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O11 稳定同位素技术及其在钙代谢研究中的应用
稳定同位素技术是一种应用钙稳定同位素来研究待测钙源在体内代谢情况的方法.该法具有安全、准确、操作简便等特点,尤其适于儿童青少年、孕妇和乳母的钙代谢研究.目前,该技术已成为测定钙吸收率的佳选择.此外,在钙需要量研究和钙代谢动力学研究等领域,该技术的应用也逐渐增多.不过,昂贵的价格和复杂的检测方法始终是制约该技术广泛应用的主要因素.
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进食状态下口服13C-亮氨酸呼出气平台期研究
目的 探讨在进食状态下口服13C-亮氨酸作为示踪剂进行氨基酸代谢动力学研究时,呼出气中同位素含量在什么时间达到稳定的平台期.方法 选取6名健康成年女性作为研究对象,给予日常膳食5天,在第6天持续口服13C-亮氨酸4h,并伴随食物摄入,收集给予同位素过程中及给予结束后1h的呼出气样本,测定13C的千分差值,以确定同位素的平台期.结果 6名受试者的呼出气样品中13C的千分差值在口服同位素结束前后备半小时内处于相对较高的平台期,随后逐渐下降.结论 在进食状态下口服13C-亮氨酸示踪剂进行氨基酸代谢动力学研究,取样的适宜时间是在给予同位素结束前后各半小时内.
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菠菜中β-胡萝卜素在人体内转化为维生素A的效率
目的 测定菠菜中β-胡萝卜素(β-c)在人体内转化为维生素A的效率.方法 将菠菜培植在25%重水(H2O)营养液,氘随机标记在类胡萝卜素分子上,其中全反式β-C同位素丰度分布的高值出现在分子量547(2H10全反式口β-C).给予10名健康成年(43～56岁)男性5.8μmol(2.0mg)溶于油的13C10视黄醇醋酸酯,作为参考VA.7天后,每位受试者摄入100g蒸熟的菠菜(含有7.0μmol或3.8mg β-C).56天试验期内,从每位受试者采集血样40次,用HPLC,GC-ECNCI-Ms和LC-APCI-MS分析视黄醇和β-C浓度及标记的视黄醇和β-C丰度.试验期间受试者维持低VA和类胡萝卜素膳食.结果 标记视黄醇血清反应曲线显示,每1nmol菠菜β-c产生了(0.25±0.10)nmol视黄醇,以13C10视黄醇醋酸酯为参照,菠菜β-C转化为VA的效率是质量比(9.0 ±4.5):1.结论 菠菜β-C可以在体内有效的转化为视黄醇,食用菠菜也提高了血清叶黄素的水平.
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氨基酸代谢动力学研究中坪台期探讨
目的 探讨在以稳定同位素标记的氨基酸做为示踪剂研究氨基酸的代谢动力学的过程中,同位素丰度值什么时间达到一个稳定的坪台期.方法 选取5名健康成年男性做为研究对象,食用日常膳食5天后,在第6天经静脉给予稳定同位素13C标记的亮氨酸3h,在输液过程中及输注结束后的1h内收集受试者的呼出气样本,测定13C的丰度值,以确定同位素丰度值的坪台期.结果 5名受试者的呼出气样品中13C的丰度值在输液结束前的1h内处于一个相对较高的坪台期,在输液结束后丰度值立刻降低.结论 利用稳定同位素示踪技术研究氨基酸的代谢动力学,取样的适宜时机是在输注结束前的1h内.
