檢驗核醫(yī)學(xué)系列課件標記化合物與放射性藥物

檢驗核醫(yī)學(xué)系列課件標記化合物與放射性藥物第一頁，共七十七頁，2022年，8月28日1、定義：分子中含放射性核素原子的化合物2、分類：放射性試劑放射性藥物（診斷用放射性藥物和治療用放射性藥物）第二頁，共七十七頁，2022年，8月28日（1）放射性試劑（radioactiveagent）第三頁，共七十七頁，2022年，8月28日（2）放射性藥物(radiopharmaceuticals)定義：凡引入體內(nèi)用作診斷和治療的放射性核素及其標記化合物。第四頁，共七十七頁，2022年，8月28日①診斷用放射性藥物

(DiagnosticPharmaceutical)用于獲得體內(nèi)靶器官或病變組織的影像或功能參數(shù)，進行疾病診斷的一類體內(nèi)放射性藥物。也稱為顯像劑(imagingagent)或示蹤劑(tracer)。診斷用放射性藥物多采用發(fā)射γ光子的核素及其標記物。第五頁，共七十七頁，2022年，8月28日診斷用藥——顯像劑(示蹤劑)

要求：

γ射線，能量100-300KevT1/2：10小時左右

組成：放射性核素與被標記物例:99mTc–MDP

放射性核素—非放射性載體

(示蹤)(導(dǎo)向)第六頁，共七十七頁，2022年，8月28日第七頁，共七十七頁，2022年，8月28日第八頁，共七十七頁，2022年，8月28日第九頁，共七十七頁，2022年，8月28日②治療用放射性藥物

(Therapeutic

Pharmaceutical)

能夠高度選擇性濃集在病變組織產(chǎn)生局部電離輻射生物效應(yīng)，從而抑制或破壞病變組織發(fā)揮治療作用的一類體內(nèi)放射性藥物。治療用放射性藥物主要利用的是：放射性核素發(fā)出射線產(chǎn)生的生物效應(yīng)的機制達到治療目的。第十頁，共七十七頁，2022年，8月28日要求：

β-

射線T1/2

較長如32P（1711keV，14天）

131I（336keV，8天）適宜的射線能量和在組織中的射程是選擇性集中照射病變組織而避免正常組織受損并獲得預(yù)期治療效果的基本保證。第十一頁，共七十七頁，2022年，8月28日特點

放射性藥物的輻射作用有一定的范圍，即使不直接進入病變細胞內(nèi)，也可對鄰近的病變細胞產(chǎn)生致死殺傷作用。由于放射性藥物的選擇性靶向作用，在體內(nèi)可達到高的靶/非靶比值，明顯減少對正常組織的損傷。放射性藥物持續(xù)照射釋放超分割的劑量，可以更有效地殺傷腫瘤和減少正常組織的損傷。

第十二頁，共七十七頁，2022年，8月28日核醫(yī)學(xué)診斷治療體外診斷體內(nèi)診斷體外治療體內(nèi)治療刀敷貼法：

90Sr,,表皮毛細血管瘤

60Co針：治療食道癌Na131I,，治療甲狀腺癌32P-Na3PO4,,白血病、淋巴瘤BNCT,10B(n,)7Li,腦神經(jīng)膠質(zhì)瘤放射免疫分析放射性自顯影功能測定eg.Na131I,測定甲狀腺功能功能顯像熱區(qū)：111In-McAb,直腸癌冷區(qū)：11C-棕櫚酸，心肌顯像照相，SPECT,PET免疫放射分析受體的放射配基結(jié)合分析3、應(yīng)用：第十三頁，共七十七頁，2022年，8月28日顯像藥物：201TlCl心肌顯像劑異氰類：MIBI,TBI-99mTcTcN類，NOET焦磷酸類：Tc-P53硝基咪唑類腦顯像劑18F-FDGHMPAO123I-多巴胺受體11C-螺旋哌啶酮腫瘤顯像劑99mTc/111In/186Re-McAb123I/99mTc-受體,Octra肽第十四頁，共七十七頁，2022年，8月28日顯像劑第十五頁，共七十七頁，2022年，8月28日治療藥物第十六頁，共七十七頁，2022年，8月28日一、醫(yī)用放射性核素的來源臨床應(yīng)用的放射性核素可通過加速器生產(chǎn)、反應(yīng)堆生產(chǎn)、從裂變產(chǎn)物中提取和放射性核素發(fā)生器（generator）淋洗獲得。

