1、 放射性核素標志化合物放射性核素標志化合物核醫學教研室核醫學教研室第一節第一節 概述概述一、放射性核素標志化合物定義一、放射性核素標志化合物定義二、放射性核素的來源二、放射性核素的來源三、常用概念三、常用概念一、放射性核素標志化合物一、放射性核素標志化合物標志化合物標志化合物(labeled(labeledcompound)compound) 凡是分子中某一原子或多個原子或其化凡是分子中某一原子或多個原子或其化學基團被其易辨識的同位素或其他易辨識學基團被其易辨識的同位素或其他易辨識的放射性核素所取代，而成為一類易被識的放射性核素所取代，而成為一類易被識別的化合物，那么稱之為標志化合物。被別的化

2、合物，那么稱之為標志化合物。被放射性核素取代的化合物稱為放射性核素放射性核素取代的化合物稱為放射性核素標志化合物。這種取代過程稱為標志標志化合物。這種取代過程稱為標志labellabel二、放射性核素的來源二、放射性核素的來源1.反響堆消費放射性核素反響堆消費放射性核素2.加速器消費放射性核素加速器消費放射性核素3.從放射性核素發生器得到從放射性核素發生器得到1、反響堆原理、反響堆原理反響堆反響堆2 2、加速器原理、加速器原理3 3、放射性核素發生器、放射性核素發生器是一種能從較長半衰期的放是一種能從較長半衰期的放射性母體核素中分別出由它射性母體核素中分別出由它衰變而產生的較短半衰期的衰變而產

3、生的較短半衰期的放射性子體核素的安裝。放射性子體核素的安裝。放射性核素發生器放射性核素發生器 表示圖表示圖 三、三、 幾個根本概念幾個根本概念一、放射性濃度、放射性純度、放射化學一、放射性濃度、放射性純度、放射化學 純度和放射性比活度、純度和放射性比活度、二、同位素標志與非同位素標志二、同位素標志與非同位素標志三、定位標志與非定位標志三、定位標志與非定位標志一、放射性濃度、放射化學純度一、放射性濃度、放射化學純度和放射性比活度和放射性比活度1、放射性濃度、放射性濃度放射性濃度放射性濃度radioactive concentration:指單位體積的溶液中含有的放指單位體積的溶液中含有的放射性活

4、度，單位：射性活度，單位：Bq/L或或Bq/ml。放射性濃度=標志化合物的放射性活度標志化合物溶液的體積2 2、放射化學純度、放射化學純度放射化學純度放射化學純度(radiochemical(radiochemicalpuritypurity，RCPRCP： 在一種放射性核素產品中在一種放射性核素產品中, ,以某種以某種特定化學形狀存在的這種放射性核素特定化學形狀存在的這種放射性核素的百分含量。的百分含量。%100總放射性活度此核素各種化學形態的的放射性活度某一核素特定化學形態放射化學純度3 3、放射性比活度、放射性比活度放射性比活度放射性比活度a aspecific specific act

5、ivityactivity：定義：定義：單位質量所含的放射性活度。單位質量所含的放射性活度。單位：單位：Bq/gBq/g、Bq/mgBq/mg、Bq/molBq/mol、Bq/mmolBq/mmol等等mmAaA二、同位素標志與非同位素標志二、同位素標志與非同位素標志化合物中的原子被其同位素原子取代，稱為同化合物中的原子被其同位素原子取代，稱為同位素標志位素標志isotopic labelling，由于標志化合，由于標志化合物的化學、物理、生物學性質不會引起顯著差物的化學、物理、生物學性質不會引起顯著差別，亦稱理想標志，如別，亦稱理想標志，如13N-NH3，15O-H2O用化合物組成以外的原子

