核藥學

Nuclearpharmacy2核藥物定義：用于人體內進行醫學診斷或治療的某種特定核素及其標記的化合物或生物制劑。包括放射性藥物和穩定核素藥物。3什么是穩定核素藥物？定義：用一個或多個穩定核素標記的藥物舉例：葡萄糖：其中C的豐度

12C98.9%

13C1.1%13C經過同位素富集,豐度>1.1%用富集的13C合成葡萄糖，得到葡萄糖中的13C

>1.1%人體攝入富13C的葡萄糖，經過體內各種反應，呼出CO2（13C

>1.1%）用質譜儀測定,可測定13C

>1.1%的CO2的量，診斷疾病。5Radiographyand

nuclearmedicine6體外放射性藥物體內放射性藥物放射性藥物治療用放射性藥物診斷用放射性藥物顯像放射性藥物非顯像放射性藥物放射性藥物的分類7核醫學診斷與分析技術體內診斷體外分析PET顯像相機顯像SPECT顯像14C

-呼氣實驗RIARBA核素活化分析其他示蹤技術9靶與非靶比足夠高來源方便有效半衰期（1.5倍）101113SPECT-使用發射GAMMA射線的短半衰期的放射性核素如99Tcm14正電子發射斷層掃描術（PET）用于研究體內的生理和生物化學過程。PETScannersPET掃描儀PET-CT15IndustrialcyclotronMedicalCyclotron核醫學PET顯像使用的發射正電子的放射性核素生產，要使用醫用回旋加速器。17理想治療放射性藥物的特點衰變類型（高LET）:純–或發射,且具有較高的能量,少量,有利于定位，最近也用俄歇電子發射體治療。最好β粒子>1MeV靶與非靶比足夠高來源方便有效半衰期（1-10d）18幾種輻射的比較19幾種輻射對治療作用的比較俄歇電子發射體治療,可作用于細胞核而致細胞死亡；或–則適宜于藥物濃聚于細胞漿或細胞表面。幾個細胞直徑的射程可增加細胞死亡的可能性，但粒子射程大于100個細胞直徑會損傷周圍正常組織，毒性增加；輻射射程短（50~90m），衰變復雜，且產生不穩定核素，核素治療主要用–輻射；治療腫瘤需與放療和化療結合，最有效。21醫用放射性核素主要來源:反應堆生產加速器生產核素發生器生產2223MedicalCyclotron25放射性核素發生器(radionuclidegenerator)定義：一種能定期從較長半衰期的放射性母體核素中分離出由它衰變而產生的較短半衰期放射性子體核素的裝置。俗稱“母牛”(cow)：隨著母體核素的衰變，子體核素不斷生長、衰變，直至達到放射性平衡。用合適的分離手段即可從母體中獲得無載體的子體核素。26母體和子體的關系

N1

為母體核素的原子數；N2為子體核素的原子數；λ1為母體核素的衰變常數；λ2為子體核素的衰變常數；N1λ1表示子體核素原子的生成速率；N2λ2表示子體核素原子的衰變率。29式中,A2為子體核素的活度；A10為t=0時刻母體核素的活度；A20為t=0時刻子體核素的活度。

若A20=0,則公式可簡化為:30母-子體放射性平衡

長期平衡(Secularequilibrium)暫時平衡(Transientequilibrium)31長期平衡(secularequilibrium)

(t1/2)1>>(t1/2)2,也就是λ2>>λ1。

當t足夠長，達到長期平衡時,子體和母體的活度相同,即：

這類發生器在分離子體后，積累時間達到約為4~7個子體的半衰期時,母子體即可達到放射性平衡。32暫時平衡(TransientEquilibrium）母體半衰期雖較子體半衰期長,即(t1/2)2<(t1/2)1，但又不算太長,即λ2>λ1。

99Mo－99Tcm發生器就屬這種平衡,其中母體99Mo的T1/2為66.02h,子體99Tcm的T1/2為6.02h。

33暫時平衡當t足夠大時,且A02為0時,母子體關系式可簡化為：34子體核素的放射性活度達到最大值所需要的時間3536Daut.T1/2(h)modeofparentT1/2(h)columneluantdecay68Ga1.13β+68Ge288dAl2O3

5mmol?L-1EDTASnO21mol?L-1HCl87Srm2.8IT87Y3.35dDowex1×80.15mol?L-1NaHCO390Y64.2β-90Sr28.1aDowex1×83mmol?L-1DTPA99Tcm6.02

IT99Mo66.02hAl2O3saline113Inm1.66IT113Sn115.1dAl2O30.05mol?L-1HClSnO2orHNO3132I2.28β-(γ)132Te78hAl2O3saline188Re16.98β-(γ)188W69.4dAl2O3saline37標記化合物