第十七頁，共七十七頁，2022年，8月28日1、加速器生產(chǎn)：11C13N15O18F67Ｇa201Tl18O(p,n)18F貧中子核素，無載體，價格高第十八頁，共七十七頁，2022年，8月28日

RDSEclipse回旋加速器

第十九頁，共七十七頁，2022年，8月28日醫(yī)用回旋加速器（cyclotron）和其它各種正電子顯像儀器的問世及推廣應(yīng)用，11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性核素的應(yīng)用也逐年增多，在研究人體生理、生化、代謝、受體等方面顯示出獨特優(yōu)勢。第二十頁，共七十七頁，2022年，8月28日常用的正電子放射性核素的制備第二十一頁，共七十七頁，2022年，8月28日2、反應(yīng)堆生產(chǎn)：99Mo125I131I32P14C98Mo(n,)

99Mo富中子核素，有載體，價格低3H89Sr133Xe186Re153Sm第二十二頁，共七十七頁，2022年，8月28日3、裂變產(chǎn)物提取99Mo131I133Xe第二十三頁，共七十七頁，2022年，8月28日4、放射性核素發(fā)生器：99Mo-99mTc發(fā)生器188W-188Re發(fā)生器

82Sr-82Rb發(fā)生器68Ge-68Ga發(fā)生器81Rb-81mKr發(fā)生器第二十四頁，共七十七頁，2022年，8月28日放射性核素發(fā)生器（radionuclidegenerator）

從放射性核素母子體系中周期性地分離出放射性子體的裝置。又稱“母?！?。99Mo-99mTc發(fā)生器：99Mo（T1/2=2.7d）→99mTc(T1/2=6h)→

99Tc第二十五頁，共七十七頁，2022年，8月28日裂變型發(fā)生器：

Al2O3凝膠型發(fā)生器：

ZrMoO3第二十六頁，共七十七頁，2022年，8月28日99Mo-99mTc發(fā)生器第二十七頁，共七十七頁，2022年，8月28日第二十八頁，共七十七頁，2022年，8月28日洗脫液的質(zhì)量控制99Mo含量測定99Mo可增加對病人的輻射吸收劑量、影響顯像質(zhì)量，其含量應(yīng)低于0.1%。Al含量測定Al可影響放射性藥物的標記和體內(nèi)分布，如可使某些放射性藥物在肝脾中濃聚，Al含量應(yīng)低于10g/ml。第二十九頁，共七十七頁，2022年，8月28日載體含量載體99Tc可由99Mo和99mTc衰變產(chǎn)生，其含量隨淋洗時間間隔和洗脫液放置時間增長而增高。放化純度用快速紙層析法測定，應(yīng)＞98%。第三十頁，共七十七頁，2022年，8月28日99mTc核性能優(yōu)良，為純γ光子發(fā)射體，能量140keV，T1/2為6.02h、方便易得、幾乎可用于人體各重要臟器的形態(tài)和功能顯像。第三十一頁，共七十七頁，2022年，8月28日

含帶有絡(luò)合基團的藥物、還原劑SnCl2、保證pH值的緩沖物質(zhì)、輔劑的凍干品。99Mo-99mTc發(fā)生器配套藥盒第三十二頁，共七十七頁，2022年，8月28日二、被標記化合物的合成

被標記物是指由有機或無機化學(xué)合成和經(jīng)藥物檢測符合人體用藥要求的“凍干品”和/或藥盒，且經(jīng)各種化學(xué)和物理檢測方法（熔點測定、元素分析、紅外光譜、1H和13C核磁共振譜、化學(xué)或場解吸質(zhì)譜及X線晶體衍射分析等）對其進行印證。第三十三頁，共七十七頁，2022年，8月28日三、放射性核素標記技術(shù)

(radionuclidelabelingtechnique)：就是將放射性核素以一定的化學(xué)形式引入到物質(zhì)的分子之中，使之成為物質(zhì)分子中的重要組成成分的一門技術(shù)。它包括放射性核素的標記、分離、純化和鑒定等步驟。第三十四頁，共七十七頁，2022年，8月28日（一）標記常用方法同位素交換法、化學(xué)合成法、生物化學(xué)合成法熱原子反沖標記法。第三十五頁，共七十七頁，2022年，8月28日利用不同化學(xué)狀態(tài)下，同一元素的兩種同位素之間的互相交換而制得所需標記化合物的方法。只有在特定條件下（例：加熱、加壓或加催化劑等pH值）獲得的放射性核素標記化合物，才能在常溫常壓下穩(wěn)定存在。1.

