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1、标记化合物wang分子中含有一个或多个放射性原子的化合物分子中含有一个或多个放射性原子的化合物分析试剂分析试剂 示踪试剂示踪试剂测定微量物质测定微量物质示踪研究示踪研究用用 途途定定 义义标记化合物wang第一节第一节 医用放射性核素来源医用放射性核素来源天然放射性核素天然放射性核素人工放射性核素人工放射性核素 医用放射性核素主要通过医用放射性核素主要通过人工核反应人工核反应 生产生产反应堆反应堆加速器加速器中子流照射中子流照射核燃料中提取核燃料中提取标记化合物wang(1) 反应堆中子流生产的放射性核素反应堆中子流生产的放射性核素中子反应主要有四种：中子反应主要有四种：( (n,),),（n
2、,p),(n,n,p),(n,) ), (n,f)(n,f) 一一. 反应堆生产的放射性核素反应堆生产的放射性核素标记化合物wang(2) 从使用过的核燃料中提取放射性核素从使用过的核燃料中提取放射性核素85Kr, 90Sr, 99Mo, 131I, 133Xe, 137Cs等等放射性核素品种多、活度大、成本低放射性核素品种多、活度大、成本低反应堆生产的特点反应堆生产的特点：标记化合物wang标记化合物wang二二. 加速器生产的放射性核素加速器生产的放射性核素 回旋加速器回旋加速器将带电粒子有质子（将带电粒子有质子（P），氘核（），氘核（d），氦核（），氦核（）加速）加速到一定能量，轰击靶核
3、。引发到一定能量，轰击靶核。引发（p，n），）， （d，n），），（d，），）， （，n），）， （，pn）等核反应而生产多等核反应而生产多种放射性核素。种放射性核素。标记化合物wang12C（d，n）13N20Ne（d，）18F16O（，pn）15O11B（p，n）11C 68Zn（p，2n）67Ga标记化合物wang标记化合物wang加速器核素的特点：加速器核素的特点：1. 缺中子核素，大多以缺中子核素，大多以EC，+方式衰变方式衰变2. 短半衰期生理元素短半衰期生理元素 11C, 13N, 15O 3. 放射性核素比活度较高放射性核素比活度较高4. 价格比较贵价格比较贵标记化合物wang
4、一一. 标记位置及命名标记位置及命名1. 同位素标记和非同位素标记同位素标记和非同位素标记氟尿嘧啶氟尿嘧啶14CH3OH第二节第二节 放射性核素标记化合物的基本概念放射性核素标记化合物的基本概念标记化合物wang2. 定位标记定位标记CH3CH14COOHNH2114C丙氨酸丙氨酸3. 双标记和多标记双标记和多标记CH335SCH2CH2CH14COOHNH235S 114C蛋氨酸蛋氨酸14CH3C14CH3O1,3 14C 丙酮丙酮标记化合物wang4. 均匀标记均匀标记U-14C-葡萄糖葡萄糖C 标记概率相同标记概率相同5. 全标记全标记G-3H-胆固醇胆固醇H 标记概率不同标记概率不同标
5、记化合物wangCOOHNH2COOHNH23HCOOHNH23H3HCOOHNH23HCOOHNH2+11.4%27.4%11.4%49.8%产物是全标记产物是全标记, 非定位标记非定位标记 邻氨基苯甲酸邻氨基苯甲酸3H2标记化合物wang二二. 比活度比活度每毫摩尔分子所含放射性活度每毫摩尔分子所含放射性活度MBq或或GBq (mCi或或Ci) / mmolMBq或或GBq (mCi或或Ci) / mg 比活度理论值比活度理论值与与 T1/2 的关系：的关系：T1/2 比活度比活度（每一个分子接一个放射性原子）（每一个分子接一个放射性原子）标记化合物wang高比活度高比活度示踪研究示踪研究
6、有利于尽量接近生理状态有利于尽量接近生理状态GBq MBq分析系统分析系统灵敏度灵敏度 根据实验需要，确定适当的比活度根据实验需要，确定适当的比活度标记化合物wang第三节第三节 制备标记化合物的基本方法制备标记化合物的基本方法特点：特点：简单的原料化合物简单的原料化合物 3H2、14CO2、Na125I放射性核素价格昂贵放射性核素价格昂贵微量技术微量技术实验操作简单、时间短、最后引人标记原子，实验操作简单、时间短、最后引人标记原子， 冷实验冷实验辐射防护的安全措施辐射防护的安全措施标记化合物wang同位素交换法同位素交换法化学合成法化学合成法生物合成法生物合成法其他：热原子反冲标记法、加速离
