核素成像系统

PerkinElmer 率先推出符合GMP 要求的镥 177 核素 放射化学试剂领域的全球领导者扩展放射性同位素产品，推动多种疾病的相关研究 马萨诸塞沃尔瑟姆 –专注于提高人类健康及其生存环境安全的全球领先公司PerkinElmer, Inc.，今天宣布推出全新的符合 GMP* 要求的放射化学试剂解决方案 - 镥 177 核素**这种新化合物可用于研究 30 多项不同临床应用，包括结肠癌、转移性骨癌、非何杰金淋巴瘤和肺癌的治疗靶位。 生产符合 GMP 要求的镥 177 可以为世界各地的核药物中心和制药公司提供支持，帮助他们采取有效措施开发出全新的放射性药物解决方案，从而创造出适于靶向癌症疗法的潜在“智能药物”。 最近，PerkinElmer 和密苏里大学原子能研究所 (MURR) 签署了一项合作协议，旨在对原有放射化学级的镥 177 生产进行升级，使其符合 2001 年 8 月颁布的 ICH Q7A（原料药的优良制造规范指南）。 镥177 的功能和优点:- 低能 gamma 射线可用于研究诊断成像和放射治疗的效果 - 组织穿透路径长度短，适用于删除较小肿瘤的靶向疗法研究 - 相对较长的半衰期，可达 6.71 天 - 纯度和放射化学浓度高，可优化标记效率 - 支持定制配比，增加了灵活性和便捷性NEN 放射化学试剂 50 多年来一直是优质、可靠以及科学创新和生产创新的代名词。这款新产品续写了 PerkinElmer 作为放射性核素、配体和生化制剂顶级供应商的光荣传统。公司将通过全球配送网络、种类齐全的产品和优秀的技术支持，不断追求卓越的客户满意度。 ** 符合 2001 年 8 月颁布的 ICH Q7A（原料药的优良制造规范指南）的相关规定。 ** 仅用于研究和考察用途。 关于 PerkinElmer, Inc. PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类健康及其生存环境安全的全球领先公司。据报道，该公司 2009 年收入为 18 亿美元，拥有约 8,800 名员工，为超过 150 个国家/地区的客户提供服务，同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。 有关其它信息，请访问www.perkinelmer.com.cn或请致电800-820-5046 或+86(0)21-39879510–3208。 媒体联系人： Kim McCrossen 电话：(781) 663-5871

