核醫(yī)學(xué)第章放射性核素標(biāo)記化合物

示蹤技術(shù)

觀察野生動物大熊貓的生活習(xí)性無線電發(fā)射器

示蹤物

放射性核素酶熒光素

1本文檔共99頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分1923年,G.Hevesy首次通過測定放射性鉛的射線來觀察其在動、植物體內(nèi)的分布；1952年Hershey32P、35S→DNA是遺傳物質(zhì)；1959年Berson、Yalow→RIA；1958年

Meselson、Stahl→DNA半保留復(fù)制；1977年，F(xiàn)rederickSanger等采用放射性標(biāo)記技術(shù)和ARG，成功地進(jìn)行了DNA序列測定。示蹤實(shí)驗(yàn)之父32P、131I、14C、3H先后被用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究RNA-DNA逆轉(zhuǎn)錄、遺傳的三聯(lián)密碼、細(xì)胞周期、微量物質(zhì)測量等均離不開示蹤技術(shù)。History2本文檔共99頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分如何用噬菌體感染實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳信息的載體？Introduction3本文檔共99頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分如何用噬菌體感染實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳信息的載體？4本文檔共99頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分如何用噬菌體感染實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳信息的載體？35S32P35S32P子代分離蛋白質(zhì)外殼及DNA內(nèi)核，并測量放射性蛋白質(zhì)外殼無放射性，DNA上有放射性！DNA是遺傳物質(zhì)！5本文檔共99頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分為什么要用放射性核素作為示蹤劑？

一般非放射性物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后無法區(qū)別哪些是外來的？哪些是原有的物質(zhì)？有些物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后發(fā)生代謝轉(zhuǎn)化、分解，無法再找到它的蹤跡。Tracer6本文檔共99頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分核醫(yī)學(xué)應(yīng)用

7本文檔共99頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分PETandSPECT:AdvancedImagingSystemsPositronEmissionTomographySingle-PhotonEmissionComputedTomographyAPETscancanbeaneffectivetooltodiagnoseParkinson’sdisease8本文檔共99頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分Radiopharmaceutical

RadiotherapyPrinciple本文檔共99頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分Definition放射性核素標(biāo)記化合物：它是指在化合物分子中引入可起示蹤作用的放射性核素，并保持原有化合物的理化和生物學(xué)性質(zhì)不變的一類化合物。

10本文檔共99頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分本章內(nèi)容本文檔共99頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分第一節(jié)基本概念12本文檔共99頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分一、幾個重要參數(shù)1.放射性濃度：它是指單位體積的溶液中含有的放射性活度。以Bq/L或Bq/ml等表示。2.放射化學(xué)純度：指所指定的放射性標(biāo)記化合物的放射性活度占該樣品的總放射性活度的百分比。要求放化純度要達(dá)到95%以上放化純度(%)=(標(biāo)記物的放射性活度)/(樣品總的放射性活度)×100%放射性示蹤實(shí)驗(yàn)是以測量放射性的蹤跡來顯示該物質(zhì)的行蹤的，如果示蹤劑中含有放射數(shù)雜質(zhì)，就會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果紊亂，甚至失敗。放射性雜質(zhì)不僅可以從原料及制備過程中引入，而且也會隨著標(biāo)記物貯存時間的延長而逐漸產(chǎn)生。因此不僅制備標(biāo)記化合物時得要進(jìn)行純化分離，而且在貯存過程中仍要密切監(jiān)測它的放射化學(xué)純度，特別是高比活度的氚標(biāo)記化合物。13本文檔共99頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分3.放射性比活度對比活度的要求因使用目的而異：一般用于競爭結(jié)合分析法測定微量物質(zhì)時要求比活度高，以提高分析方法的靈敏度。作為示蹤劑用于觀察某些物質(zhì)的體內(nèi)過程時，則要求盡量接近生理狀態(tài)下的用量而同時具有可測量的放射性活度。過高或過低均不好：放射線比活度越高，示蹤的靈敏度也越高，但制備和使用高比活度標(biāo)記物，有如下因素的限制：一是受原料比活度和制備方法的限制；二是比活度愈高，制備操作難度愈大；三是比活度高時，特別是氚標(biāo)記物，易引起輻射自分解，還會對被示蹤的機(jī)體產(chǎn)生毒性(如研究對象的細(xì)胞損傷和蛋白變性)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。過低的比活度因其靈敏度過低而達(dá)不到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹挝毁|(zhì)量（摩爾、容積）物質(zhì)所含放射性的多少，后者常稱為放射性濃度。單位：MBq/mg、GBq/mg、TBq/g或MBq/mmol、GBq/mmol、MBq/ml。14本文檔共99頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分3.放射性比活度放射線核素的理論比活度:當(dāng)該種核素的豐度是100%時其放射性活度。它的大小只取決于核素的半衰期。A理論=λ×N阿伏加德羅常數(shù)=0.693/T1/2×6.02×1023標(biāo)記化合物的放射性比活度:該化合物上的放射線核素活度(Bq)