7、子标记法其他：热原子反冲标记法、加速离子标记法标记化合物wang一同位素交换法一同位素交换法 AX BX AX BXk1k2原理：原理： 放射性核素与要标记的化合物中放射性核素与要标记的化合物中 同一元素的稳定同位素相互交换同一元素的稳定同位素相互交换 来制备放射性标记化合物来制备放射性标记化合物 标记化合物wang交换半值期（交换半值期（Exchange Halftime） 产物的浓度等于交换反应达平衡时产物浓度产物的浓度等于交换反应达平衡时产物浓度1 / 2 所需要的时间所需要的时间(1-X/X) )20 T1/ 2= 5.6 h60 T1/ 2= 2.8 h1.00.50.30.20 5
8、 10 15 20(t)交换半值期交换半值期作为选择最适反应条件的指标作为选择最适反应条件的指标标记化合物wang同位素交换法特点同位素交换法特点:1. 方法简便方法简便, 快速快速, 不需制备标记前体。不需制备标记前体。 2. 单键、分子边缘的原子易被交换标记单键、分子边缘的原子易被交换标记。中心原子中心原子 不能用此法标记不能用此法标记, 如如14C。 H CC HHHHHCHCICSH+3H131I35SC3HC131IC35SH（）标记化合物wang二化学合成法二化学合成法合成特点合成特点 (1) 只能选用简单的放射性原料只能选用简单的放射性原料,如如:(2) 需要微量合成装置及分离纯
9、化技术需要微量合成装置及分离纯化技术 mg级级(3) 预先进行冷试验预先进行冷试验优点：优点：定位标记定位标记、产品纯度高、比活度高、产品纯度高、比活度高缺点：步骤多、流程长、费时费力缺点：步骤多、流程长、费时费力Ba14CO3 、3H2、Na125I、H235SO4等等标记化合物wang三生物合成法三生物合成法 利用动物、植物、微生物的生理代谢过程或酶的利用动物、植物、微生物的生理代谢过程或酶的生理活性，将简单的放射性物质制备成具有生物活性生理活性，将简单的放射性物质制备成具有生物活性的放射性标记化合物。如放射性标记的激素、蛋白质、的放射性标记化合物。如放射性标记的激素、蛋白质、核苷酸、抗生
10、素、糖类等。核苷酸、抗生素、糖类等。14C AcOEt 肝组织肝组织 14C 胆固醇胆固醇 Na125I 甲状腺甲状腺 125I - 甲状腺素甲状腺素14CO2 小球藻小球藻 14CL氨基酸氨基酸 14CO2 叶子叶子 14CD糖类糖类（乙酸乙酯）标记化合物wangOHOOHOHOOHNNC3H3OOHNNC3H3OHOHO+脱氧核糖脱氧核糖转移酶转移酶3H-甲基胸腺嘧碇甲基胸腺嘧碇脱氧核糖脱氧核糖3H-甲基胸腺嘧碇核苷甲基胸腺嘧碇核苷第三节第三节 几种常用核素的标记化合物制备几种常用核素的标记化合物制备生物合成法生物合成法缺点：缺点： 产量和比活度较低、标记位置不确定产量和比活度较低、标记位
11、置不确定标记化合物wang一一1414C 标记化合物制备：标记化合物制备：同位素交换法、化学合成法、生物合成法同位素交换法、化学合成法、生物合成法(2) 制备：制备：(1) 核素特点：核素特点：标记化合物wang Ba1414CO3 BaN1414CN 1414CH3OH 1414CO2 Ba1414C2 K1414CN 1414CH3I R1414COOH 1414CHCH H1414COOH （氰氨基钡）（氰氨基钡）化学合成法：化学合成法：标记化合物wang1 RMgBr R1414COOH 14CO2(或或ArMgBr) (或或Ar1414COOH)H+3. CH3CHO CH3CH14
12、CN CH3CH14COOHK14CNH2ONH2NH214C-丙氨酸丙氨酸Li14CH314CH32.OO14C-维生素维生素K314CH3ICrO2标记化合物wang二氚二氚( (3 3H)H)标记化合物制备标记化合物制备T1/2 12.35年年- Emax18.4 keV低毒性低毒性人工放射性核素中能量最低人工放射性核素中能量最低C3H 不如不如 CC 牢固牢固 ，易脱落，易脱落标记化合物不稳定标记化合物不稳定(1) 核素特点：核素特点：同位素交换法、化学合成法、生物合成法同位素交换法、化学合成法、生物合成法(2) 制备：制备：标记化合物wang1.1.氚气曝射交换法氚气曝射交换法（一）
