多标记测量

多标记有三种含义：
❶同一种分子内许多原子都被某种核素所标记，如分子内所有的碳都含有¹⁴C的葡萄糖(U-¹⁴C-葡萄糖);
❷同一种分子内有两种或两种以上不同的标记核素；
❸实验中采用两种或两种以上不同的核素标记物作为示踪剂。第一种情况只能将分子降解才能分别测量不同部位上的标记核素。这里着重讨论后两种情况。
多标记技术的应用
❶研究某一种代谢物、食物、药物或毒物分子内两个或几个部分的代谢，如分别探讨蛋氨酸分子内甲基和硫的代谢情况；
❷使用同一元素的两种核素，可以解决单标记所难以解决的一些问题，如同时给动物注入¹³¹I-甲状腺素及¹²⁵I-三碘甲状腺原氨酸，比较此二激素的脱碘情况。⁵⁵Fe及⁵⁹Fe、⁴⁵Ca及⁴⁷Ca、²²Na及²⁴Na、¹¹⁰Ag及¹¹¹Ag、⁹⁰Y及⁹¹Y、⁸⁵Sr、⁸⁹Sr及⁹⁰Sr等也常分别用于同一实验之中；
❸同时观察一对在代谢上紧密相关的元素对机体的作用。例如Ca与P、Na与K;
❹测定两个代谢区之间的交换率，或从生物膜内外朝着相反方向进行的穿透率，如用甲状腺切片研究腺体摄取与释放代谢物的情况；
❺双标记可以用来校正某种元素在放射分析实验操作过程中的丢失(见“核素衍生物法”条);
❻在复杂分子的示踪实验中，为了区分探测出来的放射性是代表分子本身，还是代表其降解产物，可以在分子内相隔很远的部分用不同的核素标记，然后检验此二核素的放射性活度的比值在实验的不同阶段有否变化；
❼对于一个分子的一部分来说，也可以追踪这一部分在代谢过程中是否保持不变。例如在所有转甲基的反应中，甲基总是作为一个整体而转移(见“稳定核素的医学应用”条);
❽多标记技术很重要的一个优点是受试病人或实验动物本身既是实验对象，又是可靠的对照，可在同一个体中比较两种示踪剂，不存在单标记分组实验中难以控制的种种个体变异因素，从而能够得到可靠的数据，还节约了大量人力、时间及费用。
多标记测量 在多标记实验中，可以采用下列几种方法来测定放射性核素的含量：
(1)利用半衰期的不同： 如果所用核素的半衰期有显著的不同，可以先测定总放射性。通过衰变，有一种迅速消失。之后，即可测定第二种原子核。²²Na和²⁴Na的半衰期分别为2.6年和15小时，¹³¹I和¹³²I分别为8.06天和2.3小时，这两对核素的测定，都可以用这种方法。如果有关核素的半衰期有很大的差别，测定又允许在较长的时间间隔进行，也可以用这个方法来测定三种或更多的放射性核素。
作图分析复合衰变曲线，对于测定半衰期不同的几种核素是较可靠的方法。此法要求在不同时间测定放射性；将放射性与时间的关系画在半对数坐标纸上，按下列步骤解析所得到的曲线（见图）:
❶实验所得曲线的末段是直线，因为衰变较快的成分此时几乎已经不存在。在此直线部分外推至零时，此外推线与图中纵坐标相交之点即为核素混合物中衰变最慢的核素(在所举例中为131I)的原始放射性(本例为每分钟1,000次)。该条直线

时间（日）

¹³²I、²⁴Na和¹³¹I的复合衰变曲线及其解析
1.¹³¹I (8.0天)+²⁴Na+¹³²I (2.6小时) 2.²⁴Na (15.0
小时)+¹³²I 3_.¹³²I