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示踪亮氨酸在静脉输注状态下不同时间点上终产物的丰度变化及13CO2产生率分析
目的 分析氨基酸代谢动力学研究中在持续静脉榆注标记氨基酸的状态下、不同时间点上标记氨基酸的代谢终产物丰度值的差异及不同蛋白质剂量组标记氨基酸的氧化分解程度.方法 20名健康青年男性分为2组,分别进食不同的蛋白质膳食,经过5天适应期后,在第6天经静脉给予13C-亮氨酸3小时,在输注结束前的半小时每隔15分钟收集受试者的呼出气样本,比较3个时间点上呼出气样品中13C的丰度值及2组受试者在输液结束时的"CO2产生率,以确定不同取样时间点上同位素丰度是否处于一个相对稳定的状态及膳食蛋白质摄入量对"CO2产生率影响.结果 每组受试者在3个时间点上13C的丰度值之间差异无显著性(P＞0.05),0.89g/kg蛋白质剂量组受试者的"CO2产生率高于O.80g/kg蛋白质剂量组受试者的13CO2产生率(P＜0.05).结论 稳定同住素示踪技术探讨蛋白质和氨基酸的生理需要量时可以在坪台期上确定一个同一的取样时间点进而比较不同蛋白质和氨基酸剂量组的代谢动力学变化,并且撮入高剂量蛋白质组的氧化分解程度高于低剂量组.
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维生素A营养状况的评价方法
维生素A是人体必需的营养素之一.在世界范围内严重的维生素A缺乏已经得到有效控制的情况下,"亚临床状态"的维生素A缺乏依然是许多国家,尤其是发展中国家所面临的公共卫生问题.准确地评价高危人群的维生素A营养状况对于研究临床和亚临床维生素A缺乏对人体健康的影响以及营养干预策略的制订和实施有着极为重要的意义.目前用于评价人体维生素A水平的指标包括临床症状、组织学指标、功能指标和生化指标等.
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稳定同位素技术在组织蛋白质代谢研究中的应用
总体蛋白质代谢不能反映机体特定器官组织的蛋白质代谢情况,因此需要对组织蛋白质代谢进行研究.本文介绍了稳定同位素示踪技术在组织蛋白质代谢研究中的应用原理、主要方法和研究进展,并分析了各种方法的优点和局限性.
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总体蛋白质代谢研究中稳定同位素技术的应用
稳定同位素不具有放射性,使用安全,适于人体营养学研究.本文介绍了稳定同位素示踪技术在总体蛋白质代谢研究中的应用原理、主要方法,并对不同方法的优缺点进行了比较,同时分析了内脏器官对稳定同位素标记的氨基酸的代谢作用.
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用双标稳定同位素技术分析乳糖酶缺乏者小肠粘膜乳糖酶活性
目的应用双标稳定同位素13C-乳糖/2H-葡萄糖负荷试验对乳糖酶缺乏者小肠粘膜乳糖酶活性进行定量分析.方法选用43名乳糖酶缺乏者(呼气ΔH2浓度>20μmol/mol)作为实验对象,根据乳糖不耐受症状记录分为乳糖吸收不良组(LM)和乳糖不耐受组(LI).以25g13C-乳糖和0.5g2H-葡萄糖作为受试底物,分析受试者摄入底物之后各时点血浆中总葡萄糖、13C-葡萄糖和2H-葡萄糖浓度,并计算各时点13C-葡萄糖/2H-葡萄糖吸收百分率的比值,以45min、60min、75min三个时点所得比值的均值作为乳糖消化指数(LDI)来反应小肠乳糖酶活性.结果乳糖吸收不良组和乳糖不耐受组两组各时点血浆总葡萄糖、13C-葡萄糖无显著性差异,乳糖吸收不良组的乳糖消化指数显著高于乳糖不耐受组(0.47±0.15vs0.34±0.14);乳糖消化指数与6h累积H2呼出量无显著性相关关系(r=0.12,P=0.46);经H2呼气试验结果判定为乳糖酶缺乏的个体,经13C-乳糖/2H-葡萄糖负荷试验分析显示小肠粘膜仍存在一定乳糖酶活性.结论采用双标稳定同位素13C-乳糖/2H-葡萄糖负荷试验可以准确、灵敏地定量分析小肠粘膜乳糖酶活性,同时可以计算体内乳糖消化量.
