磷屏成像系統的應用與維護

鄒美芬，徐希杰，徐 棟，欽曉峰

（國家衛生健康委員會核醫學重點實驗室 江蘇省分子核醫學重點實驗室 江蘇省原子醫學研究所，江蘇無錫 214063）

0 引言

磷屏成像系統應用于研究放射性核素標記化合物在機體、組織和細胞中的分布定位、作用機理、作用部位等體外分析指標，相比于傳統的放射自顯影技術[1-2]，磷屏成像系統無需膠片、暗室設備及沖洗底片，且其成像速度快，能夠一步到位完成整個分析過程。單位于2007 年購置一臺由PE 公司生產的Cyclone Plus 磷屏成像系統，將該儀器和冷凍切片聯合使用[3]，研究放射性核素標記化合物在組織切片中的濃聚部位和灰度值[4]，操作方便快捷，具有高靈敏度、高分辨率、圖像清晰等特點，主要用于單位核醫藥學、細胞與分子生物學、藥代動力學等方面的研究。

1 磷屏成像系統

1.1 系統原理

放射性核素標記化合物如電泳凝膠、簿層層析、組織切片置于磷屏上曝光，其曝光過程中因核素衰變而產生的β 射線激發磷屏分子，磷屏分子吸收能量，發生氧化反應，以高能氧化態形式存儲能量。當激光掃描磷屏時，處于激發態的磷屏分子發生還原反應，從激發態回到基態時磷屏分子儲存的能量以光子形式釋放。利用光電倍增管捕獲特定波長的激發光并進行光電轉換，得到的電信號經計算機處理形成屏幕圖像并保存[5]，分析屏幕圖像，對樣品中的標記物進行定位和定量分析。

1.2 系統特點

Cyclone Plus 磷屏成像系統用高效磷屏替代傳統的放射自顯影膠片，采用高性能固體紅色激光共聚焦光學系統和螺旋式掃描系統。其中，高效磷屏可重復使用，靈敏度高（較普通膠片高數十倍），曝光時間短（較普通膠片可縮短20 倍以上）；高性能固體紅色激光共聚焦光學系統，能夠更有效地捕獲光信號，具有良好的靈敏度和寬泛的線性動態范圍（寬達105 的線性范圍），能夠對樣品中的標記物進行更精準的定量分析；螺旋式掃描系統提高掃描成像速度，從開始掃描到獲取完整圖像僅需3 min，結合具有強大的圖像分析功能的OptiQuant 軟件，能夠實現實時圖像顯示。

2 應用案列

2.1 樣品制備

向實驗模型小鼠尾靜脈注射放射性強度為300 μCi 的核素18F 標記的化合物，20 min 后斷頭處死，解剖整體取出腦及腦內腫瘤物。預先開啟MICROM 公司的HM525 冷凍切片機，設置冷凍室溫度為-20 ℃，將新鮮腦及腦內腫瘤物放置冷凍切片機腔室內預凍30 min。然后，將樣品組織置于樣品架，周圍用包埋劑包埋，繼續冷凍30 min。最后，對整體矢狀面進行切片處理，切片厚度為20 μm，將組織切片粘貼于普通載玻片上，整齊排列載玻片并用保鮮膜包裹備用。

2.2 曝光

首先用清屏器去除磷屏上因曝光而殘留的放射性核素，將樣品放于曝光盒內，磷屏倒扣于樣品上，合上曝光盒，并用盒蓋上的壓條扣緊盒蓋，使其處于完全密閉無漏光的環境下（圖1）。根據實驗使用的放射性核素種類及其放射性強度，選擇室溫曝光時間為3 h。

圖1 曝光盒

2.3 掃描成像

打開磷屏成像系統的掃描滾筒卡口，將已達到曝光時間的磷屏卡入掃描滾筒上，掃描滾筒放入磷屏成像系統（圖2），啟動計算機，利用OptiQuant 軟件的掃描模式對磷屏進行掃描，3 分鐘掃描完成生成圖像（圖3）。從圖3 中能看出有腫瘤部位的光強度攝取明顯高于正常，箭頭所示區域即為腫瘤部位，定性為高濃度攝取。

圖2 磷屏成像系統

圖3 掃描生成圖像

2.4 圖像分析

用OptiQuant 軟件對圖像進行分析。選取描邊工具，將圖4 中的“7”作為本底區域，沿每個腦切片圖像的邊緣圈出感興趣區（圖4），得到感興趣區的光強度值。根據每個腦切片的光強度值（表1）進行定量分析。

表1 腦切片的光強度值

圖4 矢狀面腦切片感興趣區域及本底

3 維護

實驗過程中的注意事項及系統維護要求如下：

（1）整個實驗操作過程都處于放射性環境下，要嚴格按照放射性操作規程做好個人防護，防止污染周圍環境。

（2）冷凍切片組織樣品粘貼于普通載玻片上，但是載玻片邊緣比較鋒利，在使用前需用透明膠布包裹四周邊緣，保持載玻片邊緣光滑，以防止扣緊盒蓋時產生的壓力對磷屏引起損傷。

（3）磷屏是反復使用的，使用前需用清屏器清屏，以免與前一次曝光樣品發生重影。

（4）樣品一定要用保鮮膜包裹，以免磷屏被放射性核素污染。

（5）磷屏易吸水，但樣品需干燥后才能進行曝光操作，故閑置用時要將磷屏放置干燥箱內并定期更換干燥劑。在濕度特別大的天氣下，需開啟去濕機，保持室內干燥。

4 結束語

磷屏成像系統是新一代無膠片放射自顯影儀器，磷屏可反復使用，無需暗室，無需進行化學處理，減少了化學廢棄物的產生，有利于環境保護，是核醫學科研工作中不可或缺的重要手段。平時注意對磷屏成像系統的維護保養，可以有效延長儀器的使用壽命，提高儀器的工作效率。Cyclone Plus 磷屏成像系統自購買至今已達14 年之久，儀器運轉良好，使用頻率逐年增加，在單位核醫藥學、細胞與分子生物學、藥代動力學等研究中發揮著重要作用。