的斜率则是这一核素的衰变常数，由此可求出其半衰期(此处为131I,8天);
❷在前述外推线上读出各个时间的放射性，自实验曲线相应的读数减去外推线上放射性的数值，将所得到的差值再画成第二条曲线。此曲线代表另外两种核素(在举例中为²⁴Na和¹³²I)的计数率之和。又将此第二条曲线的直线部分外推至零时，重复上述步骤，即可求出后两种核素的半衰期。
(2)利用射线的不同： 当一种核素只发射β线，而另一种只发射γ线时，这两种核素一同存在的标本，可先用盖革计数器来测量β线，后用闪烁计数器来测量γ线。例如²²P只发射β线，而⁵¹Cr只发射γ及X线；含有这两种核素的样品，就可以通过上述两种仪器分别测出每种核素。
两种核素有时也可用同一类型但构造不同的探头加以鉴别。如⁵⁵Fe由于电子俘获而发射0.15MeV的X线，而⁵⁹Fe则为β发射体。只要先用装着氩气并带有铍窗的盖革管，再用充满氦气并带有云母薄窗的计数管，便可在同一样品中分别测出铁的两种核素。铍窗足以阻止98%从⁵⁹Fe射出的β粒子，但能选择性地将55Fe的K层X线测定出来。第二种计数管对⁵⁹Fe的β粒子的灵敏度要比对⁵⁵Fe的X线大30倍以上。
安插在探头与样品之间的吸收板也很有用。例如用一定厚度的铝吸收板可将99.9%来自³⁵S的β粒子吸收掉，而却能让¹³¹I的γ线(56%)穿过。这样，可以根据插入吸收板前后的计数，计算出双标记样品中每种核素的含量。
(3)利用能量的不同： 最大能量为0.155MeV的¹⁴C及最大能量为0.018MeV的³H非常广泛地用于双标记实验。象这样一对不同能量的纯β发射体，最好用能量分辨率高的液体闪烁β谱仪来测定。此时可将该谱仪的两个分析器调在不同脉冲高度，使¹⁴C的分析道只能测量14C的部分脉冲，而³H道则能测量³H的全部脉冲及¹⁴C的小部分脉冲。然后通过外标准道比法(见“液体闪烁测量”条)测知两种核素在两道中的效率，并用一联立方程式解出两核素的衰变率。三种或多种不同能量的核素也可用类似方法测量。
具有单道脉冲分析器的γ能谱仪，可以很方便地用来测定临床诊断中最常用的各种γ发射体，如¹²⁵I(能量为0.027MeV)及¹³¹I(能量为0.36MeV)的混合物。在活化分析或全身计数中，往往要求同时测量多种核素，那就必须采用多道γ谱仪，以及能够处理大量数据的电子计算机。
对于能量差别很大的两种β发射体或γ发射体，也可应用最简单的吸收法。例如，为了分开⁴⁵Ca(最高能量为0.25MeV)及³²P(最高能量为1.71MeV)的β-线，可在样品与盖革管之间，插入50mg/cm²厚的铝板。为了分开⁵¹Cr(能量为0.32MeV)和⁵⁹Fe(能量为1.1及1.3MeV)的γ线，可插入一块4mm厚的铅板。
切伦科夫辐射测量也可用于选择性地测量双标记样品中高能量的β-发射体(参见“切伦科夫辐射”条)。
(4)化学分离法： 有时用燃烧法或湿灰化法进行化学分离。例如先燃烧3H及14C的混合样品，然后用冷阱凝结氚水、碱剂吸收¹⁴CO₂。
(5)其他分离方法： 层析、离心、电泳、离子交换树脂、凝胶过滤等都可用于分离不同的核素。Al₂O₃柱层析，常用来分开母体与子体核素。对于²⁴Na及⁸²Br的混合液，通过阴离子及阳离子交换树脂，便可以分别全部除去其中的一种放射性核素，而留下另一种。
在实际应用中还可以合并使用上述各种方法，以达到更有效的分离和获得更准确可靠的测定结果。
双标记测量技术 双标记是多标记中最简单的一种，也是最常遇到的一种。此时，分子内含有两种不同的核素，或实验中采用两种不同的示踪原子。双标记样品中两种放射性核素的含量，可以从该样品在两种测量条件下的计数率而计算出来。这两种核素，由于射线的种类、能量及半衰期等性质的差别，在两种测量条件下计数率的比值(K)是互不相同的。每种核素的K值可由测定单标记的样品而求出。

设在第一种测量条件下双标记样品的计数率为N₁，其中两种放射性核素的计数率分别为A及B; 而在第二种测量条件下该样品的计数率为N₂，则

N₁＝A+B N₂＝K_AA+K_BB

在特定的两种测量条件下，K_A及K_B均为常数，因此，自实验中测得的N₁及N₂，即可求出A及B。

在液体闪烁测量法中，对于淬灭程度不同的双标记样品，可通过外标准道比法求出每一样品在两个不同测量道中的效率，然后计算如下：
设第一种核素的活度为A (dpm)，在两道中的效率为E_1A及E_2A，第二种核素的活度为B (dpm)，在两道中的效率为E_1B及E_2B，实测两道的计数率分别为N₁及N₂
则N₁＝A·E₁A+B·E_1B
N₂＝A·E₂A+B·E_2B
式中仅A及B为未知数，解联立方程即可求出A和B。