关键词： 乳糖酶缺乏 稳定同位素 13C-乳糖/2H-葡萄糖负荷试验 -
稳定同位素内标微透析技术用于尼古丁的药动学研究
目的:利用稳定同位素内标微透析采样技术,建立尼古丁(nicotine)经皮制剂的整体及大脑局部的药物动力学研究方法.方法:实验动物为健康大鼠,尼古丁贴剂以腹部经皮吸收的方式给药后,氘代尼古丁(DL-nicotine)作为微透析的内标物,同时进行血液及脑部的微透析采样.样品采用LC-MS/MS检测.结果:大鼠血液和脑部尼古丁的配置过程符合二室模型,其巾血液的t1/2α为29.38min,t1/2β为208.51min,AUC0-∞为152127.10μg·min·L-1;脑部的t1/2α为86.64min,t1/2β为386.00min,AUC0-∞为152820.90μg·min·L-1；两者的tmax均为140min.结论:氘代尼古丁可作为尼古丁的内标物进行探针同收率的校正；稳定同位素内标微透析技术可用于尼古丁经皮给药的整体和局部药动学研究,为新型给药系统的体内过程研究提供了新的思路和研究方法.
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基于稳定同位素比和元素分析技术的何首乌产地识别研究
该研究采集了安徽亳州、湖北荆门和四川西昌3个何首乌产区的70个药材样本,通过稳定同位素质谱和电感耦合等离子体质谱测定3种稳定同位素比率及44种元素含量,运用偏小二乘法判别分析、Fisher线性判别分析和决策树CHAID等3种判别方法对何首乌进行产地判别.结果表明,稳定同位素比值具有明显的地域分布特征,可以有效的区分何首乌产地;结合元素分析数据,可以进一步提高溯源模型检验准确率,外部验证样本的正确判别率均可达到90％以上.不同产地何首乌的稳定同位素比和元素分析结合化学计量学方法可以有效对何首乌进行产地溯源;该分析方法在中药材产地鉴别中具有巨大的应用潜力和前景,可望为中药材产地溯源技术的研究提供新的研究方法和理论依据.
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应用稳定同位素技术研究烧伤大鼠蛋白质代谢变化
目的 本研究旨在应用稳定同位素技术,在建立稳定的严重烫伤大鼠模型的基础上,量化严重烫伤大鼠伤后总体蛋白代谢率.方法 采用严重烫伤动物模型,雄性SD大鼠20只,随机分为两组:假伤组(n=10)和烫伤组(n=10),伤后4 d给予示踪氨基酸(2H标记的亮氨酸),给予示踪氨基酸后0.5 h,由腹腔动脉取血液标本.将血清样本沉淀取蛋白,分别进行亮氨酸衍生、酮异己酸(KIC)衍生、结合氨基酸处理,经过GC-MC检测,计算比较两组大鼠血浆游离氨基酸2H丰度、亮氨酸更新速率、整体蛋白质分解速率、整体蛋白合成速率.结果 (1)烫伤组血浆游离氨基酸2H丰度明显高于假伤组,烫伤组较假伤组增加了48.24%,差异有统计学意义(P<0.05).(2)烫伤组亮氨酸更新速率为(236.2±13.1)μmol·kg-1·h-1,假伤组为(132.2±6.5)μmol·kg-1·h-1,烫伤组较假伤组增加了78.6%,差异有统计学意义(P<0.05).(3)烫伤组大鼠整体蛋白分解速率为(9.1±1.6)g·kg-1·d-1,较假伤组(5.1±0.5)g·kg-1·d-1有明显增加,前者较后者增高78.4%(P<0.05).(4)烫伤组大鼠整体蛋白合成速率为(5.1±1.8)g·kg-1·d-1,假伤组(4.8±1.1)g·kg-1·d-1,差异无统计学意义(P>0.05).(5)烫伤大鼠为负氮平衡状态[(-4.0±1.0)g·kg-1·d-1].结论 严重烫伤会导致大鼠蛋白质分解速率增加,处于负氮平衡状态.