6、標志，稱非同位素標用化合物組成以外的原子標志，稱非同位素標志志(nonisotopic labelling)，又稱非理想標志，又稱非理想標志，如如131I-AFP甲胎蛋白，甲胎蛋白， 99Tcm DTPA三、定位標志與非定位標志三、定位標志與非定位標志定位標志定位標志specific labeling：分子中的標志原：分子中的標志原子限定在指定的位置上，用子限定在指定的位置上，用“S表示。如：表示。如：S-5-T-尿嘧啶，其中尿嘧啶，其中95%以上以上3H標志在尿嘧啶分子標志在尿嘧啶分子的第五位碳原子的的第五位碳原子的C-H鍵上。鍵上。非定位標志非定位標志non-specific labeli

7、ng：標志原子：標志原子的結合部位無法確定，稱之為非定位標志。的結合部位無法確定，稱之為非定位標志。雙標志雙標志double labelling)：在化合物不同部位：在化合物不同部位引入兩種不同示蹤核素稱之為雙標志，該化合物引入兩種不同示蹤核素稱之為雙標志，該化合物稱為雙標志化合物。稱為雙標志化合物。均勻標志、全標志均勻標志、全標志第二節 放射性核素標志化 合物的制備一、放射性核素標志化合物的制備方法二、14C、3H、32P、35S等標志化合物的制備略三、放射性碘標志化合物三、放射性碘標志化合物 的制備的制備一、同位素交換法略一、同位素交換法略二、蛋白質、多肽的碘標志二、蛋白質、多肽的碘標志三

8、、核酸的碘標志簡三、核酸的碘標志簡蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志一、一、 常見的標志方法常見的標志方法一一 蛋白質、多肽碘標志的原那么：蛋白質、多肽碘標志的原那么： 1 1、待標志物要有可被碘原子結合的基團。、待標志物要有可被碘原子結合的基團。 2 2、 要將要將NaNa* *I I中的中的* *I-I-離子氧化成離子氧化成* *I0I0或或* *I+I+OH*ICH2CHCOOH NH2酪氨酸NHN*ICH2CHCOOH NH2組氨酸組氨酸NHCH2CHCOOH NH2*I色氨酸色氨酸*I1、直接標志法、直接標志法 1氯胺氯胺-T法法 2乳過氧化物酶法乳過氧化物酶法 3Iodoge

9、n法法2、間接標志法、間接標志法 蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志二二 常用的標志方法常用的標志方法1、直接標志法蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志 1 氨胺-T法(Ch-T)B、Ch-T標志實例放射性標志實例放射性AFP的制備的制備5、向管中參與新穎配制的偏重亞硫酸鈉、向管中參與新穎配制的偏重亞硫酸鈉Na2S2O5 水溶液水溶液20ul20ug，充分混勻，充分混勻，中止反響中止反響2、再向管中參與、再向管中參與50mmol/L的的PBpH7.525ul,3、向管中參與無載體、向管中參與無載體Na125I溶液溶液37MBq2ul4、向管中參

10、與用、向管中參與用PB新穎配制的氯胺新穎配制的氯胺-T 10ug 10ul,立刻充分混勻，室溫反響立刻充分混勻，室溫反響60秒左右秒左右1、向、向1.5ml錐形離心管中參與含錐形離心管中參與含AFP5ug的的 50mmol/L的的PB磷酸鹽緩沖液磷酸鹽緩沖液5ul6、參與、參與KI 100ug標志物立刻進展分別純化，并標志物立刻進展分別純化，并進進 行薄板層析，計算碘標志率、行薄板層析，計算碘標志率、125I-AFP的比活的比活度、度、 放射化學純度放射化學純度.蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志 C、Ch-T標志本卷須知1 1、氧化劑與復原劑、氧

11、化劑與復原劑Ch-T和和Na2S2O5遇水、空氣、陽光都不穩定，應新遇水、空氣、陽光都不穩定，應新穎配制，穎配制，1小時內運用。小時內運用。Ch-T用量應適當，過多易損用量應適當，過多易損傷標志物的生物活性，過少那么標志率降低或標不上，傷標志物的生物活性，過少那么標志率降低或標不上，實際上實際上37mBq的的*I僅需僅需0.08ug，實踐用量比實際高，實踐用量比實際高，普統統過預實驗確定。普統統過預實驗確定。 Na2S2O5用于復原用于復原Ch-T以以終止碘化反響，用量往往是終止碘化反響，用量往往是Ch-T的的1.5-2倍。倍。2 2、反響體系的、反響體系的pHpH普通最正確普通最正確pH在在

