核医学放射性核素标记化合物学习教案

1、会计学1核医学核医学 放射性核素标记放射性核素标记(bioj)化合物化合物第一页，共104页。2示踪技术(jsh) 观察野生动物大熊猫的生活观察野生动物大熊猫的生活(shnghu)习性习性无线电发射器无线电发射器 示踪物示踪物 放射性核素放射性核素酶酶荧光荧光(ynggung)素素 第1页/共103页第二页，共104页。319231923年首次通过年首次通过(tnggu)(tnggu)测定放射性铅的射线来测定放射性铅的射线来观察其在动、植物体内的分布；观察其在动、植物体内的分布；19521952年年 Hershey 32P Hershey 32P、35S DNA35S DNA是遗传物质；是遗传

2、物质；19591959年年 Berson Berson、Yalow RIAYalow RIA；19581958年年 Meselson Meselson、Stahl DNAStahl DNA半保留复制；半保留复制；1977 1977 年，年，Frederick Sanger Frederick Sanger 等采用放射性标记技术等采用放射性标记技术和和ARGARG，成功地进行了，成功地进行了DNA DNA 序列测定。序列测定。示踪实验示踪实验(shyn)之父之父32P32P、131I131I、14C14C、3H3H先后先后(xinhu)(xinhu)被用于医学实验研究被用于医学实验研究RNA-D

3、NARNA-DNA逆转录、遗传的三联密码、细胞周期、微量物质测量逆转录、遗传的三联密码、细胞周期、微量物质测量等均离不开示踪技术。等均离不开示踪技术。第2页/共103页第三页，共104页。4如何用噬菌体感染如何用噬菌体感染(gnrn)(gnrn)实验实验证明证明DNA DNA 是遗传信息的载体？是遗传信息的载体？Introduction第3页/共103页第四页，共104页。5如何用噬菌体感染如何用噬菌体感染(gnrn)(gnrn)实验证明实验证明DNA DNA 是遗传信息的是遗传信息的载体？载体？第4页/共103页第五页，共104页。6如何如何(rh)(rh)用噬菌体感染实验证明用噬菌体感染实

4、验证明DNA DNA 是遗传信息的载体？是遗传信息的载体？35S32P35S32P子代子代(zdi)分离蛋白质外壳及分离蛋白质外壳及DNADNA内核内核(ni (ni h)h)，并测量放射，并测量放射性性蛋白质外壳无蛋白质外壳无放射性，放射性，DNADNA上有放射性！上有放射性！DNADNA是遗传物质！是遗传物质！第5页/共103页第六页，共104页。7为什么要用放射性核素作为为什么要用放射性核素作为(zuwi)示踪剂？示踪剂？ 一般非放射性物质进入一般非放射性物质进入(jnr)机体后无法区别哪些是外来的？机体后无法区别哪些是外来的？哪些是原有的物质？哪些是原有的物质？ 有些物质进入有些物质进

5、入(jnr)机体后发生代谢转化、分解，无法再找到机体后发生代谢转化、分解，无法再找到它的踪迹。它的踪迹。 Tracer第6页/共103页第七页，共104页。8核医学应用核医学应用 第7页/共103页第八页，共104页。9PET and SPECT: Advanced Imaging SystemsPositron Emission TomographySingle-Photon Emission Computed TomographyA PET scan can be an effective tool to diagnose Parkinsons disease第8页/共103页第九页，共1

6、04页。Radiopharmaceutical Radiotherapy Principle第9页/共103页第十页，共104页。11放射性核素标记化合物：它是指在化放射性核素标记化合物：它是指在化合物分子中引入可起示踪作用合物分子中引入可起示踪作用(zuyng)的放射性核素，并保持原的放射性核素，并保持原有化合物的理化和生物学性质不变的有化合物的理化和生物学性质不变的一类化合物。一类化合物。 第10页/共103页第十一页，共104页。第11页/共103页第十二页，共104页。13第12页/共103页第十三页，共104页。14一、几个一、几个(j )重要参数重要参数1. 1.放射性浓度：它是指

7、单位体积的溶液中含有的放放射性浓度：它是指单位体积的溶液中含有的放射射 性活度。以性活度。以Bq/LBq/L或或Bq/mlBq/ml等表示。等表示。2. 2.放射化学纯度：指所指定的放射性标记化合物的放射化学纯度：指所指定的放射性标记化合物的放放 射性活度占该样品的总放射性活度的百分比。要射性活度占该样品的总放射性活度的百分比。要求求 放化纯度要达到放化纯度要达到95%95%以上以上 放化纯度放化纯度(%)=(%)=(标记物的放射性活度标记物的放射性活度)/()/(样品总的放样品总的放射性活度射性活度) ) 100%100%放射性示踪实验是以测量放射性的踪迹来显示该物放射性示踪实验是以测量放射

