同位素标记第四章

.,放射性药物化学,第四章医用放射性标记化合物,.,【目的】,学习并掌握有关标记化合物的若干基本概念掌握标记化合物的命名、分类、特点及制备要求了解并掌握几种放射性标记化合物的制备方法,.,一、基本概念,标记（labell）;标记化合物（labelledcompound）是指化合物中某一个或多个原子或其化学基团，被其易辨认的同位素或其它易辨认的核素，或其基团所取代而得到的产物。这中取代过程就称为标记。,.,一、基本概念,2.同位素标记（isotopiclabelling）;非同位素标记（non-isotopiclabelling）化合物中的原子被其同位素的原子所取代的标记称为同位素标记。用组成化合物以外的原子进行标记，称为非同位素标记。,.,一、基本概念,2.同位素标记（isotopiclabelling）;非同位素标记（non-isotopiclabelling）同位素标记，由于取代后化合物在物理、化学和生物性质上不会引起显著差异，因此称为理想标记；而非同位素标记所引起的变化比同位素标记大，因此又称为非理想标记。,.,一、基本概念,3.定位标记（specificlabelling）与名义定位标记（nominallabelling）定位标记是指标记原子处于标记化合物的指定位置，常用符号“S”表示。名义定位标记又称为准定位标记，它是指在标记过程中，从标记方法预测，标记原子应该在某特定位置上，而实际标记结果未作鉴定，或鉴定结果在特定位置上的标记原子不能肯定大于95，常用符号“n”表示。,.,一、基本概念,S-I*-6-碘代胆固醇（IC）S-6-I*IC定位标记,n3-I*IBZMD2受体显像剂名义定位标记,.,一、基本概念,4.全标记（generallabelling）与均匀标记（uniformlabelling）全标记指标记分子中所有稳定位置上的氢都可能被标记原子所取代，但程度不同，全标记常用符号“G”表示，如G-T胆固醇。均匀标记是指标记原子从统计学看，均匀地分布在标记化合物的分子中，用符号“U”表示，例如14C标记的二氧化碳通过植物光合作用得到的标记葡萄糖：U-14C葡萄糖。,.,二、标记化合物的命名、分类,1.命名无机化合物：通常只要在化合物名称前或分子式中直接注明标记核素即可例如：131I-NaI;Na131I99mTc-NaTcO4;Na99mTcO4有机标记化合物：前置方括号命名例如：1-14C-CH3COOH,.,二、标记化合物的命名、分类,1.命名标记配合物99mTc-MIBI(甲氧异腈)，99mTc(MIBI)6+111In-McAb,.,二、标记化合物的命名、分类,2.分类根据化合物性质，可分为：无机标记化合物有机标记化合物生物标记物根据同位素，可分为：同位素标记化合物非同位素标记化合物,.,二、标记化合物的命名、分类,2.分类根据状态，可分为：液体标记物，例如：131I-NaI溶液胶体标记物，例如：198Au胶体固体标记物，例如：90Y微球,.,三、标记化合物的特点与制备要求,1.特点放射性不稳定性自辐射分解放射性核素脱落定位标记的原子发生位移（氚标记）,.,三、标记化合物的特点与制备要求,2.制备要求标记率尽量高操作过程采用微量，超微量技术得到高比活度，避免引入不必要的载体防护需要正式标记前做冷试验；在标记最后阶段引入放射性核素提高标记物的稳定性和放化纯度,.,四、放射性标记化合物的制备方法,化学合成法（chemicalsynthesismethod）1.逐步合成法：是用最简单的含放射性核素的化合物按预定的合成路线一步一步合成复杂的有机化合物。优点：标记合成可预先设计；反应易于控制，有较好的重现性；产品的比活度、放化纯度较高。,.,四、放射性标记化合物的制备方法,化学合成法（chemicalsynthesismethod）1.逐步合成法缺点：制备复杂放射性标记物时，步骤多，流程长，副反应多，纯化困难。应用：*C标记有机化合物的制备（11C，14C）,例2、,十六烷酸（棕榈酸），用于心肌脂肪酸代谢的示踪剂,例1、,N11CMethylspiperone(螺旋哌啶酮)，可与D2多巴胺受体结合，作为D2受体显像（神精分裂、帕金森症等）,.,四、放射性标记化合物的制备方法,化学合成法（chemicalsynthesismethod）2.加成法利用具有双键或三键的不饱和有机化合物作前体，将放射性核素或其简单化合物通过加成反应结合到前体上，达到标记目的的。