12、7-8之間，過低過高均影響標志率。之間，過低過高均影響標志率。為保證反響體系足夠的緩沖容量，常用為保證反響體系足夠的緩沖容量，常用50 500 mmol/L的的PB。3 3、反響體積、反響體積待標志物和待標志物和*I的化學量極少，反響體積不宜過大，過的化學量極少，反響體積不宜過大，過大使反響物濃度變小，影響標志率，普通體積在大使反響物濃度變小，影響標志率，普通體積在50-500ul。4 4、溫度與反響時間、溫度與反響時間室溫下，反響時間控制在室溫下，反響時間控制在1分鐘左右。過短，標志率低；分鐘左右。過短，標志率低；過長，雖然標志率高，但易損傷標志物生物活性。溫度過長，雖然標志率高，但易損傷標

13、志物生物活性。溫度降低可適當延伸反響時間。降低可適當延伸反響時間。5 5、放射性、放射性* * I I的選擇的選擇應選擇新穎、比活度高、無復原劑的應選擇新穎、比活度高、無復原劑的*I，放射性濃度在，放射性濃度在1.85-37GBq/ml為宜。為宜。D Ch-T運用范圍與特點 運用范圍運用范圍適用于分子中含酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基的蛋白質和多肽的碘標志。 特點特點方法簡便、標志率高、反復性好、不受標志分子的空間要素影響，試劑易得，是經典的蛋白質碘標志方法，運用最為廣泛。蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志 2乳過氧化物酶法乳過氧化物酶法 Lactoperoxidase，LPOA 方法學原理

14、方法學原理以以LPO為催化劑和微量為催化劑和微量H2O2作用，釋放出新作用，釋放出新生態氧，從而將離子碘生態氧，從而將離子碘I-氧化成單質碘氧化成單質碘I0 ，由此標志在蛋白或多肽中酪氨酸殘基，由此標志在蛋白或多肽中酪氨酸殘基，也稱之為酶促標志。也稱之為酶促標志。蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志3Iodogen法A Iodogen法原理Iodogen1，3，4，6-四氯四氯-3，6 二苯基甘脲，二苯基甘脲， 1，3，4，6-Tetrachloro-3，6 diphenlglycoluril，簡稱氯苷，簡稱氯苷脲，是一氧化劑，引起碘化反響的機制與脲，是一氧化劑，引起碘化反響的機制與Ch-

15、T類似。但其類似。但其不溶于水，可溶于二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亞砜等有機不溶于水，可溶于二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亞砜等有機溶劑。將其溶于有機溶劑，然后涂到反響管內壁，參與配溶劑。將其溶于有機溶劑，然后涂到反響管內壁，參與配好的待標志蛋白多肽和好的待標志蛋白多肽和*I后，混勻即可進展標志，將反響后，混勻即可進展標志，將反響液取出或稀釋即可終止反響。液取出或稀釋即可終止反響。蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志B Iodogen法舉例將將Iodogen用二氯甲烷溶解，參與試管內，用用二氯甲烷溶解，參與試管內，用 N2吹干，使管壁上涂上一層吹干，使管壁上涂上一層Idogen薄膜。薄膜。向管中參與

16、向管中參與50mmol/LPB20ul、待標志的蛋、待標志的蛋白質或多肽白質或多肽10ul混勻。混勻。 參與參與37MBqNa*I10ul混勻反響混勻反響10-15分鐘。分鐘。 將反響液吸出，按常規方法進展分別、純化。將反響液吸出，按常規方法進展分別、純化。蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志2、間接標志法又稱聯接標志，用于標志分子上不含酪氨酸、組氨酸又稱聯接標志，用于標志分子上不含酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基，或該殘基位于分子的活性基團上，直或色氨酸殘基，或該殘基位于分子的活性基團上，直接標志后影響分子生物活性的蛋白質或多肽。接標志后影響分子生物活性的蛋白質或多肽。先將放射性碘標志在一個較

