Markierungsverfahren

Beim Markierungsverfahren werden Radionuklide dazu genutzt, um die Anreicherung oder den Weg von Stoffen im menschlichen Körper, bei Tieren und Pflanzen, in Rohrleitungen, in Maschinen und Anlagen oder im Erdboden zu verfolgen. Das Grundprinzip des Verfahrens besteht darin, dass an einer geeigneten Stelle ein Radionuklid eingebracht wird und die Anreicherung dieses Radionuklids an bestimmten Stellen oder sein Weg verfolgt wird. Die Registrierung erfolgt mithilfe von Strahlungsmessgeräten, die die räumliche Verteilung des Radionuklids erfassen, indem sie die von dem Radionuklid ausgehende radioaktive Strahlung messen. Das Verfahren wurde 1913 zum ersten Male von den Radiochemikern G. HEVESY und F. PANETH angewendet und wird heute in vielen Bereichen der Technik und der Medizin genutzt.

Markierungsverfahren

Markierungsverfahren

Beispiel 1: Untersuchung der Schilddrüse
Das Markierungsverfahren wird u. a. verwendet, um beim Menschen die Schilddrüse auf krankhafte Veränderungen zu untersuchen. Dabei wird die Eigenschaft der Schilddrüse genutzt, dass sich in ihr Iod bevorzugt anreichert. Aus der Konzentration in einzelnen Teilen lassen sich Rückschlüsse auf die Organfunktion ziehen.

Bei der Untersuchung wird zunächst radioaktives Iod gespritzt. Dieses radioaktive Iod reichert sich sehr schnell in der Schilddrüse an und gibt radioaktive Strahlung ab. Mit einem speziellen Zähler zur punktförmigen Aufnahme von Messwerten wird die Strahlung des radioaktiven Iods registriert und mithilfe eines Computers ausgewertet.
Das Bild, das der Arzt erhält, wird als Szintigramm bezeichnet (Bild 2). Aus einem solchen Szintigramm ist für den Arzt erkennbar, ob krankhafte Veränderungen der Schilddrüse vorliegen oder nicht.

Dieses Untersuchungsverfahren, die Szintigrafie, wurde in den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts in den USA entwickelt und ist heute ein Standardverfahren. Während man früher das Radionuklid Iod-131 mit einer Halbwertszeit von etwa 8 Tagen nutzte, wird heute in der Regel Iod-123 mit einer Halbwertszeit von 12,3 Stunden oder Technetium-99 verwendet. Dadurch ist die Strahlenbelastung des Patienten deutlich geringer als bei den Untersuchungen, die früher durchgeführt wurden. Die Aktivitäten der Radionuklide, die dabei auftreten, liegen zwischen 2 MBq und 40 MBq.

Neben Untersuchungen der Schilddrüse können mit diesem Verfahren auch die Leber und die Bauchspeicheldrüse untersucht werden. In welches Organ ein Radionuklid bevorzugt wandert, hängt davon ab, in welche chemische Verbindung es eingebaut worden ist.

Szintigramm einer Schilddrüse

Szintigramm einer Schilddrüse

Beispiel 2: Weg von Stoffen in einer Pflanze
Das Markierungsverfahren kann auch genutzt werden, um den Weg von Stoffen in einer Pflanze zu verfolgen. Dazu wird z. B. dem Wasser, das die Pflanze aufnimmt, ein Radionuklid beigegeben und die von der Pflanze dann ausgehende radioaktive Strahlung in zeitlichen Abständen gemessen. Man erhält damit jeweils ein Bild darüber, wo sich das Radionuklid befindet und wie sich seine Verteilung verändert hat. Das Radionuklid Phosphor-32 ist im Stängel konzentriert. Nach einer gewissen Zeit ist es zu den Blatträndern gewandert.

Als Radionuklide für das Markierungsverfahren nutzt man u. a. neben den beiden bereits genannten Iod-123 und Technetium-99 auch Kohlenstoff-14, Calcium-45, Caesium-137 und Cobalt-60.

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