化合物質(zhì)量(g)或摩爾數(shù)(mol)A=15本文檔共99頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分4.化學(xué)純度:指某一化學(xué)形式存在的物質(zhì)量在該樣品的總重量中所占的百分比。5.放射性核素純度：是指特定的放射性核素的放射性活度占總放射性活度的百分?jǐn)?shù)，表示為：放射性核素純度(%)=(特定的放射性核素的活度)/(樣品的總放射性活度)×100%

一般要求放射性核素純度要達(dá)到99%以上。16本文檔共99頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分6.標(biāo)記位置及命名:標(biāo)記化合物命名，通常先指出標(biāo)記部位再指出標(biāo)記核素，最后列出化合物名稱，三部分中以二短橫線相聯(lián)，如：1-14C-醋酸。17本文檔共99頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分二、同位素標(biāo)記與非同位素標(biāo)記同位素標(biāo)記：指化合物中的某一穩(wěn)定核素被其放射性同位素置換的方法。如用3H取代化合物分子中的1H。非同位素標(biāo)記：采用并非原化合物所含元素的放射性核素(一般選用性質(zhì)比較接近的放射性核素)進(jìn)行標(biāo)記的方法。如蛋白質(zhì)用131I或125I標(biāo)記，所得標(biāo)記物與原來化合物不完全相同。18本文檔共99頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分19本文檔共99頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分三、定位標(biāo)記與非定位標(biāo)記定位標(biāo)記：指標(biāo)記原子標(biāo)記在化合物的指定位置上，以符號“S”表示。例如1(S)-14C-醋酸、2(S)-14C-醋酸，前者表示14C標(biāo)記在醋酸羧基碳上，即CH3-14COOH，后者則標(biāo)記在甲基碳上，即14CH3-COOH，兩者所能示蹤的基團(tuán)不同，制備二者的合成路線也完全不同。20本文檔共99頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分三、定位標(biāo)記與非定位標(biāo)記非定位標(biāo)記：標(biāo)記原子的結(jié)合部位無法確定。分為均勻標(biāo)記和全標(biāo)記。均勻標(biāo)記：指放射性原子均勻地分布于分子中，以“U”表示。如用14CO2通過植物光合作用制得的14C-葡萄糖其中分子六個碳原子從統(tǒng)計學(xué)上看被均勻標(biāo)記上14C，故可寫成14C-葡萄糖(U)或u-14C-葡萄糖。全標(biāo)記：是指放射性核素的原子隨機(jī)地?zé)o嚴(yán)格定位地分布于被標(biāo)記化合物分子結(jié)構(gòu)上，以“G”表示。如G-3H-膽固醇，標(biāo)記分子中的所有氫原子都可被取代，但機(jī)率各不相同。非定位標(biāo)記化合物不能用于觀察分子上特定基團(tuán)或原子的去向，而只是代表整個分子的代謝、分布等狀況。非定位標(biāo)記可以得到較高的比活度．因?yàn)樵谝粋€分子中，可能存在幾個標(biāo)記原子，且制備方法的選用面也較寬準(zhǔn)定位標(biāo)記21本文檔共99頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分22本文檔共99頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分四、雙標(biāo)記與多標(biāo)記雙標(biāo)記：在化合物分子的不同部位，引入兩種不同的放射性核素原子(如3H和14C)或引入一種元素的兩種同位素原子。雙標(biāo)使得人們可以在同一機(jī)體或離體組織中同時觀察兩個指標(biāo)。它們在示蹤應(yīng)用時，可在同一機(jī)體或離體組織中同時觀察兩個指標(biāo)，不僅減少工作量，還可排除和減少由于個體差異所引起的實(shí)驗(yàn)誤差．在研究化合物的不同代謝物在代謝中的相互關(guān)系、動力學(xué)過程以及生物反應(yīng)機(jī)制等問題中，雙(多）標(biāo)記示蹤劑能解決一般示蹤實(shí)驗(yàn)不易解決的問題。23本文檔共99頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分放射性核素標(biāo)記化合物，除了與相應(yīng)的非標(biāo)記化合物具有同樣的化學(xué)、生物學(xué)特性外，更由于分子中引入了放射性原子，增加了不穩(wěn)定因素：1）放射性衰變引起的不穩(wěn)定性；2）由放射線引起的輻射自分解；3）由于標(biāo)記位置不牢固或外界因素的影響，引起放射性原子脫落或定位標(biāo)記物中放射性原子發(fā)生位移等造成不穩(wěn)定性。一般來說，放射性原子應(yīng)標(biāo)記在分子中牢固的、不易脫落的位置，對于14C、35S．13N、32P等放射性核素，標(biāo)記物位置都比較穩(wěn)固，而3H在分子中往往不穩(wěn)定，即使與碳原子相連的氚，由于鄰近基團(tuán)等影響，與水的交換率可以很明顯，如苯環(huán)上與羧基處于鄰位或?qū)ξ坏碾霸蛹疤蓟撂忌系碾霸佣疾环€(wěn)定。五、標(biāo)記化合物的不穩(wěn)定性本文檔共99頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分第二節(jié)

