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1、第四章 放射性核素标记化合物,分子中含有一个或多个放射性原子的化合物,分析试剂 示踪试剂,测定微量物质,示踪研究,用 途,定 义,第一节 医用放射性核素来源,一. 反应堆生产的放射性核素,放射性核素品种多、活度大、成本低,反应堆生产的特点：,二. 加速器生产的放射性核素 回旋加速器,将带电粒子有质子（P），氘核（d），氦核（）加速 到一定能量，轰击靶核。引发（p，n）， （d，n）， （d，）， （，n）， （，pn）等核反应而生产多 种放射性核素。,12C（d，n）13N,20Ne（d，）18F,16O（，pn）15O,11B（p，n）11C,68Zn（p，2n）67Ga,加速器核素的特点：
2、,一. 标记位置及命名,1. 同位素标记和非同位素标记,第二节 放射性核素标记化合物的基本概念,4. 均匀标记,U-14C-葡萄糖,C 标记概率相同,+,11.4%,27.4%,11.4%,49.8%,产物是全标记, 非定位标记,邻氨基苯甲酸,3H2,二. 比活度,每毫摩尔分子所含放射性活度,MBq或GBq (mCi或Ci) / mmol,MBq或GBq (mCi或Ci) / mg, 比活度理论值与 T1/2 的关系：,T1/2 比活度,（每一个分子接一个放射性原子）,高比活度,示踪研究,有利于尽量接近生理状态,GBq MBq,分析系统,灵敏度, 根据实验需要，确定适当的比活度,第三节 制备标
3、记化合物的基本方法,特点：,简单的原料化合物 3H2、14CO2、Na125I,放射性核素价格昂贵,微量技术,实验操作简单、时间短、最后引人标记原子， 冷实验,辐射防护的安全措施,一同位素交换法,原理： 放射性核素与要标记的化合物中 同一元素的稳定同位素相互交换 来制备放射性标记化合物,交换半值期（Exchange Halftime） 产物的浓度等于交换反应达平衡时产物浓度1 / 2 所需要的时间,作为选择最适反应条件的指标,同位素交换法特点:,1. 方法简便, 快速, 不需制备标记前体。,2. 单键、分子边缘的原子易被交换标记。中心原子 不能用此法标记, 如14C。,（）,二化学合成法,合成
4、特点 (1) 只能选用简单的放射性原料,如:,(2) 需要微量合成装置及分离纯化技术 mg级,(3) 预先进行冷试验,Ba14CO3 、3H2、Na125I、H235SO4等,三生物合成法,利用动物、植物、微生物的生理代谢过程或酶的生理活性，将简单的放射性物质制备成具有生物活性的放射性标记化合物。如放射性标记的激素、蛋白质、核苷酸、抗生素、糖类等。,第三节 几种常用核素的标记化合物制备,生物合成法缺点： 产量和比活度较低、标记位置不确定,一14C 标记化合物制备：,(1) 核素特点：,化学合成法：,二氚(3H)标记化合物制备,T1/2 12.35年,- Emax18.4 keV,低毒性,人工放
5、射性核素中能量最低,C3H 不如 CC 牢固 ，易脱落,标记化合物不稳定,(1) 核素特点：,1.氚气曝射交换法,（一）同位素交换法,2.溶液中催化交换,氚化原料: 3H2 、 3H2O 、 3H-乙酸,催化剂: H2SO4 、 三氯乙酸 、 BF3 、 三乙氨、 (Ph3P)3RhCl 、Pt 、 Ni 等.,+,11.4%,27.4%,11.4%,49.8%,产物是全标记, 非定位标记,邻氨基苯甲酸,3H2,(二)化学合成法,是获得定位标记化合物最为准确可靠的方法,1.不饱和化合物催化加氚,3H纳络酮,喹啉二氧六环,15，163H二氢乙托芬,2.卤化物的催化卤氚置换,RX (ArX) +