转自于‘无机分析化学’公众号，版权归其所有引用格式：李冬月，郑令娜，常盼盼，等．基于低分散激光剥蚀系统-电感耦合等离子体飞行时间质谱的快速元素成像[J/OL]．中国无机分析化学. https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.6005.O6.20220328.1715.002.html壹研究背景“ 生物体内的微量元素虽然含量低，却参与许多重要的生理过程，还与多种疾病的发生密切相关。随着科学研究的深入，不但需要得到生物样品中元素总量和元素形态的信息，还要获得样品中元素的空间分布，这为分析化学提出了新的挑战。在LA-ICP-MS进行生物元素成像分析时，高能量激光微束轰击剥蚀池中的生物切片表面，产生的气溶胶由载气吹扫进入ICP-MS，检测得到剥蚀区域的元素信息，再将切片上每个剥蚀微区的结果重构，得到元素成像图。同时，新一代电感耦合等离子体飞行时间质谱(ICP-TOFMS)可以在不到50 μs的时间内得到从6Li-238U的全质谱图。随着新一代LA-ICP-MS的发展，需要发展与之匹配的成像方法，以实现快速的生物元素成像。贰研究进展“ 1. 优化快速成像条件LA-ICP-MS的元素成像可采用点剥蚀模式或线剥蚀模式(图1)。A为点剥蚀模式，使用低分散快速剥蚀池；B为线剥蚀模式，使用常规剥蚀池图1 两种剥蚀模式示意图使用的低分散快速激光剥蚀系统，配备了快速洗脱剥蚀池和气溶胶快速引入系统(ARIS)，可以采用点剥蚀模式完成快速成像。优化剥蚀池载气流速，可以得到最佳的SPR。当内池He流量为0.4 L/min，外池He流量为0.2 L/min时，得到最佳SPR(20 ms±1 ms)，此时可以实现每秒40像素的成像速度。理论上越小的激光光斑能获得更高的空间分辨率，但由于成像时间的限制，本文采用20 µ m的方形光斑。在点剥蚀模式下，样品台移动速度设为800 µ m/s(20 µ m×40 Hz)。LA-ICP-MS成像还要求质谱仪具有快速分析瞬时信号的能力，同时能消除谱学偏离(Spectral Skew)产生的结果偏差。顺序扫描的四级杆ICP-MS在测量时，每个核素测量需要毫秒量级的驻留时间(Dwell Time)和稳定时间(Settling Time)，限制了其分析瞬时信号中核素的个数。与四级杆ICP-MS不同， 本文采用的ICP-TOFMS分析速度快，能够在46 μs得到一张全质谱图(即波形，waveform)，适合分析瞬时信号。为了获得更好的信噪比，本文将516张质谱图叠加，这样每个像素点的采样时间为23.74 ms，与SPR时间匹配以得到最优的成像结果。此外，在全谱测量时，由于存在高浓度的基体离子，会造成ICP-TOFMS检测器的饱和。本文使用的ICP-TOFMS采用陷波技术(Notch Filter)，选择将质荷比为28、32、40、80等四个质量数的基体离子去除，消除了基体离子的影响。2.LA-ICP-TOFMS小鼠肾脏的元素成像使用LA-ICP-MS对暴露AgNP的小鼠肾切片中Ag和其他多种生物微量元素快速成像，采用点剥蚀模式，以20 µ m的分辨率分析尺寸为14 mm× 7 mm的肾脏切片，分析时间约为2 h。与常规的LA-ICP-MS系统相比，成像速度提高了约一个数量级。图2 展示了19种元素成像图，其他元素由于含量低或基体离子干扰，没有得到清晰的成像结果。如果采用碰撞池技术，可以消除多原子离子的干扰，提高52Cr、56Fe、80Se等核素的成像效果。由图2可见，不同元素在肾切片中具有不同分布模式。P和S等主量元素，在肾脏切片基本呈均匀分布；Na在肾髓质中含量较高，这与Na+参与形成肾髓质高渗透压的结论相一致；Mn与Na的分布相反，在肾髓质和肾皮质的交界处含量较高，而在肾椎体中含量较低，呈现出中空的图像；由于肾皮质中血流量远远大于肾髓质，因此肾皮质的Fe含量(主要来自血细胞)较高。Ag并不是生命必需元素，在生物体内的背景很低，因此图2中Ag的信号可以认为来自于注射的AgNP。可以看出，AgNP在肾皮质及肾皮质与肾髓质交界区域含量较高，特别是在肾皮质和肾髓质交界处的含量高于肾皮质区，而在肾椎体中含量很低。图2 小鼠肾组织切片元素成像图图3是P、Mn和Ag三种元素合并图，可以直观地看出不同元素在肾切片中的不同分布。总之，元素成像可以得到微量元素及金属纳米颗粒在不同微区的原位分布，为微量元素的微区代谢、金属纳米材料吸收、分布和转运等生物医学研究提供了直观可靠的分析手段。 图3 肾组织切片中P、Mn和Ag叠加元素成像图叁创新点“ 使用低分散激光剥蚀系统与电感耦合等离子体飞行时间质谱联用，建立了新的基于点剥蚀的成像模式，实现了对小鼠肾脏切片的快速、高分辨的多元素成像。LA-ICP-TOFMS成像方法为原位研究生物体内元素提供了直观可靠的手段，有望在生物医学研究中得到更广泛的应用。专家介绍竺云，女，天津师范大学物理与材料科学副教授。2002年6月毕业于武汉大学物理系，2007年6月毕业于中国科学院物理研究所，获博士学位。2007年7月至2008年9月在香港理工大学做博士后，2008年9月到天津师范大学物理与材料科学学院任职。2018年1月至2018年12月在美国休斯顿大学任访问学者。主要从事磁记录介质材料薄膜的制备和性能研究、反常霍尔效应的应用等研究。王萌，男，中国科学院高能物理研究所副研究员。2000年7月本科毕业于南京大学化学化工学院，2008年3月在中国科学院高能物理研究所获理学博士学位。现在主要从事微量元素的化学形态、生物效应及相关分析方法学的研究。主持和参与过国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后基金等科研项目。已发表SCI论文50多篇，H-index为23。

近日，中国科学院近代物理研究所与合作单位首次合成了缺中子新核素锇-160和钨-156，揭示了中子数为82的壳效应在极端缺中子核素中增强的现象。2月15日，相关研究成果以亮点文章编辑推荐的形式，发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被美国物理学会Physics杂志在线报道。 远离β稳定线的原子核壳结构的演化是核物理学研究的热点。有研究表明在核素图的丰中子一侧出现了传统幻数消失和新幻数出现的现象，这引起了科研人员的广泛关注。在缺中子核区，新核素合成与α衰变性质测量是研究壳结构及其演化的有效途径之一。依托兰州重离子加速器，该研究利用充气反冲核谱仪SHANS，通过熔合蒸发反应合成了锇-160和钨-156两个新核素。研究发现，锇-160（中子数为84）具有α放射性，而钨-156（中子数为82）具有β+衰变的放射性。该团队测量了锇-160的α衰变粒子能量、半衰期及钨-156的半衰期等性质。 该研究通过系统分析新测量数据和已有数据发现，中子数为84、85的同中子素的α衰变约化宽度从质子数为68到76都呈现规律的下降趋势。这表明随着原子序数的增加，中子数为84、85的同中子素的α粒子预形成概率变小。研究认为，上述现象是中子数为82的壳效应增强引起的。这一解释得到了三种不同原子核质量模型的支持。 进一步的研究显示，中子数为82的中子壳效应增强的原因在于不断逼近可能存在的双幻核——铅-164（质子数为82、中子数为82）。尽管铅-164在质子滴线外很远，但增强的壳效应有可能让它成为一个束缚或者准束缚的原子核。 该研究首次明确给出了中子数为82的中子壳在缺中子核素一侧的演化情况，同时使我国的新核素研究进入一个新的核区。 该工作由近代物理所超重核与核结构研究室、中国科学院大学、先进能源科学与技术广东省实验室、山东大学、中山大学、广西师范大学、中国科学院理论物理研究所、同济大学合作完成。研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、广东省基础与应用基础研究重大项目和国家自然科学基金等的支持。