放射性核素標(biāo)記化合物的制備25本文檔共99頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分一、放射性核素的選擇不改變原有化合物的理化和生物學(xué)性質(zhì)；結(jié)合牢固、穩(wěn)定性好；有合適的半衰期；射線容易測量；其它：是否容易標(biāo)記、價格是否可以接受、射線是否容易防護(hù)。26本文檔共99頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分二、放射性核素的來源在發(fā)現(xiàn)人工核反應(yīng)前，放射性核素都是從天然放射性鈾釷礦物中分離提取，由于品種不多，且特性不適于醫(yī)用，故應(yīng)用有限。自從發(fā)現(xiàn)人工核反應(yīng)及加速器和反應(yīng)堆問世以后，人們才有可能生產(chǎn)許多品種的放射性核素。目前，醫(yī)用放射性核素主要通過人工核反應(yīng)，從反應(yīng)堆和加速器中生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，全世界所生產(chǎn)的放射性核素中，約有80％一90％用于醫(yī)學(xué)。不論用反應(yīng)堆還是加速器所生產(chǎn)的放射性核素，都必須經(jīng)過必要的分離、純化等放射化學(xué)處理，經(jīng)鑒定放射核純度合格，并測定比活度后，才能供使用。27本文檔共99頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分二、放射性核素的來源(一)反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性核素1.利用中子引起的核反應(yīng)：用中子轟擊穩(wěn)定性核素是獲取人工放射性核素的來源之一。能量較低的中子，核反應(yīng)后，俘獲中子而放出γ光子，如(n、γ)反應(yīng)；能量較高的中子，核反應(yīng)后，釋放帶電粒子如質(zhì)子或α粒子等。

23Na+10n(低)→24Na+γ或23Na(n.γ)24Na

6Li+10n(高)→3H+4He或6Li(n、α)3H2.核裂變產(chǎn)物燃料廢料中分離提取：核反應(yīng)堆中所用核燃料235U或239po，在其裂變過程中可產(chǎn)生許多放射性核素，供醫(yī)用的有：99Mo、131I、132I、133Xe和137Cs等。28本文檔共99頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分二、放射性核素的來源(二)加速器生產(chǎn)利用加速器將質(zhì)子或氘核等粒子加速后，用其轟擊穩(wěn)定性核素而得到放射性核素。這類放射性核素的衰變方式多為正電子發(fā)射或電子俘獲。生產(chǎn)醫(yī)用放射性核素的加速器主要是回旋加速器。生產(chǎn)的11C、15O和13N等放射性核素的T1/2相當(dāng)短，用處極大。29本文檔共99頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分三、制備放射性標(biāo)記化合物要考慮的因素放射性核素的獲取及其價格：起始原料通常是由反應(yīng)堆生產(chǎn)的無機(jī)物標(biāo)記物的穩(wěn)定性：做示蹤劑的化合物穩(wěn)定；標(biāo)記原子所在的位置也要牢固微量操作技術(shù)：一般在毫克或微克級水平進(jìn)行冷試驗(yàn)：即用非放射線原料代替放射性原料的模擬實(shí)驗(yàn)30本文檔共99頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分由人工核反應(yīng)所制得的放射性核素，一般均為簡單比合物，如3H2、Ba14C03、Na125I等。為了得到合適的分析試劑或示綜劑，還需進(jìn)一步以簡單放射性化合物為原料，制備所需的放射性標(biāo)記化合物。制備標(biāo)記化合物的基本方法有同位素交換法、化學(xué)合成法、生物合成法及絡(luò)合物/螯合物生成法等方法。四、放射性標(biāo)記化合物制備的基本方法31本文檔共99頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分四、放射性標(biāo)記化合物制備的基本方法1、同位素交換法放射性核素與要標(biāo)記的化合物中同一元素的穩(wěn)定同位素相互交換來制備放射性標(biāo)記化合物的方法。優(yōu)點(diǎn)：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。缺點(diǎn)：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)記物的比放射性低。32本文檔共99頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分四、放射性標(biāo)記化合物制備的基本方法1、同位素交換法放射性核素與要標(biāo)記的化合物中同一元素的穩(wěn)定同位素相互交換來制備放射性標(biāo)記化合物的方法。如：制備[G-3H]-河魚屯毒素