关键词： 烧伤 大鼠 Sprague-Dawley 稳定同位素 总体蛋白代谢率 -
胃肠因素对成人乳糖不耐受的作用
目的:研究胃肠因素对成人乳糖酶缺乏者出现不同程度乳糖不耐受症状的作用.方法:乳糖酶缺乏者(呼气H2浓度＞20μmol/mo1)43例,根据乳糖不耐受症状评分结果分为乳糖吸收不良(lactosemalabsorption,LM)组和乳糖不耐受(1actose intolerance,LI)组;LI组根据有无腹泻症状又分为轻度(LIa)及重度(LIb)乳糖不耐受组.采用双标记稳定同位素13C-乳糖/2H-葡萄糖负荷试验计算受试者的乳糖消化指数、乳糖消化量和胃排空时间,并采用H2呼气试验分析受试者摄入一定量乳糖之后的口-结肠转运时间、累积H 2呼出量.方法:LM组的乳糖消化指数和乳糖消化量(0.47±0.15和11.8±3.9g)显著高于LI组(0.34±0.14和8.5±3.5g)(P=0.008),胃排空时间和口-结肠转运时间(44.0±14.4 mm和105 min,60-120 min)显著长于LI组(33.9±12.2 min和60 min,30-90 min)(P=0.021和P=0.003);乳糖消化指数与口-结肠转运时间之间呈显著正相关(r=0.30,P=0.048).而LIa组和LIb组之间以上各项指标均无显著性差异.结论:乳糖消化能力(主要受乳糖酶活性决定)、胃排空时间和口-结肠转运时间是引起乳糖酶缺乏者出现LI症状的主要原因,但不是引起不同严重程度LI症状产生的主要原因,这种症状差异的产生可能与其他因素,如结肠代谢因素的作用有关.
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利用稳定同位素内标微透析技术进行尼古丁脑局部药动学研究
采用以稳定同位素为内标的微透析技术,研究清醒自由活动下大鼠脑局部药动学过程.健康SD大鼠为研究对象,以尼古T(nicotine)为模型药物,以氘代尼古丁(deuterium labeled nicotine,DL-nicotine)为微透析(microdialysis,MD)的内标物.样品采用LC-MS/MS法检测,同时测定透析液中尼古丁及DL-尼古丁的浓度.数据分析采用DAS2.0软件.经皮给予尼古丁后,大鼠脑局部尼古丁的吸收和分布过程符合二室模型,其中tin.为170.31 min,t1/2,6为263.30 min,AUC0-∞为2.75×105μg·L-1·min.DL-尼古丁可作为尼古丁的内标物进行探针回收率的校正;稳定同位素内标微透析技术可实现尼古丁在清醒状态大鼠脑局部药动学的研究,为戒烟方法的寻找及尼古丁经皮制剂的药动学一药效学相结合的研究提供了新思路.
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稳定同位素标记药物在临床药代动力学研究中的应用
近二十年来,稳定同位素示踪技术在临床药代动力学研究中有了快速发展.采用气相色谱-质谱或液相色谱-质谱联机技术检测生物样本中标记药物和未标记药物,具有较高的测试专属性和灵敏度.稳定同位素标记药物的主要作用是作为"分析内标"和"生物内标",作生物内标时可将标记药物用于人体.本文介绍了稳定同位素标记药物的有关知识及该技术在药物的生物利用度、生物等效性、药物吸收、药物处置及药物相互作用研究中的应用原理与方法.该法具有减少体内药物处置的个体内差异, 减少受试者数目, 提高药代动力学数据的可信度等优点,但也有一些原因限制了该项技术的广泛应用.
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稳定同位素在药学中的研究和应用
近年来,稳定同位素(stableisotopes,SI)在生物医药中的应用急剧增加,取得可喜成果,其原因有:①将SI引入药物分子的手段日益完善,使许多SI在药物中的研究成为可能.②质谱和色谱联用技术的应用具有先分离,然后检测的特点.理论上,以待测物稳定同位素标记物作内标理想.它提高了药物的稳定性、定量的专一性和灵敏度,检测量一般为ng,有的更低.有人认为,在其他范围内的突破[如多道排列检测器(multichannel arry detector)]将使质谱的灵敏度达到fg水平.③SI可直接用于生物个体作为示踪物,以其灵敏度高、准确性好、适应性广、无损伤、多元素分析等优点,在稳定同位素示踪研究中,显示了独有的特色,可形成一种优异的技术.其应用范围广,但未被大量采用,故其潜力很大.