8、性的踪迹来显示该物质的行踪的，如果示踪剂中含有放射数杂质，质的行踪的，如果示踪剂中含有放射数杂质，就会使实验结果紊乱，甚至失败。就会使实验结果紊乱，甚至失败。放射性杂质不仅可以从原料及制备过程放射性杂质不仅可以从原料及制备过程(guchng)(guchng)中引入，而且也会随着标记物贮存时间的延长中引入，而且也会随着标记物贮存时间的延长而逐渐产生。因此不仅制备标记化合物时得要而逐渐产生。因此不仅制备标记化合物时得要进行纯化分离，而且在贮存过程进行纯化分离，而且在贮存过程(guchng)(guchng)中仍中仍要密切监测它的放射化学纯度，特别是高比活要密切监测它的放射化学纯度，特别是高比活度的氚

9、标记化合物。度的氚标记化合物。 第13页/共103页第十四页，共104页。15单位质量单位质量(zhling)（摩尔、容积）物质所含放射性的多少，后者常称为放射性浓度。（摩尔、容积）物质所含放射性的多少，后者常称为放射性浓度。 单位：单位：MBq/mg、GBq/mg、TBq/g或或MBq/mmol、GBq/mmol、MBq/ml。第14页/共103页第十五页，共104页。16A=第15页/共103页第十六页，共104页。174. 4.化学化学(huxu)(huxu)纯度纯度: :指某一化学指某一化学(huxu)(huxu)形式存在的物形式存在的物质量在该样品的总重量中所占的百分比。质量在该样品

10、的总重量中所占的百分比。5. 5.放射性核素纯度：是指特定的放射性核素的放射性放射性核素纯度：是指特定的放射性核素的放射性活度占总放射性活度的百分数，表示为：活度占总放射性活度的百分数，表示为：放射性核素纯度放射性核素纯度(%) = (%) = (特定的放射性核素的活度特定的放射性核素的活度)/()/(样样品的总放射性活度品的总放射性活度) ) 100%100% 一般要求放射性核素纯度要达到一般要求放射性核素纯度要达到99%99%以上。以上。第16页/共103页第十七页，共104页。186. 6. 标记位置标记位置(wi zhi)(wi zhi)及命名及命名: :标记化合物命名，通常先指出标记

11、部位再指出标记标记化合物命名，通常先指出标记部位再指出标记核素，最后列出化合物名称，三部分中以二短横线核素，最后列出化合物名称，三部分中以二短横线相联，如：相联，如：1-14C-1-14C-醋酸。醋酸。第17页/共103页第十八页，共104页。19二、同位素标记二、同位素标记(bioj)与非同位素标记与非同位素标记(bioj)同位素标记：指化合物中的某一稳定核素被其放射性同位素标记：指化合物中的某一稳定核素被其放射性同位素置换的方法。如用同位素置换的方法。如用3H3H取代化合物分子中的取代化合物分子中的1H1H。非同位素标记：采用并非原化合物所含元素的放射性非同位素标记：采用并非原化合物所含元

12、素的放射性核素核素( (一般选用一般选用(xunyng)(xunyng)性质比较接近的放射性核素性质比较接近的放射性核素) )进行标记的方法。如蛋白质用进行标记的方法。如蛋白质用131I131I或或125I125I标记，所得标记，所得标记物与原来化合物不完全相同。标记物与原来化合物不完全相同。第18页/共103页第十九页，共104页。20第19页/共103页第二十页，共104页。21三、定位三、定位(dngwi)标记与非定位标记与非定位(dngwi)标记标记定位标记：指标记原子标记在化合物的指定位置上，以符定位标记：指标记原子标记在化合物的指定位置上，以符号号“S”“S”表示。例如表示。例如1

13、(S)-14C-1(S)-14C-醋酸、醋酸、2(S)-14C-2(S)-14C-醋酸，前者醋酸，前者表示表示14C14C标记在醋酸羧基标记在醋酸羧基(su j)(su j)碳上，即碳上，即CH3-14COOHCH3-14COOH，后，后者则标记在甲基碳上，即者则标记在甲基碳上，即14CH3-COOH14CH3-COOH，两者所能示踪的基，两者所能示踪的基团不同，制备二者的合成路线也完全不同。团不同，制备二者的合成路线也完全不同。第20页/共103页第二十一页，共104页。22三、定位三、定位(dngwi)标记与非定位标记与非定位(dngwi)标记标记非定位标记：标记原子的结合部位无法确定。分

14、为非定位标记：标记原子的结合部位无法确定。分为(fn wi)(fn wi)均匀标记和全标记。均匀标记和全标记。均匀标记：指放射性原子均匀地分布于分子中，以均匀标记：指放射性原子均匀地分布于分子中，以“U”“U”表示。如用表示。如用14CO214CO2通过植物光合作用制得的通过植物光合作用制得的14C-14C-葡萄糖其中分子六个碳原子从统计学上看被均葡萄糖其中分子六个碳原子从统计学上看被均匀标记上匀标记上14C14C，故可写成，故可写成14C-14C-葡萄糖葡萄糖(U)(U)或或u-14C-u-14C-葡葡萄糖。萄糖。全标记：是指放射性核素的原子随机地无严格定位全标记：是指放射性核素的原子随机地