17、為活潑的載體分子上如先將放射性碘標志在一個較為活潑的載體分子上如Bolton-HuntorBolton-Huntor試劑，然后再將這個小分子蛋白質試劑，然后再將這個小分子蛋白質或多肽結合，完成標志。或多肽結合，完成標志。蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志間接標志法特點間接標志法特點防止了蛋白質和氧化劑直接接觸，防止在碘標志防止了蛋白質和氧化劑直接接觸，防止在碘標志過程中氧化劑對標志分子的損傷；過程中氧化劑對標志分子的損傷；需經二步標志，碘的利用率及標志率均很低；需經二步標志，碘的利用率及標志率均很低；標志時需引入一個較大的聯接劑，對小分子的肽標志時需引入一個較大的聯接劑，對小分子的肽類的

18、生物活性有影響，不適于類的生物活性有影響，不適于MW 10000MW 10000的小肽。的小肽。蛋白質、多肽的碘標志蛋白質、多肽的碘標志三、核酸的碘標志三、核酸的碘標志核酸是重要的生物大分子，其放射性碘化標志是核酸是重要的生物大分子，其放射性碘化標志是將放射性碘標志到構成單元的堿基上，如尿嘧啶將放射性碘標志到構成單元的堿基上，如尿嘧啶和胞嘧啶的嘧啶環上。方法：先將和胞嘧啶的嘧啶環上。方法：先將DNA加熱到加熱到70，使之解析成單股的，使之解析成單股的DNA，再用氧化劑三，再用氧化劑三氯化鉈、濃氯化鉈、濃HNO3將離子碘將離子碘I-氧化成單質氧化成單質碘，后者與嘧啶環上的第五位碳原子呈共價鍵結碘

19、，后者與嘧啶環上的第五位碳原子呈共價鍵結合，從而到達標志合，從而到達標志DNA的目的。的目的。四、四、99mTc標志化合物的制標志化合物的制備備略略第三節、放射標志化合物第三節、放射標志化合物的純化、質量鑒定、輻射的純化、質量鑒定、輻射自分解和儲存自分解和儲存一純化方法一純化方法1、層析法、層析法1紙層析2柱層析 凝膠柱層析 離子交換層析 親和層析紙層析原理紙層析原理比移植Rf=b/c二、質量鑒定二、質量鑒定包括物理鑒定、化學鑒定和生物鑒定。物理鑒定：外觀、放射性活度和比活度，放射性純度等；用譜儀、活度計等化學鑒定：放射化學純度，化學純度、載體含量、酸度等；高壓液相色譜、紙層析、分光光度計等生

20、物鑒定：細菌、熱原、生物毒性和生物活性等。細菌培育、鱟實驗、家兔熱原實驗、動物實驗等三、輻射自分解三、輻射自分解1、定義2、機理3、方式輻射自分解輻射自分解(autoradiolysis)： 由于放射性核素電離輻射的作用，由于放射性核素電離輻射的作用，致使標志化合物本身產生電離、激發致使標志化合物本身產生電離、激發或化學鍵斷裂，或者作用于相鄰的分或化學鍵斷裂，或者作用于相鄰的分子，使其激活物質，例如產生自在基子，使其激活物質，例如產生自在基等，這種景象稱為輻射自分解。等，這種景象稱為輻射自分解。1、定義、定義核素本身的衰變和射線能量在標志化合核素本身的衰變和射線能量在標志化合物及其臨近分子上的轉移所導致分子內物及其臨近分子上的轉移所導致分子內化學鍵的斷裂，并由此產生的一系列物化學鍵的斷裂，并由此產生的一系列物質化學形狀和性質的改動。這種能量的質化學形狀和性質的改動。這種能量的轉移常表如