可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度的快慢與反應(yīng)條件有關(guān)，常以交換半值期作為選擇最適反應(yīng)條件的指標(biāo)。一般反應(yīng)3-5個半值期即可。交換半值期的物理意義：產(chǎn)物的濃度等于交換反應(yīng)達(dá)到平衡時產(chǎn)物濃度的1/2所需時間。影響交換反應(yīng)速率的因素：溫度、酸度、壓力，所用溶劑性質(zhì)，反應(yīng)的濃度及選用合適的催化劑等。33本文檔共99頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分同位素交換法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：方法簡便，易于操作：不需制備前體，無復(fù)雜的合成步驟，待標(biāo)記的化合物用量少(一般為mg級)，更適用淤標(biāo)記稀有昂貴的復(fù)雜有機(jī)化合物，如反應(yīng)條件選擇適當(dāng)，也可獲得較高放射性活度與比活度，放射性核素利用率也可以很高。缺點(diǎn)：a.化合物的中心原子（如有機(jī)化合物主鏈上的原子）不易用交換法標(biāo)記，所以用交換法制備標(biāo)記化合物，最常用的放射性核素是氚和放射性碘，而14C標(biāo)記化合物由于反應(yīng)條件要求高，就不易用此法制備。b.如果在通常條件下，即不加溫、不用特別的pH或不用催化劑等，就能交換的系統(tǒng)，亦不能用于制備標(biāo)記化合物，因?yàn)檫@樣的標(biāo)記物，在一般生理?xiàng)l件下，標(biāo)記原子亦易交換下來．c.如一個分子中有幾個位置可以交換時，則標(biāo)記位置不易有專一性．同樣，

d.原料如含有雜質(zhì)，且也含可交換位置，就會形成放射性雜質(zhì)，故應(yīng)特別注意同位素交換反應(yīng)中待標(biāo)記物的純度．本文檔共99頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分四、放射性標(biāo)記化合物制備的基本方法2、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（定位標(biāo)記）、比放射性可以嚴(yán)格控制（比活度高），分離提純?nèi)菀祝兌雀撸?。缺點(diǎn)：步驟多、流程長、費(fèi)時費(fèi)力。35本文檔共99頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分化學(xué)合成法化學(xué)合成制備標(biāo)記化合物最主要的方法，此法基于化學(xué)合成反應(yīng)的原理，利用簡單的放射性化合物作原料來制備所需的標(biāo)記化合物．原則上凡能用化學(xué)合成法合成的化合物，均可用化學(xué)合成法制備標(biāo)記化合物，其機(jī)理和方法與一般化合物合成沒有本質(zhì)區(qū)別。然而，畢竟制備的是放射性核素標(biāo)記物，且在標(biāo)記位置、活度、放化純度等方面有特殊要求，因而與普通化學(xué)合成又有許多不同處：首先，在選用原料方面，制備標(biāo)記化合物的起始原料大多只能用簡單的無機(jī)物；其次，在選擇合成路線時，要根據(jù)所需要的標(biāo)記位置專門設(shè)計，力求使標(biāo)記原子在分子中較穩(wěn)定的位置或特定的位置上，并需考慮如何使放射性得率最高；另外，制備高比活度的標(biāo)記化合物，需采用微量合成及分離純化技術(shù)，一般需設(shè)計專門的微量合成裝置，盡量采用低溫、真空技術(shù)和避免高溫、高壓等劇烈反應(yīng)，以減少放射性沾污。本文檔共99頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分化學(xué)合成法化學(xué)合成法一般都應(yīng)用非標(biāo)記物進(jìn)行充分的預(yù)試驗(yàn)(常稱冷試驗(yàn))，以選定最合適的制備路線及反應(yīng)條件。本法能獲得高比活度、高純度而又是定位標(biāo)記的標(biāo)記化合物，這是其他制備方法所不能同時達(dá)到的，因此它是制備標(biāo)記化合物的最主要方法。本文檔共99頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分四、放射性標(biāo)記化合物制備的基本方法3、生物合成法是利用生物(動植物或微生物)的生理代謝或酶的生物活性，將簡單的放射性物質(zhì)在體內(nèi)或體外轉(zhuǎn)化成所需的放射性標(biāo)記物。如14CO2→加入藻類細(xì)胞中→產(chǎn)生的蛋白，含有16種標(biāo)記的氨基酸。生物合成法又可分為“全生物合成”和“酶促合成”二類。前者常使用完整生物或某一器官的生理代謝進(jìn)行生物合成標(biāo)記，后者則利用生物組織中某種特定的酶，促進(jìn)合成反應(yīng)。以上二者，都是對某些放射性標(biāo)記物，特別是一些構(gòu)造復(fù)雜、化學(xué)合成難以制備或目前尚不可能制備的有機(jī)化合物進(jìn)行標(biāo)記的有用手段．38本文檔共99頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分3、生物合成法優(yōu)點(diǎn)：可完全保留標(biāo)記物原有的生物活性和旋光性，特別適合作生物示蹤應(yīng)用，可制備一些構(gòu)造復(fù)雜、化學(xué)合成難以完成或目前尚不可能制備的有機(jī)物，如某些蛋白質(zhì)、多糖、核酸、激素、生物堿及苷類等。缺點(diǎn)：1）生成物復(fù)雜，后續(xù)分離純化步驟比較繁雜，放射性原料的利用率往往較低；2）除非所用原料的結(jié)構(gòu)已接近生成物，否則很難標(biāo)記在某一特定位置上；3）標(biāo)記率比較低酶促合成是近年來很受注意的一種標(biāo)記技術(shù)，對制備一些生物活性物質(zhì)的定位標(biāo)記物有一定發(fā)展前途，產(chǎn)品比活度也可較高，前提是必須有特異性高的酶制劑和高比活度的底物。39本文檔共99頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分四、放射性標(biāo)記化合物制備的基本方法4、絡(luò)合物/螯合物生成法將放射性金屬離子與特定的化合物進(jìn)行絡(luò)合和螯合反應(yīng)，標(biāo)記到化合物分子上的方法。優(yōu)點(diǎn)：快速、定量、操作簡易。臨床上最常用的方法。缺點(diǎn)：對標(biāo)記化合物的活性影響較大。40本文檔共99頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分第三節(jié)