13、（一）同位素交换法同位素交换法3H2全标记全标记比活度不高、放化杂质多比活度不高、放化杂质多标记化合物wang2.2.溶液中催化交换溶液中催化交换氚化原料氚化原料: 3H2 、 3H2O 、 3H-乙酸乙酸催化剂催化剂: H2SO4 、 三氯乙酸三氯乙酸 、 BF3 、 三乙氨、三乙氨、 (Ph3P)3RhCl 、Pt 、 Ni 等等.COOH OH NH SH 活性氚活性氚 含有活性氢的溶剂含有活性氢的溶剂溶剂：溶剂： 一般使用不含有活性氢的溶剂一般使用不含有活性氢的溶剂 CH3CN OOO二氧六环二氧六环呋喃呋喃乙腈乙腈标记化合物wangCOOHNH2COOHNH23HCOOHNH23H3
14、HCOOHNH23HCOOHNH2+11.4%27.4%11.4%49.8%产物是全标记产物是全标记, 非定位标记非定位标记 邻氨基苯甲酸邻氨基苯甲酸3H2标记化合物wang(二二)化学合成法化学合成法是获得是获得定位标记定位标记化合物最为准确可靠的方法化合物最为准确可靠的方法不饱和化合物催化加氚不饱和化合物催化加氚卤化物的催化卤氚置换卤化物的催化卤氚置换金属氚化物的还原反应金属氚化物的还原反应标记化合物wang1.1.不饱和化合物催化加氚不饱和化合物催化加氚RCHCH2 RCTHCTH2RCCH RCTCTHRCCH RCT2CT2HRCN RCT2NH2RRCO RRCTOHT2Triti
15、um标记化合物wangHOOONCH3COHCH3C3H7HOOONCH3COHCH3C3H7HgO3H2Pt / CHOOONCH3COHCH3C3H73H3H15，163H二氢乙托芬二氢乙托芬标记化合物wang2.2.卤化物的催化卤氚置换卤化物的催化卤氚置换RX (ArX) + 3H2 R3H (Ar3H) + 3HX催化剂催化剂CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH22.Br2CH2CHCOOHNH2BrBr3H23H3H苯丙氨酸苯丙氨酸3H-苯丙氨酸苯丙氨酸NH2BrNNONH23HNNO5-3H-胞嘧啶胞嘧啶1.3H2Pd / CaCO3OH-TOH+X-标记化合物wang3
16、.3.金属氚化物的还原反应金属氚化物的还原反应RCOOH(R) RCH3HOHRCHO RCH3HOHRRCO RRC3HOHRCN RCH23HNH2LiAlH33HNaBH4 NaBH33HLiBH4 LiBH33HLiAlH4 LiAlH33H3H2(硼氚化钠硼氚化钠)(氚化铝锂氚化铝锂)标记化合物wangHOHOCCH2NHROHOHOCCH2NHROH3HNaBH33H3H肾上腺素肾上腺素( R=CH3 )3H去甲肾上腺素去甲肾上腺素( R=H )严格的定位标记严格的定位标记只还原杂原子的双键只还原杂原子的双键不还原不还原CC CC 标记化合物wang三放射性碘标记化合物的制备三放射
17、性碘标记化合物的制备标记化合物wang125I T1/260d标记物储存应用一段时间、商品化标记物储存应用一段时间、商品化低能低能 射线射线 ，无，无 粒子粒子辐射分解少，标记物稳定性好辐射分解少，标记物稳定性好标记化合物wangCONHCH2COOHICONHCH2COOH131I+Na131IKIOKIO3 3H+131I邻碘马尿酸邻碘马尿酸(一一)同位素交换法同位素交换法:HOIHO131I Na131I150 1h131I6 胆固醇胆固醇标记化合物wang(二二) 蛋白质、多肽的碘标记技术蛋白质、多肽的碘标记技术:Na125IHOCH2CHCOOHCH2CHCOOHHO125I+125
18、I2NH2NH2125I碘代酪氨酸碘代酪氨酸氧化剂氧化剂 ICl，Ch-T，H2O2标记原理：标记原理：标记化合物wangNHN125ICH2CHCOOHNH2125I碘代碘代组氨酸组氨酸N125ICH2CHCOOHNH2125I碘代碘代色氨酸色氨酸标记化合物wang1. 氯胺氯胺T 法：法：SO2NCH3NaCl+2Na125I+2H2OSO2NHCH3+125I2+NaCl2NaOH温和氧化剂温和氧化剂标记化合物wang反应液组成：反应液组成： Na125I 74MBqMBq（10L10L） 蛋白质蛋白质 5gg（10L10L） 缓缓 冲液（冲液（pH7.4） 30LL 氯胺氯胺 T 10