同位素交換法第三十六頁，共七十七頁，2022年，8月28日特點：同位素交換法制備標記化合物不需要前體，方法簡便，易于操作，適宜于稀有、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機化合物的標記。但總體來說，較難制得高比活度標記化合物，其穩(wěn)定性也較差。第三十七頁，共七十七頁，2022年，8月28日2.化學(xué)合成法定義：通過各種化學(xué)反應(yīng)，將放射性核素引入到待標記化合物特定位置上的標記方法。是制備標記化合物的主要方法。第三十八頁，共七十七頁，2022年，8月28日原則上凡能用化學(xué)合成法制備的各種化合物也可用相同的方法制備標記化合物，二者原理相近，但也有差別。不同之處在于：①合成的路線可能不同。②合成所需要的前體常需自行合成。③需要考慮放射性核素標記的位置。④為了提高放射性核素利用率，常在合成的最后一、二步引入放射性核素。第三十九頁，共七十七頁，2022年，8月28日特點：化學(xué)合成法能制備高比活度的標記化合物，標記位置明確，穩(wěn)定性佳，產(chǎn)品易于純化。第四十頁，共七十七頁，2022年，8月28日3.生物合成法利用生物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記化合物。生物合成法包括全生物合成法和酶促合成法兩類。前者是利用生物整體或某一器官的生理活動在活體內(nèi)進行的合成，后者則利用生物組織中某一種或幾種酶在試管中參加生化反應(yīng)來制備標記化合物。第四十一頁，共七十七頁，2022年，8月28日特點：生物合成法可以制備一般的化學(xué)合成法難于合成的生物活性物質(zhì)，例如特定的旋光異構(gòu)體等。以14C－CO2作為唯一的碳源在密閉的有光照的容器里培養(yǎng)植物（藻類等）合成碳水化合物和蛋白質(zhì)（可得到有活性的L型氨基酸光學(xué)異構(gòu)體）不能定位標記，比活度低。第四十二頁，共七十七頁，2022年，8月28日利用核反應(yīng)產(chǎn)生放射性核素的高動能作用與有機化合物分子發(fā)生反應(yīng)，生成放射性核素的標記化合物

例如：3He(n,p)3H;14N(n,p)14C等反應(yīng)中生成的放射性核素取代有機化合物分子中相應(yīng)的穩(wěn)定性原子。4、熱原子反沖標記法第四十三頁，共七十七頁，2022年，8月28日（二）幾個常用的概念

放射化學(xué)純度(radiochemicalpurity)

是指以一定化學(xué)形式存在的放射性核素標記化合物的放射性活度占樣品的總放射性活度的百分比。第四十四頁，共七十七頁，2022年，8月28日2.放射核素純度(radionuclidepurity)

是指以某一放射性核素活度占標記化合物體系中的總放射性活度的百分比。第四十五頁，共七十七頁，2022年，8月28日3.放射性濃度（radioactiveconcentration）是指單位體積的溶液中含有的放射性活度，以Bq/L或Bq/ml表示。第四十六頁，共七十七頁，2022年，8月28日4.同位素標記與非同位素標記同位素標記（isotopiclabeling）利用與分子中原有原子相同元素的放射性同位素所進行的標記。同位素標記所產(chǎn)生的放射性標記化合物可保持原有化合物的性質(zhì)。非同位素標記(non-isotopiclabeling）向分子中引入的放射性核素不是物質(zhì)分子中固有核素的同位素的標記。第四十七頁，共七十七頁，2022年，8月28日四、蛋白質(zhì)/多肽的碘標記技術(shù)基本原理：將離子碘氧化成單質(zhì)碘，單質(zhì)碘與蛋白質(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，形成放射性碘標記化合物。環(huán)烴比直鏈烴易標記。根據(jù)氧化劑的不同，分成各種碘標記方法。第四十八頁，共七十七頁，2022年，8月28日常用125I碘標記容易，在一般的實驗室內(nèi)即可進行。125I半衰期60d，足夠標記生產(chǎn)，運輸，使用，有足夠的貨架期。125I放出X線和γ射線，測量容易。125I放出俄歇電子，可做病變組織局部內(nèi)放射治療。第四十九頁，共七十七頁，2022年，8月28日（一）直接標記法

