放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座

第8章放射性標(biāo)識化合物制備及其應(yīng)用標(biāo)識化合物：是指化合物中某一個或多個原子或其化學(xué)基團(tuán)被其易識別同位素或其它易識別核素或基團(tuán)所取代而得到產(chǎn)物。這種取代過程稱為標(biāo)識。放射性標(biāo)識化合物：若取代核素是放射性核素，則所得產(chǎn)物就稱為放射性標(biāo)識化合物。此標(biāo)識過程稱為放射性標(biāo)識。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第1頁8.1概述（1）標(biāo)識化合物命名無機(jī)化合物：通常只要在化合物名稱前面注明標(biāo)識核素符號即可，如。也可在分子式中直接注明標(biāo)識核素，；

放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第2頁

有機(jī)標(biāo)識化合物：通常采取前置方括命名法，即在標(biāo)識化合物名稱中表示標(biāo)識核素所處部位之前加一方括號，在其中標(biāo)明核素標(biāo)識位置與數(shù)目、希臘字母或詞頭以及標(biāo)識核素等標(biāo)示性符號：、。對結(jié)構(gòu)復(fù)雜標(biāo)識化合物，當(dāng)普通命名還不足以說明問題或易被誤解時，宜在命名同時附以標(biāo)明位置結(jié)構(gòu)式。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第3頁（2）標(biāo)識化合物分類按標(biāo)識化合物種類不一樣可分為：無機(jī)標(biāo)識化合物，如；有機(jī)標(biāo)識化合物，如；生物標(biāo)識化合物，如。按標(biāo)識核素不一樣可分為：同位素標(biāo)識物和非同位素標(biāo)識物；金屬標(biāo)識物，如、和非金屬標(biāo)識物，如；

放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第4頁還可按標(biāo)識物狀態(tài)不一樣分為：液體標(biāo)識物，；膠體標(biāo)識物，；固體標(biāo)識物，。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第5頁（3）標(biāo)識化合物若干基本概念1）同位素標(biāo)識與非同位素標(biāo)識同位素標(biāo)識：化合物中原子被其同位素原子所取代，因?yàn)槿〈蠡衔镌谖锢?、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)上不會引發(fā)顯著差異，所以亦稱理想標(biāo)識。131I→127I；3H→1H；14C→12C等。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第6頁非同位素標(biāo)識（非理想標(biāo)識）：用組成化合物以外原子進(jìn)行標(biāo)識，非同位素標(biāo)識產(chǎn)物在性質(zhì)上所引發(fā)改變比同位素標(biāo)識要大，所以又稱非理想標(biāo)識。

131I→1H，甲胎球蛋白中H。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第7頁2）定位標(biāo)識與名義定位標(biāo)識定位標(biāo)識(S)：指標(biāo)識原子處于標(biāo)識化合物指定位置。書寫時，可省備S。[5-T]-尿嘧啶，95%以上3H是在尿嘧啶分子第5位碳原子C-H鍵上。

名義定位標(biāo)識(n)：又稱準(zhǔn)定位標(biāo)識，指在標(biāo)識過程中，從標(biāo)識方法預(yù)測標(biāo)識原子應(yīng)該在某特定位置上，而實(shí)際標(biāo)識結(jié)果未作判定，或判定結(jié)果在特定位置上標(biāo)識原子數(shù)不能必定大于95%。[6，7(n)-T]-雌二醇。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第8頁3）全標(biāo)識與均勻標(biāo)識它們均屬于非定位標(biāo)識。全標(biāo)識：

用G表示，如[G-T]-膽固醇，指標(biāo)識分子中全部穩(wěn)定位置上氫原子都可能被標(biāo)識原子所取代，但程度不一樣。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第9頁均勻標(biāo)識：

用U表示，指標(biāo)識原子從統(tǒng)計(jì)學(xué)看，均勻地分布在標(biāo)識化合物分子中，14CO2光合作用標(biāo)識葡萄糖，[U-14C]-葡萄糖。非定位標(biāo)識化合物只能用于研究整個分子行為，不能用來觀察分子上特定基因或原子行為。但此可得到較高比活度，且制備方法選擇余地也較大，所以常被采取。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第10頁4）雙標(biāo)識與多標(biāo)識

雙標(biāo)識、多標(biāo)識：若化合物分子中原子被兩種或各種元素同位素原子以及被同一個元素兩種或各種同位素原子所取代，稱為雙標(biāo)識或多標(biāo)識。如，、。利用雙標(biāo)識或多標(biāo)識化合物可同時觀察兩個或多個指標(biāo)，不但可降低工作量，還能夠排除和降低因個體差異所引試驗(yàn)誤差，這是單標(biāo)識化合物難以到達(dá)，但其制備較難，價格也貴。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第11頁（4）放射性核素選擇在制備放射性標(biāo)識化合物時，首先必須選擇放射性核素。其標(biāo)準(zhǔn)是：

