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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：,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)+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 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,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,