19、0gg（10L10L） 室温室温13min 加加Na2S2O5 200gg（0.2mL)0.2mL)中止反应中止反应用用SephadexG50柱层析柱层析分离纯化分离纯化 125I-蛋白质蛋白质注意事项注意事项: 氯胺氯胺 T 的新鲜度的新鲜度 使用前配制使用前配制 Na2S2O5的用量的用量 中和过量的氯胺中和过量的氯胺 T 氯胺氯胺 T 的用量的用量 过量过量 反应时间反应时间, 温度温度, pH（偏焦亚硫酸钠）标记化合物wang2. 乳过氧化物酶法：乳过氧化物酶法：乳过氧化物酶乳过氧化物酶 + H2O2 O2（新生氧）（新生氧）标记原理：标记原理：Na125I125I2标记化合物wang
20、反应液：反应液： Na125I 37MBq （10L10L） 缓缓 冲液（冲液（pH5.6） 30LL蛋白质蛋白质 5gg（10L10L）乳过氧化物酶乳过氧化物酶 25ngng（10L10L）H2O2 200ngng （10L10L）室温室温7min 巯基乙醇（巯基乙醇（10mmol/L10mmol/L）0.5mL(mL(中止反中止反应应) ) H2O2 200ngng （10L10L）室温室温7min H2O2 200ngng （10L10L）室温室温7min 加入加入NaI载体溶液载体溶液, 用用SephadexG50柱层析柱层析分离纯分离纯化化 125I-蛋白质蛋白质标记化合物wang注
21、意事项：注意事项：1. 乳过氧化物酶使用前新鲜配制乳过氧化物酶使用前新鲜配制2. H2O2保持低浓度：保持低浓度： 0.1mmol/L3. 酶的浓度酶的浓度，标记率，标记率酶的用量酶的用量 95放化杂质放化杂质标记化合物wang测定放化纯度的测定放化纯度的常用方法常用方法放射性产物放射性产物标准品标准品放射化学纯度放射化学纯度 %=特定化学形态的放射性活度特定化学形态的放射性活度样品总放射性活度样品总放射性活度100%(1) 层析法和电泳法层析法和电泳法纸层析、薄板层析纸层析、薄板层析标记化合物wang(2) HPLC法法 放射性检测器放射性检测器( 常规检测方法常规检测方法 )标记化合物wa
22、ng3.放射性比活度放射性比活度:测定产品每毫升的放射性活度测定产品每毫升的放射性活度(GBq/mL)测定标记产品的化学浓度测定标记产品的化学浓度(mmol /mL)= 放射性比活度放射性比活度(GBq/mmol)4. 标记位置及定量分布测定标记位置及定量分布测定:降介法降介法 ( 采用特定化学反应或专一性酶采用特定化学反应或专一性酶 ) 14C- 质谱法、红外光谱法质谱法、红外光谱法核磁共振：核磁共振： 氚核磁共振分析法氚核磁共振分析法标记化合物wang第五节第五节 放射性标记化合物的稳定性与贮存放射性标记化合物的稳定性与贮存一一. 放射性标记化合物的分解机理：放射性标记化合物的分解机理：1
23、. 一般的化学分解一般的化学分解: 水解水解, 氧化氧化, 聚合聚合, 光学异构光学异构2. 初级内分解初级内分解: 自然衰变自然衰变标记化合物wang4. 次级分解次级分解: 射线先作用于溶剂分子产生自由基射线先作用于溶剂分子产生自由基, 如如 H， HO ，HO2 等。自由基再与标记分子反等。自由基再与标记分子反应应3. 初级外分解初级外分解: 射线直接引起化合物电离或化学键断裂射线直接引起化合物电离或化学键断裂辐射自分解辐射自分解 (Autoradiolysis)的的主要原主要原因因标记化合物wang电离密度电离密度 自吸收自吸收 辐射自分解辐射自分解 3H 14C 35S 32P能量能
24、量 自吸收自吸收 辐射自分解辐射自分解 低能量高能量低能量高能量二二. 辐射自分解的影响因素：辐射自分解的影响因素：3. 标记物的浓度和比活度标记物的浓度和比活度:1. 射线的种类射线的种类:2. 射线的能量射线的能量:比活度比活度 辐射自分解辐射自分解标记化合物wang4. 标记物中杂质及贮存环境：标记物中杂质及贮存环境：放放化化纯纯度度 %1009080841216贮存时间贮存时间 Week2,4,6,73H雌二醇放化纯度变化雌二醇放化纯度变化杂质杂质加速加速辐射自分解辐射自分解标记化合物wang2. 自由基清除剂对标记物贮存的影响（自由基清除剂对标记物贮存的影响（2） （水溶液）（水溶液） 三三. 标记化合物的贮存标记化合物的贮存:1. 降低放射性浓度或比活度降低放射性浓度或比活度 加入非标记化合物加入非标记化合物标记化合物wang3. 降低贮存温度降低贮存温度标记化合物wang一般储存温度一般储存温度: 不引起溶液冰冻的可行的最低温度不引起溶液冰冻的可行的最低温度水溶液水溶液: 0 4 / 液氮下快速冷冻液氮下快速冷冻 乙醇乙醇 / 有机溶剂有机溶剂: 冰点以上冰点以上标记化合物wang