1、能否得到所需標(biāo)識化合物；

2、用這種標(biāo)識化合物能否得到預(yù)期研究結(jié)果或診療、治療效果；

放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第12頁3、核素物理、化學(xué)性質(zhì)和核性質(zhì)以及生產(chǎn)方式、產(chǎn)品純度是不適當(dāng)；

4、標(biāo)識、測量、判定方法是否輕易；

5、試驗(yàn)周期長短，核素本身和雜質(zhì)毒性以及價格等要進(jìn)行考慮。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第13頁表幾個主要放射性標(biāo)識核素核素T1/2無載體時比活度主要射線種類及能量，MeV3H12.3a1080GBq/mmolβ-,0.0186114C5730a2.3GBq/mmolβ-,0.15532P14.28d338TBq/mmolβ-,1.71135S87.4d55TBq/mmolβ-,0.67499Tcm6.02h1.94×104TBq/mmolγ,0.1405123I13h8.9×103TBq/mmolγ,0.1590125I60.2d64TBq/mmolγ,0.03548131I8.04d459TBq/mmolβ-,0.6065,0.336γ,0.2843,0.3645,0.6370放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第14頁5）放射性標(biāo)識化合物特點(diǎn)與制備要求

最大特點(diǎn)是：放射性；不穩(wěn)定性：本身衰變、自輻射分解、標(biāo)識核素脫落、易位等。如用3H標(biāo)識過化合物較不穩(wěn)定。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第15頁要求：

1、制備放射性標(biāo)識化合物原料起源不易，制備中應(yīng)充分利用，未標(biāo)識上要回收；

2、生產(chǎn)規(guī)模限制在微量水平，通常在10-6~10-3mol，在制備、分離、判定過程中要用到微量或超微量技術(shù)，操作中盡可能降低放射性核素稀釋，防止引入無須要載體；

3、要求標(biāo)識流程步驟少，時間短，盡可能在標(biāo)識最終階段引入放射性核素，以降低其損失、副反應(yīng)發(fā)生以及防護(hù)上困難；（可做冷試驗(yàn)）

4、放射性核素引入到化合物指定位置并進(jìn)行純化等。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第16頁8.2放射性標(biāo)識化合物制備方法（1）化學(xué)合成這是制備有機(jī)放射性標(biāo)識化合物經(jīng)典方法之一。主要有以下幾個：

1）逐步合成法：用最簡單含放射性核素化合物按預(yù)定合成路線一步一步合成復(fù)雜有機(jī)化合物。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第17頁優(yōu)點(diǎn)：放射性核素種類、標(biāo)識位置、標(biāo)識數(shù)量和比活度預(yù)先設(shè)計(jì)；反應(yīng)易于控制，有很好重現(xiàn)性；放射性核素收率，產(chǎn)品比活度、化學(xué)純度和放射化學(xué)純度均較高，是制備放射性標(biāo)識化合物最慣用一個方法。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第18頁缺點(diǎn)：步驟繁，流程長，副反應(yīng)多，純化困難等。該法應(yīng)用最多是14C標(biāo)識有機(jī)化合物，其主要原料是反應(yīng)堆提供Ba14CO3。

1、

2、依據(jù)需要，合成對應(yīng)物質(zhì)。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第19頁2）加成法：利用含有雙鍵或三鍵不飽和有機(jī)化合物作前體，將放射性核素或其簡單化合物經(jīng)過加成反應(yīng)，結(jié)合到前體上，到達(dá)標(biāo)識目標(biāo)。最慣用是氚標(biāo)識。如，此法主要用于有機(jī)物標(biāo)識。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第20頁3）取代法(置換法)：有機(jī)化合物分子中原子或原子團(tuán)被放射性核素或其原子團(tuán)所置換而到達(dá)標(biāo)識目標(biāo)方法。此法慣用于氚和放射性碘標(biāo)識。

放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第21頁4）間接標(biāo)識法：把放射性核素先標(biāo)識在某種易與欲標(biāo)識物反應(yīng)試劑，然后再與欲標(biāo)識物偶聯(lián)；借助于含有雙功效基團(tuán)螯合劑進(jìn)行標(biāo)識，先把某種雙功效螯合劑結(jié)合到欲標(biāo)識分子上，再將放射性核素核素標(biāo)識到此螯合劑上，由此形成穩(wěn)定放射性核素-螯合劑-欲標(biāo)識化合物復(fù)合物。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第22頁主要用于極難用于直接標(biāo)識法得到產(chǎn)品或直接標(biāo)識法能得到產(chǎn)品但損傷較大。對于許多金屬放射性核素，要將它們標(biāo)識到蛋白質(zhì)上，尤其是單克隆體(McAb)上去，都必須借助于含有雙功效基團(tuán)螯合劑進(jìn)行間接標(biāo)識。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第23頁（2）生物合成法生物合成法是利用動物、植物、微生物生理代謝過程或酶生物活性，將簡單放射性物質(zhì)在體內(nèi)或體外引入化合物中而制得所需標(biāo)識物。有兩大類：全生物合成法和酶促合成法。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第24頁全生物合成法是利用完整生物或其某一個器官生理代謝過程來進(jìn)行標(biāo)識。慣用生物有：細(xì)菌、綠藻、酵母等低等生物。

