41Ca-AMS技術(shù)在生物體內(nèi)鈣吸收與分布中的示蹤應(yīng)用研究.pdf

1、長(zhǎng)壽命放射性核素41Ca，因其輻射劑量小、天然本底低在生命科學(xué)領(lǐng)域是一種理想示蹤劑。加速器質(zhì)譜儀是一種綜合了加速器、磁分析器、靜電分析器和探測(cè)器等多個(gè)部件的質(zhì)譜分析儀器，在分析41Ca時(shí)具有靈敏度高、樣品量少、測(cè)量速度快的優(yōu)勢(shì)。鑒于鈣是生物體中最重要的元素之一，所以41Ca-AMS技術(shù)在生命科學(xué)上具有廣泛的應(yīng)用。
　　骨質(zhì)疏松是中老年人群中常見慢性疾病之一。絕經(jīng)婦女患上骨質(zhì)疏松的概率是同齡男性的2-7倍。補(bǔ)鈣是臨床上治療骨質(zhì)疏松的

2、基本方案之一，但大劑量的鈣劑易引發(fā)腎結(jié)石、心血管鈣化等疾病。所以測(cè)量生物體對(duì)鈣劑的吸收率對(duì)醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)具有重要意義。以往測(cè)量鈣吸收率的方法存在兩點(diǎn)不足:1、因不能區(qū)分內(nèi)源鈣，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果是半定量的;2、利用45Ca、47Ca放射性核素標(biāo)記內(nèi)源鈣庫(kù)時(shí)具有一定的輻射損傷，而且因?yàn)榘胨テ谳^短不能長(zhǎng)期開展研究工作。選用41Ca作為示蹤劑，既可以標(biāo)記內(nèi)源鈣庫(kù)，又不會(huì)引起輻射損傷。能夠?qū)崿F(xiàn)精確測(cè)量鈣吸收率的目的。本文選用大鼠作為研究對(duì)象，通過去卵巢

3、手術(shù)建造骨質(zhì)疏松模型。以41Ca作為示蹤劑標(biāo)記大鼠內(nèi)源鈣庫(kù)，結(jié)合加速器質(zhì)譜技術(shù)測(cè)量不同藥物作用下，各組大鼠的鈣吸收率，具體如下工作:
　　(1)SD大鼠骨質(zhì)疏松模型的建立:三月齡SD雌性大鼠在動(dòng)物房適應(yīng)一周后，隨機(jī)分組，OVX組進(jìn)行去卵巢手術(shù)，sham組去除卵巢周圍脂肪團(tuán)。每天喂食低鈣飼料，之后連續(xù)采集15天大鼠陰道分泌物、每周稱量大鼠體重、每隔1個(gè)月進(jìn)行眼眶取血。通過陰道分泌物及血清中的雌激素分別進(jìn)行骨質(zhì)疏松模型評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雌

4、激素在評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松模型時(shí)因體內(nèi)具有“代償”現(xiàn)象而有一定局限性。
　　(2)41Ca內(nèi)源鈣庫(kù)的標(biāo)記及藥物干擾:手術(shù)四個(gè)月后，將OVX組大鼠隨機(jī)分為ABCD四組，隨后在大鼠大腿肌肉內(nèi)側(cè)注射氯化鈣溶液(含50ng41Ca)標(biāo)記大鼠內(nèi)鈣庫(kù)，同時(shí)將各組大鼠的飼料換成基礎(chǔ)飼料（不含鈣劑）、鈣劑飼料（不含VD，但每公斤飼料含1000mg鈣）、鈣劑+VD飼料（每公斤飼料含1000mg鈣和1000IU維生素D）、鈣劑+VD+骨膠原飼料（每公斤飼料含

5、1000mg鈣，1000IU維生素D和10g骨膠原蛋白）;sham組喂食正常飼料。隨后每隔一周記錄大鼠體重，每隔1個(gè)月進(jìn)行眼眶取血。每周稱量48小時(shí)內(nèi)大鼠所食飼料重量，并收集相應(yīng)時(shí)間內(nèi)大鼠糞便;注射41Ca后的第50天，所有大鼠喂食低鈣基礎(chǔ)飼料，同時(shí)收集對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的大鼠糞便，其后換上各組原來(lái)的飼料。注射41Ca后的第71天，所有大鼠在收集48小時(shí)的糞便后，稱重、麻醉、腹主動(dòng)脈取血處死。取股骨、子宮等臟器稱量質(zhì)量后液氮冷卻，放入-80℃冷

6、藏。
　　(3)樣品制備與測(cè)量:將收集的大鼠糞便和飼料烘干至恒重，并記錄相應(yīng)的質(zhì)量。研磨后稱取200mg進(jìn)行微波消解，消解液放入4℃冰箱待測(cè)，利用原子吸收光譜測(cè)量消解液中的總鈣。稱量剩余的大鼠糞便，灰化后按體積比4∶1添加硝酸和雙氧水后用電熱板消解，最后將消解液制備氟化鈣沉淀，裝靶烘干后，利用AMS測(cè)量氟化鈣中的41Ca/ Ca。根據(jù)公式測(cè)量B、C、D三組大鼠對(duì)鈣的吸收率如下:(87.00±1.42)％;(83.81±0.83)％

7、;(91.31±0.87)％;A組大鼠由于未補(bǔ)充鈣劑無(wú)法計(jì)算鈣吸收率。最終測(cè)量結(jié)果表明，聯(lián)合鈣劑、維生素D、骨膠原相對(duì)于單獨(dú)鈣劑作用更明顯;通過各組大鼠糞便中41Ca/40Ca示蹤結(jié)果顯示，各組藥物對(duì)骨鈣流失均具有一定的減緩作用。
　　除了醫(yī)用之外，示蹤劑在農(nóng)作物上也具有廣泛用途。以桃樹為例，鈣劑對(duì)植物細(xì)胞壁具有重要作用。桃樹成熟前缺鈣會(huì)發(fā)生裂果，采摘后果肉較軟，不易運(yùn)輸。這會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。通過示蹤劑研究桃樹中鈣分布，可以為

8、補(bǔ)鈣奠定基礎(chǔ)。2015年4月末在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)桃樹基地，選取一棵11年生肥城桃桃樹，通過樹干注射硝酸鈣溶液(含41Ca)，標(biāo)記桃樹，采集各時(shí)期枝條、葉片、果肉等器官，以及相同時(shí)期內(nèi)枝條、葉片、新梢、樹干等器官，經(jīng)化學(xué)處理后，利用AMS測(cè)量各器官中的41Ca/Ca。結(jié)果表明:通過樹干注射硝酸鈣(含41Ca)的方法可以有效對(duì)桃樹補(bǔ)充鈣劑，超過60％的鈣劑儲(chǔ)存在樹干，從樹干中部到上部41Ca分布逐漸減少;葉片、枝條、果肉等器官對(duì)鈣離子吸收主要在