1.氯胺-T法原理：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，在水溶液中水解產(chǎn)生次氯酸，次氯酸可使碘的陰離子氧化成碘分子（單質(zhì)碘），后者可與蛋白質(zhì)或多肽分子上的酪氨酸等殘基反應(yīng)得以進行碘標記。第五十頁，共七十七頁，2022年，8月28日標記實例：放射性碘標記VIP蛋白質(zhì)方法：20℃條件下，在1.5ml錐形離心管內(nèi)依次加入以下試劑：（1）50mmol/L蛋白質(zhì)5μl(pH7.5)(含蛋白質(zhì)5μg）（2）0.3mol/L磷酸緩沖液(pH7.5)25μl，（3）Na125I溶液37MBq，（4）新鮮配制的氯胺T水溶液4μl(4μg)，充分混勻反應(yīng)40-50秒，終止反應(yīng)：加新鮮配制的偏重亞硫酸鈉水溶液4μl(8μg)，標記混合物立即進行分離純化:在硅膠薄板上層析,展開劑為氯仿:甲醇=7:3，計算碘標記率，根據(jù)直接法計算標記VIP的比活度。葡聚糖凝膠拄分離標記蛋白和未標記的游離放射性碘第五十一頁，共七十七頁，2022年，8月28日2.乳過氧化物酶法（LPO）原理：過氧化物酶法是以過氧化物酶作為催化劑和微量H2O2作用，放出新生態(tài)氧，從而將離子碘（I-）氧化成單質(zhì)碘，由此標記蛋白或多肽分子，這樣的標記也稱之為酶促標記。過氧化物酶有多種，常用的過氧化物酶是乳酸過氧化物酶，其次是葡萄糖氧化酶。乳酸過氧化物酶，它適應(yīng)的pH值較寬（），用量較少，一般僅為蛋白用量的1%，H2O2的用量很微，常將H2O2配制成0.01mol/L的溶液，標記反應(yīng)時，取8-10μl即可。此類標記反應(yīng)的終止常采用巰基乙醇或稀釋的方法。第五十二頁，共七十七頁，2022年，8月28日3.固相氧化法原理：本法是將氧化物或過氧化物酶制成固體狀顆粒，以固體的形式進行液-固氧化反應(yīng)，使反應(yīng)產(chǎn)物易于分離。應(yīng)用較為廣泛的固相氧化法是Iodogen法。Iodogen是一種氧化劑，與氯胺-T同屬氯酰胺類，對I-離子的氧化反應(yīng)原理相同。第五十三頁，共七十七頁，2022年，8月28日標記實例：蛋白質(zhì)標記方法1：①蛋白質(zhì)2-5g溶于磷酸緩沖液10-25l中，加入Na125I1mCi(10l)、乳過氧化物酶溶液25ng(10l)、H2O2200ng(10l)；②室溫反應(yīng)10-30min后，加入0.5ml10mmol/L巰基乙醇以停止反應(yīng)；③10min后，加入NaI載體溶液1ml，按常規(guī)方法分離純化。第五十四頁，共七十七頁，2022年，8月28日方法2：用二氯甲烷溶解Iodogen，涂布到反應(yīng)試管壁上，待二氯甲烷揮發(fā)后，管壁上留下一層Iodogen薄膜，可用于碘化標記反應(yīng)。標記時，加入反應(yīng)緩沖液約20μl（0.25mol/LpH7.4磷酸緩沖液），蛋白質(zhì)或多肽樣品液約10μl，混勻后加入約10μl的放射性碘化鈉溶液，反應(yīng)10分鐘后，將反應(yīng)液倒出或稀釋即可終止反應(yīng)。第五十五頁，共七十七頁，2022年，8月28日(二)間接標記法（聯(lián)接標記）第五十六頁，共七十七頁，2022年，8月28日碘可標記核酸，蛋白質(zhì)，膽固醇，受體，配體等第五十七頁，共七十七頁，2022年，8月28日五、99mTc標記