幾種常用放射性標(biāo)記化合物的制備41本文檔共99頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分常用放射性標(biāo)記化合物的制備14C標(biāo)記化合物的制備氚標(biāo)記化合物的制備放射性碘標(biāo)記物的制備32P、33P和35S標(biāo)記化合物的制備核酸和反義核苷酸的標(biāo)記本文檔共99頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分同位素交換法、化學(xué)合成法、生物合成法(2)制備：(1)核素特點(diǎn)：＊一、14C標(biāo)記化合物的制備C處于化合物結(jié)構(gòu)的骨架地位43本文檔共99頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分14C標(biāo)記化合物的化學(xué)合成常以Ba14CO3或14CO2為起始原料，由這些原料經(jīng)一步或兩步反應(yīng)制備簡單的14C標(biāo)記化合物，這些中間體經(jīng)常使用，有商品供應(yīng)。如以Ba14CO3為原料制備14C-丙氨酸：44本文檔共99頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分全生物合成最常采用的生物是細(xì)菌、綠藻、酵母等，這些低等生物代謝活潑，繁殖迅速，容易迅速低將簡單的放射線原料(例如14CO2)摻入到細(xì)胞內(nèi)。如利用蛋白質(zhì)含量較高的小球藻在14CO2的環(huán)境中進(jìn)行光合作用，使14CO2摻入到細(xì)胞內(nèi)，生成含有14C的蛋白質(zhì)、核酸及多糖14C標(biāo)記化合物的生物合成45本文檔共99頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分2.酶促合成利用某些特定的酶通過一步或幾步反應(yīng)，將標(biāo)記前身物轉(zhuǎn)化為所需要的標(biāo)記產(chǎn)物。例如：關(guān)鍵：有相應(yīng)的前體和合適的酶14C標(biāo)記化合物的生物合成46本文檔共99頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分優(yōu)點(diǎn)：來源豐富，可在反應(yīng)堆大量生產(chǎn)；弱β-,射程短(4.5~6mm),無需外輻射防護(hù)；放射自顯影分辨率高，可觀察亞細(xì)胞形態(tài)標(biāo)記簡單，得率高、比活度高；T1/2長（12.33年）、易運(yùn)輸、貯存和安排實(shí)驗(yàn)。不足：C-H不如C-C牢固，易脫落；高比活度的氚標(biāo)記物容易發(fā)生輻射自分解；同位素效應(yīng)，注意標(biāo)記位置遠(yuǎn)離反應(yīng)部位。二、氚(3H)標(biāo)記化合物的制備(1)核素特點(diǎn)：47本文檔共99頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分二、氚(3H)標(biāo)記化合物的制備(2)制備：同位素交換法、化學(xué)合成法、生物合成法氚氣暴射交換溶液中的催化交換催化加氚法催化鹵素置換法氚化金屬還原法48本文檔共99頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分3H同位素交換法：直接將3H氣體引入待標(biāo)記分子中進(jìn)行同位素交換反應(yīng)。3H同位素交換法氚氣暴射交換溶液中的催化交換故不常用！優(yōu)點(diǎn)：簡單、方便。缺點(diǎn)：易標(biāo)記在不穩(wěn)定位置上、化學(xué)鍵易斷、反應(yīng)時間較長、比活度低、純化困難。49本文檔共99頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分化學(xué)合成法是目前制備高比活度的氚定位標(biāo)記的最成熟、最重要的方法。需要：1）合適前體：常用烯烴、炔烴、有機(jī)鹵化物、腈及羧基化合物等；2）還原劑：氚氣以及氚化金屬，如NaBT4、LiBT4、KBT4、LiAlT4等?；瘜W(xué)合成法催化加氚法催化鹵素置換法氚化金屬還原法50本文檔共99頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分化學(xué)合成法之催化加氚法將含有不飽和鍵的前體（烯烴、炔烴、有機(jī)鹵化物、腈及羧基化合物）溶解后在催化劑作用下和氚氣反應(yīng)數(shù)小時51本文檔共99頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分化學(xué)合成法之催化鹵素置換法在催化條件下，氚很容易與溴、碘原子發(fā)生置換反應(yīng)（常加入少量有機(jī)胺類，中和反應(yīng)產(chǎn)物鹵化氚，有利于反應(yīng)進(jìn)行）52本文檔共99頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分化學(xué)合成法之催化鹵素置換法用氚化金屬還原劑，如NaBT4、LiBT4、KBT4、LiAlT4等，它們可以選擇性地將羧酸、酯、酮、醛和腈類化合物還原成相應(yīng)的醇類或胺類而實(shí)現(xiàn)定位標(biāo)記53本文檔共99頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分主要根據(jù)“酶促反應(yīng)”的原理，以氚的標(biāo)記物為底物，利用專一性很強(qiáng)的酶作為催化劑，將該標(biāo)記物轉(zhuǎn)化成所需的另一種標(biāo)記物生物合成法能定位標(biāo)記，而且保留生物活性54本文檔共99頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分√√√三、放射性碘標(biāo)記化合物的制備55本文檔共99頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分125I