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进食状态下口服13C-苯丙氨酸呼出气稳态研究
目的 探讨在进食状态下口服13C-苯丙氨酸作为示踪剂进行氨基酸代谢动力学研究时,呼出气中同位素含量在什么时间达到稳定状态.方法 选取6名健康成年男性作为研究对象,给予日常膳食6d,在D7持续口服13C-苯丙氨酸4h,并伴随食物摄入,收集给予同位素过程中至给予结束后30min的呼出气样本,测定13C的千分差值,以确定同位素的稳态.结果 6名受试者的呼出气样品中13C的千分差值在口服同位素后210min达到稳态,一直持续到服用同位素结束后30 min.结论 在进食状态下口服13C-苯丙氨酸示踪剂进行氨基酸代谢动力学研究,取样的适宜时间是在给予同位素210 min至结束后30 min.
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两种稳定同位素标记氨基酸测量人体蛋白质需要量的比较
目的 探讨同时口服给予两种示踪剂1-13C-亮氨酸和α-15N-赖氨酸测量人体蛋白质需要量,结果是否一致.方法 选取20名健康青年女性作为研究对象,预设6个膳食蛋白质水平,3个连续的实验周期,在每个实验周期给予日常膳食6d,在D7持续口服13C-亮氨酸和15N-赖氨酸4h,收集给予同位素过程中的静脉血、呼出气和尿液样本.测定血浆、呼出气和尿液中的13C、15N的丰度,计算13C-亮氨酸和15N-赖氨酸的氧化率,建立二项回归曲线计算蛋白质的需要量.结果通过13C-亮氨酸计算的蛋白质需要量是0.92 g/kg/d,无法通过15N-赖氨酸的氧化率建立二项回归曲线求得蛋白质需要量.结论 口服途径以15N-赖氨酸作为示踪剂,不能较好的反映蛋白质摄入量的变化情况.
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19～25月龄幼儿锌的摄入与吸收
目的:了解2岁幼儿锌的吸收率(fractional zinc absorption, FAZ)以及实际吸收的锌总量(total absorbed zinc, TAZ).方法:运用双稳定同位素标记法,口服并静脉注射两种稳定同位素,由尿液中同位素的丰度得到膳食锌的吸收率;测定食物中的锌含量并计算实际吸收的锌总量.共有43名19～25月龄的健康幼儿参加实验.其中21名幼儿(女12,男9)来自贫困乡村地区;另22名幼儿(女12,男10)来自相邻的城镇,两组幼儿的膳食均以米饭和蔬菜为主,城镇组幼儿包括部分动物性食物.结果:乡村组和城镇组幼儿膳食锌的摄入量分别为1.91±0.59和1.81±0.52 mg/d;锌的吸收率为0.33±0.10和0.37±0.14 mg/d;两组幼儿实际的锌吸收量为0.63±0.28和0.64±0.20 mg/d.两组间以及男、女幼儿间均无任何差异.结论:参加实验幼儿每天从膳食中实际吸收的锌总量低于美国FNB (Food and Nutrition Board);IDM(Institute of Medicine)2001年公布的1～3岁幼儿锌的生理需要量0.744 mg/d,实验地区幼儿身高不足比较普遍,两组幼儿血浆锌水平偏低,分别为10.08±0.13,10.02±0.13 (mol/L,提示受试幼儿的锌营养状况处于边缘缺乏水平.
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稳定同位素示踪技术在内源性物质代谢调控中的应用进展
随着高灵敏度检测方法的快速发展,稳定同位素示踪技术受到越来越多的重视.该技术通过示踪原子追踪标记化合物在机体内的活动规律,依据中间代谢产物的同位素峰分布来判断其具体的代谢途径,通过计算通量对整个代谢通路进行综合分析,从而探究疾病的发生机制及药物代谢的途径和过程.近年来,稳定同位素示踪技术在生物医药领域的应用逐年增加,现主要针对其在糖、脂、氨基酸及激素等内源性物质代谢调控中的应用研究进展进行综述.
