放射性核素標(biāo)記化合物與放射性藥物

1、放射性核素標(biāo)記化合物,與放射性藥物,本章重點(diǎn)： 關(guān)于標(biāo)記化合物的基本概念 放射性核素純度和放射化學(xué)純度 碘標(biāo)記化合物的制備 放射性藥物的定義和特點(diǎn),第一節(jié) 基本概念,放射性核素標(biāo)記化合物： 化合物分子內(nèi)含有放射性原子，并保持原化合物的理化、生物學(xué)性質(zhì)的化合物稱放射性核素標(biāo)記化合物,一、標(biāo)記化合物的純度： 包括放射性核素純度和放射化學(xué)純度以及化學(xué)純度,1、放射化學(xué)純度,指放射性核素標(biāo)記化合物(特定結(jié)構(gòu)的化合物）的放射性占總放射性的百分比。 既要考慮放射性核素部分，又要考慮化合物部分,2、放射性核素純度,指標(biāo)記化合物中是否含有不同種的放射性核素及其含量多少。 以特定放射性核素的放射性占總放射性的百

2、分比表示。 主要針對的是放射性核素標(biāo)記化合物的放射性核素部分,二、標(biāo)記方式,1、同位素標(biāo)記（isotopic labeling） ：標(biāo)記化合物中的放射性核素是原化合物中固有元素的同位素，則稱為同位素標(biāo)記。 例如：H14COOH的12C被14C取代,2、非同位素標(biāo)記：標(biāo)記化合物中的放射性核素不是原化合物中固有元素的同位素。 如：125I標(biāo)記蛋白質(zhì),三、標(biāo)記位置,1、定位標(biāo)記： 2、非定位標(biāo)記,第二節(jié) 放射性核素標(biāo)記化合物的制備,標(biāo)記方法的不同大致可以分為兩類： 1、直接標(biāo)記：用放射性原子取代化合物分子中的某一原子或原子團(tuán)，結(jié)構(gòu)變化不大，理化性質(zhì)和生物活性基本一致,2、間接標(biāo)記：先將放射性核素標(biāo)記

3、到一個小分子的載體或以金屬核素作為中心離子的絡(luò)離子上面，再將小分子的載體或絡(luò)離子與化合物連接形成標(biāo)記化合物,一、放射性核素的選擇,前提：不改變原有機(jī)化合物的理化性質(zhì)。 1、放射性核素和化合物的結(jié)合要緊密，穩(wěn)定性要好。 2、要有合適的半衰期。 3、射線容易測量，射線要優(yōu)于射線。 4、其它,二、制備標(biāo)記化合物的考慮因素,1、價格： 2、穩(wěn)定性：化合物的穩(wěn)定性 標(biāo)記原子的穩(wěn)定性 3、微量操作技術(shù) 4、預(yù)實(shí)驗(yàn)：冷實(shí)驗(yàn),三、標(biāo)記的基本方法,1、化學(xué)合成法： 通過各種化學(xué)反應(yīng)，將放射性核素引入到待標(biāo)記化合物特定位置上的標(biāo)記方法。 優(yōu)點(diǎn)：可以選擇標(biāo)記的核素、標(biāo)記的位置、比放射性可以嚴(yán)格控制，分離提純?nèi)菀?2

4、、同位素交換法： 利用同一元素的兩種同位素之間的互相交換而制得所需標(biāo)記化合物的方法 。 方法簡便，易于操作，適宜于稀有、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物的標(biāo)記。 無進(jìn)行定位標(biāo)記，且有機(jī)化合物主鏈上的原子無法標(biāo)記，標(biāo)記物的比放射性標(biāo)記低,3、生物合成法： 利用生物活體（動、植物或細(xì)菌）的生理代謝或離體酶的生物活性將簡單的放射性物質(zhì)在活體內(nèi)或試管中轉(zhuǎn)化成為具有生物活性的放射性核素標(biāo)記化合物的方法。 優(yōu)點(diǎn)是可以合成一些化學(xué)合成法無法合成的化合物,4、絡(luò)合物/螯合物生成法： 將放射性金屬離子與特點(diǎn)的化合物進(jìn)行絡(luò)合和螯合反應(yīng)，標(biāo)記到化合物分子上的方法。 操作簡單、快速 但對標(biāo)記化合物的活性影響較大,第三節(jié) 碘標(biāo)記化

5、合物的制備,一、原理： 放射性碘標(biāo)記蛋白質(zhì)或多肽的基本原理是將離子碘氧化成單質(zhì)碘，單質(zhì)碘的性質(zhì)很活波，可以與蛋白質(zhì)或多肽分子中的酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基上的苯環(huán)或咪唑環(huán)反應(yīng)，取代上面的氫，形成放射性碘標(biāo)記化合物,標(biāo)記方法,直接法：直接用氧化劑將I-氧化成I+的活性形式，再標(biāo)記到蛋白質(zhì)分子的酪氨酸殘基的苯環(huán)上，形成單碘酪氨酸或雙碘酪氨酸。 間接法：將碘離子先結(jié)合到小分子載體上，再將載體與蛋白質(zhì)結(jié)合的方法,二、直接法氯胺T法,氯胺-T（Chloramine-T），化學(xué)名叫：N-氯代對甲苯磺酰胺鈉鹽，是一種較溫和的氧化劑 。 氯胺T在水溶液中水解產(chǎn)生次氯酸，使碘的陰離子氧化成碘分子。 加入過量的還