(labeled

compound)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的核素，或其基團所取代而得到的產物，稱之為標記化合物。這種取代過程稱為標記（label）38標記化合物涉及的若干基本概念同位素標記與非同位素標記定位標記與名義定位標記全標記與均勻標記雙標記和多標記39同位素標記與非同位素標記同位素標記：化合物中的原子被其同位素原子取代由于標記化合物的化學、物理、生物學性質不會引起顯著差異，亦稱理想標記，如13N-NH3，15O-H2O非同位素標記：用化合物組成以外的原子標記又稱非理想標記，如131I-AFP（甲胎球蛋白），99Tcm–DTPA40定位標記與名義定位標記定位標記（specificlabeling）：分子中的標記原子限定在指定的位置上，用“S”表示,如：S-[5-T]-尿嘧啶，其中95%以上3H標記在尿嘧啶分子的第五位碳原子的C-H鍵上。名義定位標記（nominallabeling）：標記過程中從標記方法預測，標記原子應該在某特定的位置上，而實際結果未作鑒定，或特定位置上的標記物不能肯定大于95%，用“n”表示。如：[6，7（n）-T]雌二醇，表示名義上3H標記在雌二醇的6，7

位碳原子的C-H鍵上。41全標記與均勻標記

全標記（generallabeling）：分子中所有穩定位置上的某元素的原子都可能被標記原子所取代，機遇各不相同，不具有統計學上的均一性。用“G”表示。如：[G-T]-膽固醇，所有氫原子均可能被3H取代，但程度不同。均勻標記（uniformlabeling）：分子中的某元素所有原子均被特定核素所取代，達到統計學上的均一性，用“U”表示。如：[U-14C]-葡萄糖，標記原子均勻分布在標記化合物分子中42全標記與均勻標記的特點都是非定位標記優點：可得到較高比活度，可選擇方法多缺點：但不能觀察分子上特定原子的行為43雙標記和多標記

在標記化合物內引入兩種或兩種以上元素的同位素原子稱為雙標記或多標記雙標記如15NH214CH2COOH，14CH213COOH多標記如：14C3H3CH（15NH2）COOH，

14C3H314CO13COOH44標記用放射性核素的選擇原則：

1）得到所需的標記化合物；

2）得到預期的研究結果；

3）核素的理化性質和核性質合適；

4）標記、測量、純化方法容易；

5）價格、實驗周期、核素和雜質的毒性等；

6）標記物的比活度45放射性標記化合物的制備方法化學合成法（chemicalsynthesismethod）生物合成法（biosynthesismethod）同位素交換法（isotopeexchangemethod）

金屬絡合物法(metalcomplexmethod)其他標記方法46化學合成法通過化學反應將放射性核素引入化合物中，可用來進行定位標記，但合成步驟較多。化學合成標記法又可分為：逐步合成法加成法取代法間接標記法

47逐步合成法用最簡單的含放射性核素的化合物按預定合成路線逐步合成復雜的有機化合物；優點：反應易控制，有較好的重復性；收率、比活度、化學純度、放射化學純度高；缺點：制備復雜化合物時，步驟多，副反應產物多，純化困難。4849加成法用具有雙鍵或三鍵的不飽和有機化合物作前體加成反應放射性核素標記到前體上。3H和碘標記常用此法。如：在有催化劑的條件下，從烯烴得到氚標記物：

RCH=CH2+T2RCHTCH2T有些化合物可脫氫，制備不飽和前體，再加氚，得到所需標記物不飽和前體用[T]-LiAlH4、NaBH4等還原劑反應，把氚標記到特定的位置上。取代法有機化合物分子中的原子或原子團被放射性核素或其原子團取代，得到相應的標記化合物。3H和碘標記常用此法。鹵素原子X易被氫原子取代，發生鹵氚置換反應可標記各種嘌呤、嘧啶和氨基酸類化合物。取代法-碘標記在有氧化劑存在時，有機物中的氫容易和碘發生取代反應，通過氫碘置換標記目的。反應通式為：常用的氧化劑有：H2O2，氯胺-T（Ch-T），乳過氧化物酶（LPO），氯甘脲（Iodogen）等。I**NaI氧化反應蛋白質的碘標記反應酪氨酸殘基的羥基鄰位發生碘化反應53間接標記法當有機化合物用上述直接方法難以標記或標記后對化合物損傷較大時，用間接標記法。常用于沒有酪氨酸殘基或酪氨酸殘基不在易標記位置上的多肽類物質的標記。多用于金屬放射性核素的標記54先標記后偶聯把放射性核素先標記在某種易與欲標記物反應的試劑上，然后再與欲標記物偶聯應用：無酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基暴露的多肽、蛋白類化合物的標記多肽類化合物的碘標記（Bolton-Hunter碘標記法）55先偶聯后標記先把某種雙功能螯合劑結合到欲標記分子上，再將放射性核素標記到此螯合劑上，由此形成穩定的放射性標記復合物。應用：常用于多肽、蛋白類物質的金屬放射性核素標記111In-McAb562.生物合成法全生物合成法酶促合成法是利用動物、植物、微生物是的生理代謝過程或酶的生物活性，將簡單的放射性物質在體內或體外引入化合物中而制得所需標記物的。應用：合成具有生物活性的放射性核素標記