準的放射自顯影是為了觀察不同的用氚(3H)標記的化合物的空間分布。把TLC板暴露在暗盒中的預曝光的X光片下，其中的暗盒放在-70℃的冷凍器中。8周後衝洗底片，發現底片上一片空白。
然後針對增強的放射自顯影製備出同樣的TLC板。在55℃下經過10分鐘把蠟狀閃爍劑熔化到該板中。當蠟狀閃爍劑冷卻後，再次將製得的平板放入帶有預曝光的X光片的暗盒中，並放入-70℃的冷凍器中。在10天後衝洗底片。得到的圖象示於圖6中。本實驗中的增強的放射自顯影的優點為通過用肉眼觀察，增強的放射自顯影的檢測效果明顯優於標準的放射自顯影。用氚(3H)標記的化合物全部清晰可見。
一幅可以使用的圖象完全可以在較短的時間裡得到。在8周後，標準的放射自顯影沒有產生結果。在形成可以使用的圖象之前，所用的時間可能超過該段時間的兩倍。
權利要求
1．一種用於更有效地檢測來自生物樣品中的低能放射源的放射性的方法，該方法包括提供一種樣品，該樣品的製備使其能以與檢測器緊密、可讀接觸的方式出現，提供一種適於應用於該製得樣品的片狀的閃爍劑材料，使該製得的樣品與所說的片接觸以形成層狀複合物，提供加熱裝置，提供用於將熱量均勻地分布於所述層狀複合物的裝置，加熱所述層狀複合物一段充足的時間以便將閃爍劑材料緊密地引入所述樣品中，以及，在冷卻或冷凍階段之後，提供一種能夠檢測出來自閃爍材料的放射的檢測器裝置，所述的放射是由該閃爍材料與所述樣品中的放射性相互作用而產生的，並從而測定所述樣品的放射性。
2．如權利要求1所述的方法，其中所說的放射源為氚(3H)。
3．如權利要求1或2所述的方法，其中所說的檢測器是以光滑平面來提供的。
4．如權利要求1,2或3所述的方法，其中所說的樣品提供於平展的膜上。
5．如權利要求1,2,3或4所述的方法，其中所說的閃爍劑物質是由蠟形成的。
6．如權利要求5所述的方法，其中蠟狀閃爍劑物質的形成包括在大約95℃的溫度下將2,5-二苯基噁唑溶解在液態二異丙基萘中，隨後加入所說的蠟並且在連續攪拌的同時維持所說的溫度大約30分鐘。
6．如權利要求1至5之任一項所述的方法，其中把蠟狀的閃爍劑與所述製得的樣品接觸以生成層狀複合物。
7．如前述權利要求之任一項所述的方法，其中把所說的層狀複合物加熱到介於50℃與55℃之間的溫度，加熱時間為5至10分鐘，以便使蠟狀閃爍物質緊密地引入所述樣品中。
8．如權利要求1所述的方法，其中提供所說的樣品；把片狀的閃爍材料放在所述樣品的上面；然後把該樣品放在一片雙面矽氧烷可剝離材料上、該可剝離材料在一玻璃片上是光滑平展的，然後用第二片雙面矽氧烷可剝離材料和另一玻璃片覆蓋所述樣品；加熱該樣品以便使熱量均勻地分布於整個樣品，從而熔化閃爍劑材料的片以形成層狀複合物；冷卻該層狀複合物以便使熔融的材料固化；隨後移走第二片雙面矽氧烷可剝離材料和所說的另一玻璃片；以及，把所說的樣品與X光片接觸。
9．如權利要求1所述的方法，其中把所說的層狀複合物以及現已被緊密地引入的閃爍劑材料放入不透光的放射自顯影暗盒中與X光片接觸，並使其在大約-70℃下冷凍。
10．如權利要求8或9所述的方法，其中用於覆蓋步驟的玻璃大約有4mm厚。
11．用於檢測來自生物樣品中的低能放射源的放射性的裝置，該裝置包括含有或者用所述樣品處理過的滲透性底物，含有閃爍劑材料的可熔融的片，用於提供熱量足以使所說的片熔化的裝置，用於將熱量均勻地分布於所說的片的裝置，選擇性地包括用於冷卻所說片的裝置，以及，包括用於檢測來自閃爍劑材料的放射的裝置，該放射是閃爍劑材料對所述樣品中放射性的響應。
12．如權利要求11所述的裝置，其中含有閃爍劑材料的可熔融的片是由蠟製成的。
13．如權利要求12所述的裝置，其中所說的蠟狀閃爍劑物質包括大約1000g的石蠟5205，大約500g的液態二異丙基萘和大約3g的2,5-二苯基噁唑。
15．如權利要求13所述的裝置，其中所說的蠟狀閃爍劑呈平面片狀。
16．如權利要求11至15之任一項所述的裝置，其中所說的滲透性底物為一張平展的膜。
全文摘要
本發明包括一種更有效地檢測來自低能放射源的放射性的方法以及所用的裝置。該方法包括提供一種樣品,該樣品的製備使其能以與檢測器緊密、可讀接觸的方式出現,提供一種適於應用於該製得樣品的片狀閃爍劑材料,使製得的樣品與所說的片接觸以形成層狀複合物,提供加熱裝置以及用於將熱量均勻地分布於所述層狀複合物的裝置,加熱所述層狀複合物一段充足的時間以便將閃爍劑材料緊密地引入所述樣品中。然後,在冷卻之後,將樣品暴露在檢測器裝置之中,其中該檢測器裝置能夠檢測出來自閃爍劑物質的放射,所述的發射是由閃爍劑材料與所述樣品中的放射性相互作用而產生的,並從而測定所述樣品的放射性。
文檔編號G01T1/00GK1228845SQ9719742
公開日1999年9月15日 申請日期1997年6月24日 優先權日1996年6月24日
發明者弗朗西斯·約瑟夫·福克斯 申請人:弗朗西斯·約瑟夫·福克斯