14C-標(biāo)識物。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第25頁海綠藻合成14C均勻標(biāo)識各種氨基酸：

1、海綠藻避光24h，造成“光饑餓”；

2、通入14CO2，光照36h，使14CO2隨光合作用摻藻體細(xì)胞內(nèi)；

3、從標(biāo)識海綠藻中提取蛋白質(zhì)；

4、將其水解，用離子交換或薄層色譜法分離水解產(chǎn)物，可得到14C標(biāo)識16種氨基酸。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第26頁酶促合成法利用生物組織中一些特定酶促進(jìn)標(biāo)識前體物質(zhì)合成反應(yīng)，生成所需標(biāo)識產(chǎn)物。酶促合成法也可作是應(yīng)用物殊催化劑化學(xué)合成法。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第27頁（3）同位素交換法同位素交換法是利用同一元素放射性同位素與穩(wěn)定同位素在兩種不一樣化學(xué)狀態(tài)之間發(fā)生交換反應(yīng)來制備標(biāo)識化合物。

AX+BX*AX*+BX

當(dāng)前同位素交換法是制備氚標(biāo)識化合物主要方法，它也可用于放射性碘、磷、硫標(biāo)識。有：氣相曝射交換法；液相催化交換法。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第28頁氣相曝射交換法原理：將欲標(biāo)識物置于高比活度氚氣中曝射，借助于氚衰變輻射能量誘導(dǎo)氚-氫發(fā)生交換反應(yīng)，從而得到氚標(biāo)識物。此法反應(yīng)速度慢、能產(chǎn)生各種副反應(yīng)和輻射分解產(chǎn)物。更正：一是用高頻放電、X射等能量來激活或電離氚和被標(biāo)識物；二擴(kuò)大氚與被標(biāo)識物接觸面；

三反應(yīng)體系中加入催化劑等。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第29頁（4）金屬絡(luò)正當(dāng)上述合成法多用于非金屬放射性核素標(biāo)識，而用于醫(yī)用一些金屬放射性核如、、、，金屬放射性核素直接形成絡(luò)合物。絡(luò)合物又稱配位化合物，它是由一定數(shù)目標(biāo)能夠給出孤對電子或多個不定域電子離子或分子與含有接收孤對電子或多個不定域電子空位原子或離子按一定組成和空間結(jié)構(gòu)所形成化合物。

放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第30頁

由兩部分組成，即中心原子及配位體組成。[Cu(NH3)4]SO4Cu：中心原子；NH3：配位體；N：配位原子；4：配位數(shù)。

放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第31頁螯合物

含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)絡(luò)合物為螯合物。

把能形成螯合物配位體稱為螯合劑。螯合劑分子或離子含有兩個或兩個以上配位原子同量與一個中心離子或原子配位，形成一個或多個包含中心離子或原子在內(nèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，如銅離子與兩個乙二胺分子配位時可形成螯合離子：放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第32頁（5）其它標(biāo)識方法熱原子反沖標(biāo)識法：利用核反應(yīng)過程中產(chǎn)生放射性原子核強(qiáng)大反沖能量使其從原來化合物中擺脫出來，結(jié)合到被標(biāo)識化合物上去。14N(n,p)14C14C與被標(biāo)識物反應(yīng)等。加速離子標(biāo)識法：利用放射性核素或其它化合物經(jīng)電離后形成離子，在電場中加速到一定能量，轟擊欲標(biāo)識物質(zhì)，從而制得標(biāo)識化合物。輻射合成法：利用有機(jī)化合物輻射分解產(chǎn)生各種自由基相互作用而得到一系列標(biāo)識化合物。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第33頁（6）放射性標(biāo)識化合物純化與質(zhì)量判定1）必要性：副反應(yīng)產(chǎn)生副產(chǎn)物；未標(biāo)識放射性核素；欲標(biāo)識物母體化合物；其它雜質(zhì)；標(biāo)識物自行脫落等。

要去除這些雜質(zhì)，必須進(jìn)行純化。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第34頁2）純化方法：常量物質(zhì)分離方法進(jìn)行純化：萃取法；沉淀法；蒸餾法等。微量純化色譜法；電泳法進(jìn)行。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第35頁3）質(zhì)量判定有物理判定、化學(xué)判定和生物判定。放射性標(biāo)記化合物的制備和其應(yīng)用專家講座第36頁8.3單克隆抗體標(biāo)識用放射性核素標(biāo)識單克