T1/2＝60d標(biāo)記物儲存應(yīng)用一段時間、商品化低能γ射線，無β粒子輻射分解少，標(biāo)記物穩(wěn)定性好三、放射性碘標(biāo)記化合物的制備56本文檔共99頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分CONHCH2COOHICONHCH2COOH131I+Na131IKIO3H+131I－鄰碘馬尿酸(一)同位素交換法HOIHO131I

Na131I150℃1h131I－6－膽固醇57本文檔共99頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分(二)蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)記技術(shù)前提：1）待標(biāo)記物要有易被碘原子結(jié)合或取代的基團(tuán)，對蛋白質(zhì)和多肽而言，最主要是酪氨酸，它易被碘化的部位是苯環(huán)上羥基的兩個鄰位。組氨酸和色氨酸殘基也有一定活性。（箭頭）2）必須先把125I-氧化成125I258本文檔共99頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分Na125IHOCH2CHCOOHCH2CHCOOHHO125I+125I2NH2NH2125I－碘代酪氨酸氧化劑

Ch-T，H2O2標(biāo)記原理：(二)蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)記技術(shù)59本文檔共99頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)記常用方法1、直接標(biāo)記法氯胺-T法乳過氧化物酶法固相氧化法2、間接標(biāo)記法60本文檔共99頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分61本文檔共99頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分1.氯胺T法SO2NCH3NaCl+2Na125I+2H2OSO2NHCH3+125I2++NaCl2NaOH溫和氧化劑62本文檔共99頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分⑴反應(yīng)液組成：

Na125I74MBq（10μL）

蛋白質(zhì)5μg（10μL）

緩沖液（pH7.4）30μL

氯胺T100μg（10μL）

室溫1~3min⑵加Na2S2O5200μg（0.2mL)中止反應(yīng)⑶用SephadexG50柱層析分離純化

125I-蛋白質(zhì)63本文檔共99頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分64本文檔共99頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分氯胺-T是較強(qiáng)的氧化劑，對一些生物活性不穩(wěn)定的物質(zhì)，例如一些補(bǔ)體成分、某些激素、酶和受體都有一定的損傷65本文檔共99頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分2.乳過氧化物酶法乳過氧化物酶