应用：氚标记；卤族放射性核素的标记,.,例：18F-FDG的制备,.,四、放射性标记化合物的制备方法,化学合成法（chemicalsynthesismethod）3.取代法是指有机化合物分子中的原子或原子团被放射性核素或其原子团所置换而达到标记目的的应用：氚标记；放射性碘的标记,例：125I人工纤维蛋白原的标记（检测血栓和肿瘤）,.,四、放射性标记化合物的制备方法,化学合成法（chemicalsynthesismethod）4.间接标记法先标记后偶联把放射性核素先标记在某种易与欲标记物反应的试剂上，然后再与欲标记物偶联应用：无酪氨酸、组氨酸或色氨酸残基暴露的多肽、蛋白类化合物的标记,例：多肽类化合物的碘标记（Bolton-Hunter碘标记法）,.,四、放射性标记化合物的制备方法,化学合成法（chemicalsynthesismethod）4.间接标记法先偶联后标记先把某种双功能螯合剂结合到欲标记分子上，再将放射性核素标记到此螯合剂上，由此形成稳定的放射性标记复合物。应用：常用于多肽、蛋白类物质的金属放射性核素标记,.,例：111In标记单克隆抗体（McAb）,.,四、放射性标记化合物的制备方法,生物合成法（biosynthesismethod）是利用动物、植物、微生物是的生理代谢过程或酶的生物活性，将简单的放射性物质在体内或体外引入化合物中而制得所需标记物的。应用：合成具有生物活性的放射性核素标记的激素、蛋白质、糖等化合物,.,四、放射性标记化合物的制备方法,生物合成法（biosynthesismethod）全生物合成例如：11C-葡萄糖的制备用光饥饿的叶子，放在光合室中，抽真空后，通入11CO2，用强光照射数分钟，通过自动分离装置得到11C-葡萄糖。时间30min,产率50，可用于临床。,.,四、放射性标记化合物的制备方法,生物合成法（biosynthesismethod）2.酶促合成法例如：LPO（乳过氧化物酶）法碘标记蛋白,.,四、放射性标记化合物的制备方法,同位素交换法（isotopeexchangemethod）利用同一元素的放射性同位素与稳定同位素在两种不同化学状态之间发生交换反应制备标记化合物.X,X*:分别为同一元素的稳定同位素和放射性同位素AX:为欲标记化合物BX*:为放射性同位素的简单化合物,.,四、放射性标记化合物的制备方法,同位素交换法（isotopeexchangemethod）1.气相曝射交换法（gas-exposureexchangemethod）氚标记的常用方法，基本原理是将欲标记物在高比活度的氚气中曝射，借助于氚衰变的辐射能量诱导氚氢发生交换反应，从而得到氚标记物交换反应可能有如下几种情况反冲氢原子与欲标记物分子之间的反应,.,四、放射性标记化合物的制备方法,1.气相曝射交换法（gas-exposureexchangemethod）交换反应可能有如下几种情况2.被激活的或游离的氚原子与欲标记物分子之间的反应3.被氚辐射激活或离子化的欲标记物分子与氚之间的反应,.,四、放射性标记化合物的制备方法,同位素交换法（isotopeexchangemethod）2.液相催化交换法（liguid-catalyticexchangemethod）例如：邻碘马尿酸的标记,.,四、放射性标记化合物的制备方法,金属络合法（metalcomplexingmethod）采用金属放射性核素形成络合物的方法进行标记。常用此法的金属放射性核素：99mTc,67/68Ga,111In,188/186Re,153Sm等,.,四、放射性标记化合物的制备方法,金属络合法（metalcomplexingmethod）以99mTc为例（1）特点标记反应对试剂浓度、pH值、反应温度等条件敏感。中心核及价态，配位形式可随反应条件的不同而不同例如DMSA（二巯基丁二钠）与99mTc的标记反应pH=23,生成99mTc(III)-DMSA,肾显像剂pH=8,生成99mTc(V)-DMSA，肿瘤显像剂,.,四、放射性标记化合物的制备方法,金属络合法（metalcomplexingmethod）以99mTc为例（2）直接标记例如：,.,四、放射性标记化合物的制备方法,金属络合法（metalcomplexingmethod）以99mTc为例（2）配体交换例如：,.,四、放射性标记化合物的制备方法,金属络合法（metalcomplexingmethod）以99mTc为例配体交换与锝与配位原子的配位能力有关，对于四齿