99mTcO4-還原99mTc+1~+5

藥物：帶有或引入絡(luò)合基團。第五十八頁，共七十七頁，2022年，8月28日1.直接標記法藥物（絡(luò)合劑）+99mTcO4-+SnCl2

適宜條件99mTc-藥物+少量99mTcO4-+少量

99mTc-Sn膠體單克隆抗體的標記第五十九頁，共七十七頁，2022年，8月28日2.配體交換法99mTcO4-/H2O99mTcL99mTcL1L+還原劑L1+還原劑L第六十頁，共七十七頁，2022年，8月28日3.間接標記法雙功能絡(luò)合劑：含有一個可與金屬離子絡(luò)合的基團和可與抗體共價結(jié)合的基團。cDTPA、HYNIC（肼基聯(lián)氨基煙酰胺）、MAG3第六十一頁，共七十七頁，2022年，8月28日第六十二頁，共七十七頁，2022年，8月28日六、放射性銦111In標記1.直接標記

銦的最穩(wěn)定的價態(tài)是＋3價，可以與含配位基團的分子絡(luò)合，形成配位數(shù)為6(少數(shù)為5)的絡(luò)合物。2.間接標記通過雙功能螯合劑進行標記，一般用于單克隆抗體與多肽的標記。常用DTPA雙環(huán)酐(CDTPA)作為雙功能螯合劑，但在體內(nèi)放射性銦容易脫落而濃聚在肝中。第六十三頁，共七十七頁，2022年，8月28日1、放射性雜質(zhì)的來源：標記和貯存中產(chǎn)生。貯存過程中產(chǎn)生放射性雜質(zhì)的原因主要是輻射自分解。因此，放射性核素標記產(chǎn)物，必須進行必要的純化，使用前也應(yīng)進行放射化學(xué)純度的監(jiān)測，根據(jù)有無分解進行純化。七、放射性標記化合物的純化、鑒定第六十四頁，共七十七頁，2022年，8月28日2、標記物的純化：最常用的有效方法是色譜法，或叫層析法。主要有柱層析、薄層層析和紙層析，凝膠過濾法，高效液相色譜和氣相色譜也是目前常采用的方法。其次還有透析法和電泳法等。第六十五頁，共七十七頁，2022年，8月28日（1）紙層析（paperchromatography,PC）純化：紙層析是以層析紙作為固定相，以適當?shù)恼归_劑作為流動相，當樣品隨著流動相從點樣的下端沿著纖維素分子上行時，由于樣品組分的性質(zhì)不同，在固定相上的吸附能力和在流動相中的溶解度的不同，各個組分在固定相上的移動距離也就不同，從而使各個組分能有效地分開。第六十六頁，共七十七頁，2022年，8月28日固定相：Whatmman1#、2#、3#，新華濾紙1#、2#、3#流動相（展開劑）原理：樣品中的各組分在固定相和流動相中分配系數(shù)不同。常用比移值Rf來表示各組分移動的相對速度。Rf(rateofflow,比移值)＝溶質(zhì)移動的距離/溶劑移動的距離＝原點至樣品中某組分的距離/原點至溶劑前沿的距離第六十七頁，共七十七頁，2022年，8月28日

產(chǎn)品的放射性計數(shù)放射化學(xué)純度(%)=

放射性總計數(shù)第六十八頁，共七十七頁，2022年，8月28日..紙層析示意圖第六十九頁，共七十七頁，2022年，8月28日（2）薄層層析純化：基本原理因固定相的不同而異。例如：硅膠或氧化鋁作為固定相的分離原理是根據(jù)各個組分吸附力和分配系數(shù)的不同；離子交換樹脂作為固定相的分離原理是根據(jù)各個組分離子荷電性質(zhì)和數(shù)量的不同；聚酰胺作為固定相的分離原理是根據(jù)各組分的氫鍵吸附能力的不同。所以，應(yīng)該根據(jù)待分析的物質(zhì)的性質(zhì)，選用相應(yīng)的固定相和展開劑。

Rf在0-1之間。在同一層系系統(tǒng)和同一展開劑條件下，某物質(zhì)的Rf值總是保持不變的。第七十頁，共七十七頁，2022年，8月28日（3）凝膠過濾層析常用的葡聚糖凝膠是一種網(wǎng)狀多孔的分子篩，小分子物質(zhì)可以進入凝膠粒子的網(wǎng)孔內(nèi)部，而分子較大的物質(zhì)則進不去，只能沿著凝膠粒子間的間隙下行。因此，在洗脫過程中，大分子物質(zhì)由于行程短而被最先洗脫出來；相反，分子小的物質(zhì)推進較慢，最后才被洗脫出來，從而達到分離的目的。凝膠過濾法是一種高效、溫和的純化方法，適用于分子量