+H2O2O2（新生氧）標(biāo)記原理：Na125I125I266本文檔共99頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分⑴反應(yīng)液：Na125I37MBq（10μL）

緩沖液（pH5.6）30μL蛋白質(zhì)5μg（10μL）乳過氧化物酶25ng（10μL）H2O2200ng

（10μL）室溫7min⑷巰基乙醇（10mmol/L）0.5mL(中止反應(yīng))⑵H2O2200ng

（10μL）室溫7min⑶H2O2200ng

（10μL）室溫7min⑸加入NaI載體溶液,用SephadexG50柱層析分離純化

125I-蛋白質(zhì)67本文檔共99頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分注意事項(xiàng)：1.乳過氧化物酶使用前新鮮配制2.H2O2保持低濃度：<0.1mmol/L3.酶的濃度↑，標(biāo)記率↑酶的用量<1%標(biāo)記蛋白↓酶自身碘化而引入的放化雜質(zhì)68本文檔共99頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分乳過氧化物酶-葡萄糖氧化酶法(LPO-GO)葡萄糖氧化酶＋葡萄糖H2O2標(biāo)記原理：乳過氧化物酶O2（新生氧）Na125I125I269本文檔共99頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分⑴反應(yīng)液：Na125I37MBq（10μL）

緩沖液（pH7.0）30μL蛋白質(zhì)5μg（10μL）乳過氧化物酶25ng（10μL）葡萄糖氧化酶10ng

（10μL）室溫4~20min葡萄糖(0.5%)5μL(2)0.1%疊氮鈉100μL中止反應(yīng)(3)用Sephadex柱層析分離純化70本文檔共99頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分4.固相氧化法固相酶法:將乳過氧化物酶等交聯(lián)在瓊脂糖凝膠上氯甘脲法:(Iodogen)NNNNOOClClClCl固相氧化劑（溫和）1,3,4,6-四氯

3a,6a-雙苯基甘脲71本文檔共99頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分⑴1mg氯甘脲溶于25mL二氯甲烷，取50μL加入3mL試管中，用N2氣吹干，在試管底部形成氯甘脲薄膜

-20℃條件下可保存半年（Iodogen管）(2)試管中加入：

Na125I37MBq（10μL）

緩沖液（pH7.4）30μL蛋白質(zhì)5μg（10μL）室溫3min(3)取出反應(yīng)液，上柱分離純化

125I-蛋白質(zhì)特點(diǎn)：標(biāo)記率高，標(biāo)記蛋白損傷少雜質(zhì)少，多為單碘化合物72本文檔共99頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分二、73本文檔共99頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分聯(lián)接標(biāo)記法(Bolton－Hunter法)CH2CH2C－O－NHOOOO125I125ICH2CH2C－O－NOHOOO+NH2－CHC－OCH2CH2C－HOO125I125INH－CHC－O3－(對羥基苯)丙酸－N－琥珀亞胺酯125I－標(biāo)記蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子末端氨基Na125ICh－T(聯(lián)接試劑)74本文檔共99頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分室溫1~3min具體操作方法：⑴碘化：琥珀亞胺酯0.4μgNa125I74MBq氯胺－T50μg（10μL）Na2S2O5120μg（10μL)NaI2mg苯250μg(2)聯(lián)接:分離上述苯液，移入試管，用N2氣吹干后加入:蛋白質(zhì)10μgPB(pH8)50μL室溫10~30min甘氨酸(0.2mol)500μL0℃,5min(3)上柱分離純化125I-標(biāo)記蛋白質(zhì)75本文檔共99頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分優(yōu)點(diǎn):二步操作，避免蛋白質(zhì)變性缺點(diǎn):標(biāo)記率低蛋白質(zhì)接上琥珀亞胺酯，分子較大，影響活性76本文檔共99頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分14C標(biāo)記化合物的制備氚標(biāo)記化合物的制備放射性碘標(biāo)記物的制備32P、33P和35S標(biāo)記化合物的制備核酸和反義核苷酸的標(biāo)記主要用于標(biāo)記核苷酸本文檔共99頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分第四節(jié)放射性標(biāo)記化合物的純化和鑒定78本文檔共99頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分沒有被標(biāo)記上的游離放射性核素，如碘標(biāo)殘存的125I；待標(biāo)記物中雜質(zhì)亦被標(biāo)記，如蛋白標(biāo)記中的雜蛋白；標(biāo)記后形成的雜質(zhì)，如在儲存期內(nèi)，或者由于標(biāo)記物本身的不穩(wěn)定，或者由于輻射自分解，產(chǎn)品的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等可能發(fā)生變化而形成的放射性雜質(zhì)，所以標(biāo)記結(jié)束一段時間后再用的化合物需要進(jìn)行重新的純化鑒定。一、放射性雜質(zhì)的來源放射化學(xué)純度要高(>95%)，在示蹤過程中要穩(wěn)定79本文檔共99頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分標(biāo)記率：指放射性核素被標(biāo)記到待標(biāo)記化合物上的量占放射性總的投入量的百分比。標(biāo)記率(%)=標(biāo)記物的放射性/投入的總放射性×100%測定方法：最常用紙層析或薄層層析法，對于生物制劑有時也用柱層析或蛋白沉淀法。二、標(biāo)記率的測定80本文檔共99頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分常用測定方法：1、紙層析法：混合樣品中各組分的性質(zhì)不同，在固定相上的吸附能力和在流動相中的溶解度不同，因此它們各自的移動速度不同，可在特殊紙片上分離開。

