PET은 양전자 방출 핵종 \( { } ^ { 18 } \mathrm { F } , \, { } ^ { 15 } \mathrm { O } , \, { } ^ { 13 } \mathrm { N } \)를 이용하여 환자에게 주입 후 존재하는 부위를 영상으로 나타내고, 생체 내에 존재하는 다양한 기관의 기능과 생화학적 반응을 분석하여 질병 진단에 사용되는 최첨단 의학 기술로 반감기가 짧아 인체 내에서 곧 사라지는 특성이 있기 때문에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 생물체들이 다양한 상황에서 방사능 노출 된 상황에서 방사성동위원소 \( { } ^ { 18 } \mathrm { F } \)를 사용하여 금붕어를 방사선을 노출시킨 후, 이들 감마선에 의해 생리활성물질들이 어떤 변화가 발생하는지 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 비교◦분석하였다.
<h1>서 론</h1> <p>양전자 방출 핵종인 \( { } ^ { 18 } \mathrm { F } \)는 양전자 붕괴(positron decay)에 의해 더 안정된 동위원소로 변환한다. 이 과정에서 양성자(p)는 붕괴하여 중성자 \( ( \mathrm { n } ) \), 양전자 \( ( \mathrm {\beta } + ) \), 중성미자(neutrino, \( \mathrm { v } ) \) 및 에너지로 변환한다. 방출된 양전자는 짧은 거리를 이동한 후 주위에 있는 전자와 결합하여 소멸되고 양전자와 전자의 질량은 전자기파의 에너지로 변환되어 두 개의 에너지 \( 511 \, \mathrm { keV } \)인 광자(감마선)를 방출한다. 생성된 감마선은 인간을 비롯한 생물체에 대해 방사선 피폭을 유발한다. 생물체가 방사선에 피폭되면 생체 내에 존재하는 단백질, 다당류, 지질 및 핵산 등과같은 생체고분자 물질 등이 에너지를 흡수하여 물리학적 변화 단계를 거쳐 수소 라디칼 \( ( \cdot \mathrm { H } ) \), 수화된 전자(hydrated electron, \( \mathrm { e } _ {\mathrm { aq } } ^ { - } ) \) 그리고 수산기 \(( \mathrm { OH } ^ { - } ) \)와 같은 일차 유리기들을 형성한다. 이러한 유리기들은 세포 내에서 생체고분자 물질들과 반응하여 분자의 구조적 변화뿐만 아니라 일련의 연쇄반응을 통하여 각종 생물학적 장해를 일으킨다.</p> <p>PET (Positron Emission Tomography: 양전자단층촬영)은 양전자를 방출하는 동위원소를 표지한 방사성의약품을 환자에게 흡입 또는 정맥주사 후 그들이 존재하고 있는 부위를 영상으로 나타내는 동시에 생체 내에 존재하는 다양한 기관의 기능과 생화학적 반응을 분석하여 질병진단에 많이 이용되고 있는 최첨단 의학 기술 중의 하나이다. PET에 이용하는 방사성동위원소로는 양전자 방출 핵종인 \( { } ^ { 18 } \mathrm { F } , \, { } ^ { 15 } \mathrm { O } , \, { } ^ { 13 } \mathrm { N } \) 등이 사용되고 있다. 이들 핵종이 많이 사용되고 있는 이유는 반감기가 매우 짧아 인체 내에서 곧 사라지는 특성을 가지고 있기 때문이다.</p> <p>최근 자연재해로 인해 원자력 발전소에서 누출되고 있는 방사선과 방사성핵종들(radionuclides), 산업재해로 인한 오염물질의 배출, 그리고 일상에서 널리 사용되고 있는 전자제품들에서 발생되는 전자기파들에 의해 노출되어 있는 생물체들은 생체에 심각한 손상을 받을 뿐만 아니라 그들의 행동과정에도 중대한 영향을 미치고 있다. 이러한 방사선 노출 때문에 생물체내의 세포핵 또는 세포가 손상되거나 사멸된다고 보고되어 있다. 한편 실험동물의 생체 내에 존재하는 신경전달물질, neuropeptides 및 효소들이 X-선, 감마선, 마이크로파, 방사성 핵종, He-Ne 레이저 및 Electroconvulsive stimuli 등에 의해 농도가 증가하거나 또는 감소된다고 알려져 있다. 또한 방사선 노출에 의해 금붕어 장관의 근 수축활성이 감소된다는 연구도 보고되었다. 그러나 아직까지 양전자 방출 핵종인 \( { } ^ { 18 } \mathrm { F } \)를 사용하여 생체 내에 존재하는 생리활성물질들의 변화에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 양전자단층촬영(PET)시 많이 사용되고 있는 방사성동위원소 \( { } ^ { 18 } \mathrm { F } \)를 사용하여 수조 속에 있는 금붕어에 4시간 동안 약 \( 2 \, \mathrm { Gy } \)의 방사선을 노출시킨 후, 이들 감마선에 의해 금붕어 뇌에 존재하는 생리활성물질들이 어떤 변화가 발생하는지 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 비교◦분석하였다.</p>