核知万物 | 核素示踪&PET显像到底在干嘛？

1.核素示踪

核素示踪Nuclide Tracing/Isotope Tracing大白话你想知道一条河的水从哪来、往哪去。水本身看不见摸不着，怎么办？在源头滴一滴荧光染料——染料不改变水流，但你随时能“看见”它到哪了。

核素示踪是一样的思路。有些元素存在“放射性双胞胎”（放射性同位素），比如碳-14、碘-131、磷-32。它们和普通版本化学性质一模一样——细胞分不清真假，照常使用——唯一的区别是它们会发出射线，你可以用仪器“接收到”。

把放射性同位素当“标签”贴在某个分子上，这个分子照常工作，但你随时能看到它去了哪里、变成了什么、停留了多久。

    图1：核素示踪原理——给分子贴上放射性'标签'，追踪它的去向

现实中有啥用？

农业：给肥料贴标签，追踪植物从根到叶怎么吸收利用——“这棵水稻到底吃掉了多少磷”

医学：给药物贴标签，看药在身体里怎么走、哪里浓度最高——“药到底停在了哪儿”

生物学：给代谢物贴标签，搞清楚细胞内每一步化学反应——“葡萄糖是怎么一步步变成能量的”

环境：给污染物贴标签，追踪它在自然界怎么扩散——“工厂排的废水流到了几公里外”

2.PET显像

PET显像Positron Emission Tomography大白话你拍X光片子，是机器从外面“照”你——骨头挡住射线，在胶片上留下影子。PET正好反过来：让信号从你身体里面发出来，外面的机器来“接收”。

X光 / CT：从外面发射射线，看结构：骨头长什么样“拍照片”

PET：从里面发出信号，看功能：细胞在干嘛“拍视频”

怎么做到？

给你打一针带放射性标签的“糖”（FDG，全名氟代脱氧葡萄糖）。这颗糖和普通葡萄糖几乎一样，细胞照吃不误。

但肿瘤细胞特别贪吃——它们疯狂分裂、疯狂消耗能量，拼命抢糖。放射性糖进了肿瘤细胞，在里面发出信号（正电子），信号穿透身体被外面的机器接收到，机器转一圈，把信号拼成一张3D图。

结果就是：你身体里哪里“最亮”（糖吃最多），哪里就可能是肿瘤。

    图2：PET显像原理——让信号从体内发出，肿瘤自己'暴露'位置

哪里亮就是病

现实中有啥用？

肿瘤：发现早期癌症（肿瘤才黄豆大小就能照出来）、判断分期有没有转移、评估放化疗效果——“治疗到底有没有用，一看便知”

脑部：阿尔茨海默症（老年痴呆）早期诊断、癫痫灶定位——“哪块脑细胞不正常，图上看得清清楚楚”

心脏：判断心肌是否存活——“这条命救不救得回来，先看心肌还活着没”

一句话记住

X光告诉你“长什么样”，PET告诉你“在干什么”。一个拍“照片”，一个拍“视频”——结构异常不一定有病，功能异常才是真问题。

来源：陕西省核与辐射安全网