常用比移值Rf表示各組分的移動速度快慢。意義：某標(biāo)記物的Rf值在相同條件下穩(wěn)定不變。Rf=待測組分到原點(diǎn)的距離I

流動相前沿到原點(diǎn)距離L本文檔共99頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分標(biāo)記率測定之分段測量法82本文檔共99頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分標(biāo)記率測定之放射線掃描法83本文檔共99頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分展開實(shí)驗(yàn)注意問題層析紙長度，一般20cm左右，越長分離越好；展開劑要精心設(shè)計，選2-3種進(jìn)行驗(yàn)證。要求：能把混合物很好的分開，用時還要組成簡單，粘度小，展開快，展開后易揮發(fā)，價格低，易購買。點(diǎn)樣斑大小適當(dāng)。點(diǎn)樣斑不能碰到展開劑的液體。層析缸要有蓋，減少干擾。本文檔共99頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分分段測量，段的大小要一致；起跑點(diǎn)所在段也要測量；高比活度樣品點(diǎn)要加載體，減少吸附；避免反復(fù)點(diǎn)樣，層析紙要自然晾干；最好能用標(biāo)準(zhǔn)樣品做對照；各段劑量值必須減本底。85本文檔共99頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分2、薄層層析法：硅膠或氧化鋁（固定相）：根據(jù)混合物各組分的吸附力和分配系數(shù)不同而分開。離子交換樹脂（固定相）：根據(jù)各組分離子電荷的性質(zhì)和數(shù)量不同而分開。聚酰胺：以各組分氫鍵吸附能力不同而分開。本文檔共99頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分常用方法：1.層析法（1）紙層析（2）薄板層析（3）柱層析（如凝膠過濾層析、離子交換層析和親和層析）2.透析法3.電泳法三、標(biāo)記物的分離純化87本文檔共99頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分1.層析法（1，2）紙層析法和薄板層析法：原理和操作與標(biāo)記率的測定類似，最后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品所顯示的位置，將純化產(chǎn)品剪下（紙）或刮出（板），用適當(dāng)?shù)娜軇ㄋ蛞掖嫉龋?，將?biāo)記物浸泡提取出來，并進(jìn)行鑒定。特點(diǎn)：簡便、快速，但僅能適用于少量體積的樣品的純化。88本文檔共99頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分（3）柱層析法：原理：將固定相裝在一定體積的玻璃柱（或金屬柱）中，層析柱經(jīng)處理之后，將樣品加到固定相之上，然后用洗脫液淋洗，樣品中的各種化合物，或者由于吸附、分配的差異，或者由于離子荷電的差異，或者由于分子量的差異等等，從層析柱上被淋洗出來的速度有所不同，各組分的洗出也有先后，從而達(dá)到分離的目的。89本文檔共99頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期六\7點(diǎn)7分（3）柱層析法：根據(jù)被純化物的性質(zhì)，采用不同內(nèi)容的層析柱和選擇合適的淋洗條件：凝膠過濾層析法：本法是利用具有分子篩效應(yīng)的多孔網(wǎng)狀凝膠來分離不同分子量的化合物。由于小分子物質(zhì)可進(jìn)入凝膠粒子的網(wǎng)孔內(nèi)部，而較大分子物質(zhì)進(jìn)不去，因此，在淋洗層析柱時，小分子物質(zhì)推進(jìn)速度慢，而大分子物質(zhì)卻沿著凝膠粒子間的縫隙最先被洗脫出來，從而達(dá)到分離的目的。凝膠主要有三類：sephadex交聯(lián)葡聚糖多孔凝膠；sepharose或biogel-A瓊脂糖珠；biogel-P聚丙酰胺90本文檔共99