6、3H2 R3H (Ar3H) + 3HX,催化剂,OH-,TOH+X-,3.金属氚化物的还原反应,(硼氚化钠),(氚化铝锂),3H肾上腺素( R=CH3 ),3H去甲肾上腺素( R=H ),严格的定位标记,只还原杂原子的双键,不还原CC CC,三放射性碘标记化合物的制备,125I T1/260d,标记物储存应用一段时间、商品化,低能 射线 ，无 粒子,辐射分解少，标记物稳定性好,(一)同位素交换法:,(二) 蛋白质、多肽的碘标记技术:,标记原理：,1. 氯胺T 法：,温和氧化剂,反应液组成： Na125I 74MBq（10L） 蛋白质 5g（10L） 缓 冲液（pH7.4） 30L 氯胺 T
7、100g（10L）,室温 13min, 加Na2S2O5 200g（0.2mL)中止反应,用SephadexG50柱层析分离纯化 125I-蛋白质,2. 乳过氧化物酶法：,标记原理：, 巯基乙醇（10mmol/L）0.5mL(中止反应), H2O2 200ng （10L）,室温7min,注意事项：,1. 乳过氧化物酶使用前新鲜配制,2. H2O2保持低浓度： 0.1mmol/L,3. 酶的浓度，标记率,酶的用量 1% 标记蛋白,酶自身碘化而引入的放化杂质,3.双酶标记法；,标记原理：,乳过氧化物酶,O2（新生氧）,(2) 0.1% 叠氮钠 100L 中止反应,(3) 用Sephadex柱层析分
8、离纯化,4. 联接标记法(BoltonHunter法):,(联接试剂),室温 13 min,优点,二部操作，避免蛋白质变性,缺点,蛋白质接上琥珀亚胺酯，分子较大，影响活性,标记率低,5. 固相氧化法：,固相酶法: 将乳过氧化物酶等交联在琼脂糖凝胶上, 1mg 氯甘脲 溶于25mL二氯甲烷，取50L加入3mL试 管中，用N2气吹干，在试管底部形成 氯甘脲薄膜 - 20条件下可保存半年 （Iodogen管）,(3)取出反应液，上柱分离纯化 125I-蛋白质,第四节 标记化合物的纯化和鉴定,一. 分离纯化,纸层析, 薄板层析, 柱层析(凝胶过滤柱, 离子交换柱) 电泳, 高效液相层析等微量分离方法,
9、1. 放射性核纯度,如： 99mTc( 99Mo),目的: 鉴别标记化合物发出射线的种类和能量, 检查有无其它放射性核素存在,(1) 半衰期测定法：,短 T1/2 核素: 时间跟踪法,A ( 110Sn + 111Sn ),B ( 110Sn T1/2=4 h ),C ( 111SnT1/2=35min ),混有二种核素样品的半衰期测定,(2)，射线能谱测定： 、能谱仪, 射线能谱测量,137Cs的能谱,60Co, 1.17 MeV, 1.33 MeV,60Ni, 0.313MeV,60Co的能谱,2. 放射化学纯度：,如：125I蛋白质（ 125I蛋白质聚合物 125I蛋白质水介产物）,标记
10、化合物最重要参数,表示特定化学形态存在的放射性比例,测定放化纯度的常用方法,(1) 层析法和电泳法,纸层析、薄板层析,(2) HPLC法 放射性检测器,( 常规检测方法 ),3.放射性比活度:,测定产品每毫升的放射性活度(GBq/mL),测定标记产品的化学浓度(mmol /mL),= 放射性比活度(GBq/mmol),第五节 放射性标记化合物的稳定性与贮存,一. 放射性标记化合物的分解机理：,1. 一般的化学分解: 水解, 氧化, 聚合, 光学异构,2. 初级内分解: 自然衰变,4. 次级分解: 射线先作用于溶剂分子产生自由基, 如 H， HO ，HO2 等。自由基再与标记分子反应,电离密度 自吸收 辐射自分解 ,二. 辐射自分解的影响因素：,3. 标记物的浓度和比活度:,1. 射线的种类:,2. 射线的能量:,比活度 辐射自分解,4. 标记物中杂质及贮存环境：,杂质加速辐射自分解,三. 标记化合物的贮存:,1. 降低放射性浓度或比活度 加入非标记化合物,3. 降低贮存温度,一般储存温度: 不引起溶液冰冻的可行的最低温度,水溶液: 0 4 / 液氮下快速冷冻,乙醇 / 有机溶剂: 冰点以上,