6、原劑偏重亞硫酸鈉即可以終止反應(yīng)。用量為氯胺T的1.5倍2倍左右,注意事項(xiàng),氯胺-T的用量要適當(dāng)： 反應(yīng)的體積不宜過大：一般在100-300l 氯胺T在光和空氣中不穩(wěn)定，需新鮮配制。 反應(yīng)體系的pH值：最佳pH值在7-8之間,乳過氧化酶法： 少量過氧化氫存在時，乳過氧化酶能促使過氧化氫將碘離子I-轉(zhuǎn)化為活性形式I+,而使蛋白質(zhì)碘化。 優(yōu)點(diǎn)：對蛋白質(zhì)的損傷小。 缺點(diǎn)：標(biāo)記率比較低,間接法,避免了氧化劑和蛋白質(zhì)的直接接觸，對蛋白質(zhì)的活性影響較小。 載體主要是聯(lián)結(jié)到蛋白質(zhì)分子表面的賴氨酸或蛋白質(zhì)的N-末端，可以用來標(biāo)記缺乏酪氨酸殘基的蛋白質(zhì)。 引入的載體要引起蛋白質(zhì)分子的位阻效應(yīng)，故不用于分子量1萬的

7、蛋白質(zhì)的標(biāo)記。 碘的利用率和標(biāo)記率均低于直接法,三、碘標(biāo)記對生物活性的影響,碘原子的摻入量：每一個蛋白質(zhì)分子上標(biāo)記的碘原子越多，對蛋白質(zhì)生物、免疫活性的影響越大。最好保證單碘化。 蛋白質(zhì)分子的化學(xué)損傷：多是由氧化劑直接引起的。 位阻效應(yīng)：由于碘原子的半徑較大，引入蛋白質(zhì)分子后，可能影響其活性中心的構(gòu)型而影響其活性發(fā)揮,第四節(jié) 標(biāo)記化合物的純度鑒定,標(biāo)記好以后的標(biāo)記化合物一般要鑒定其純度。 一般的鑒定包括三個步驟： 標(biāo)記率的測定： 標(biāo)記率=標(biāo)記物的放射性/投入的總放射性X100% 分離純化： 提純方法主要有層析法，凝膠過濾法，樹脂吸附法等。 標(biāo)記物的鑒定： 主要是測定標(biāo)記物的生物學(xué)性質(zhì)、放射性化

8、學(xué)純度、放射性比活度等,第五節(jié) 標(biāo)記化合物的輻射自分解,一、標(biāo)記化合物的分解方式,由于標(biāo)記化合物多是一些有機(jī)化合物，性質(zhì)不穩(wěn)定；加上射線對化合物分子的作用，所以使標(biāo)記化合物很容易產(chǎn)生分解。 包括初級內(nèi)分解、初級外分解、次級分解和化學(xué)分解,1、初級內(nèi)分解：由于標(biāo)記原子的放射性衰變產(chǎn)生子核而導(dǎo)致原標(biāo)記化合物組成改變。 初級內(nèi)分解無法避免，半衰期越短，比放射性越高的標(biāo)記化合物，越容易發(fā)生初級內(nèi)分解。 若衰變的子核有放射性，則稱為放射性雜質(zhì)；若衰變的子核有放射性，則稱為非放射性雜質(zhì),2、初級外分解：由于射線作用于標(biāo)記化合物分子，使其化合鍵斷裂而引起的分解。 相對來說，射程越短，能量越弱，初級外分解越強(qiáng)。、射線較之射線 更容易產(chǎn)生初級外分解,3、次級分解：初級分解產(chǎn)生的自由基等化學(xué)性質(zhì)活潑的基團(tuán)作用于化合物分子而產(chǎn)生的分解。 4、化學(xué)分解：與放射性無關(guān)的氧化、水解以及光、微生物的作用而引起的分解,二、影響輻射自分解的因素,1、射線的種類和能量： 2、比活度和濃度：影響初級外分解 3、溶劑：影響次級分解 4、樣品的純度：自由基的產(chǎn)生 5、溫度,三、標(biāo)記化合物的儲存,1、低溫儲存： 14C，32P，35S，鹵素一般在-40。 標(biāo)記氨基酸在-2保存比在-20保存效果要好。 苯作溶劑的標(biāo)記化合物則以不使其凍結(jié)的溫度為宜，一般以高于其熔點(diǎn)5-10保存。 3