15、无严格定位地分布于被标记化合物分子结构上，以地分布于被标记化合物分子结构上，以“G”“G”表示。表示。如如G-3H-G-3H-胆固醇，标记分子中的所有氢原子都可被取胆固醇，标记分子中的所有氢原子都可被取代，但机率各不相同。代，但机率各不相同。非定位标记化合物不能用于观察分子上特定基团或非定位标记化合物不能用于观察分子上特定基团或原子的去向，而只是代表整个分子的代谢、分布等原子的去向，而只是代表整个分子的代谢、分布等状况。非定位标记可以得到较高的比活度因为在状况。非定位标记可以得到较高的比活度因为在一个分子中，可能存在几个标记原子，且制备方法一个分子中，可能存在几个标记原子，且制备方法的选用面也

16、较宽的选用面也较宽准定位(dngwi)标记第21页/共103页第二十二页，共104页。23第22页/共103页第二十三页，共104页。24四、双标记四、双标记(bioj)与多标记与多标记(bioj)双标记：在化合物分子的不同部位，引入两种不同的放射性核素原双标记：在化合物分子的不同部位，引入两种不同的放射性核素原子子( (如如3H3H和和14C)14C)或引入一种元素的两种同位素原子。双标使得人们可或引入一种元素的两种同位素原子。双标使得人们可以在同一以在同一(tngy)(tngy)机体或离体组织中同时观察两个指标。机体或离体组织中同时观察两个指标。它们在示踪应用时，可在同一机体或离体组织中同

17、时观察两个指标，不仅减少工作量，还可排除和减少由于个体差异所引起的实验误差在研究化合物的不同代谢物在代谢中的相互关系、动力学过程以及(yj)生物反应机制等问题中，双(多）标记示踪剂能解决一般示踪实验不易解决的问题。 第23页/共103页第二十四页，共104页。五、标记五、标记(bioj)化合物的不稳定性化合物的不稳定性第24页/共103页第二十五页，共104页。26第25页/共103页第二十六页，共104页。27一、放射性核素的选择一、放射性核素的选择(xunz)不改变原有化合物的理化不改变原有化合物的理化(lhu)(lhu)和生物学性质；和生物学性质；结合牢固、稳定性好；结合牢固、稳定性好；

18、有合适的半衰期；有合适的半衰期；射线容易测量；射线容易测量；其它：是否容易标记、价格是否可以接受、射线是否容易防护。其它：是否容易标记、价格是否可以接受、射线是否容易防护。第26页/共103页第二十七页，共104页。28二、放射性核素的来源二、放射性核素的来源(liyun)在发现在发现(fxin)(fxin)人工核反应前，放射性核素都是从天然放射性铀钍矿物人工核反应前，放射性核素都是从天然放射性铀钍矿物中分离提取，由于品种不多，且特性不适于医用，故应用有限。自从中分离提取，由于品种不多，且特性不适于医用，故应用有限。自从发现发现(fxin)(fxin)人工核反应及加速器和反应堆问世以后，人们才

19、有可能生人工核反应及加速器和反应堆问世以后，人们才有可能生产许多品种的放射性核素。产许多品种的放射性核素。目前，医用放射性核素主要通过人工核反应，从反应堆和加速器中生目前，医用放射性核素主要通过人工核反应，从反应堆和加速器中生产。据统计，全世界所生产的放射性核素中，约有产。据统计，全世界所生产的放射性核素中，约有8080一一9090用于医用于医学。学。不论用反应堆还是加速器所生产的放射性核素，都必须经过必要的分不论用反应堆还是加速器所生产的放射性核素，都必须经过必要的分离、纯化等放射化学处理，经鉴定放射核纯度合格，并测定比活度后离、纯化等放射化学处理，经鉴定放射核纯度合格，并测定比活度后，才能

20、供使用。，才能供使用。第27页/共103页第二十八页，共104页。29二、放射性核素的来源二、放射性核素的来源(liyun)(一一)反应堆生产放射性核素反应堆生产放射性核素1.利用中子引起的核反应：用中子轰击稳定性核素是获取人工放射性核素利用中子引起的核反应：用中子轰击稳定性核素是获取人工放射性核素的来源之一。能量较低的中子，核反应后，俘获中子而放出的来源之一。能量较低的中子，核反应后，俘获中子而放出光子，如光子，如(n、)反应；能量较高的中子，核反应后，释放带电粒子如质子或反应；能量较高的中子，核反应后，释放带电粒子如质子或粒子等。粒子等。 23Na+10n(低低)24Na+ 或或 23Na

21、(n.) 24Na 6Li+10n(高高)3H+4He 或或 6Li(n、) 3H2.核裂变产物燃料废料中分离核裂变产物燃料废料中分离(fnl)提取：核反应堆中所用核燃料提取：核反应堆中所用核燃料235U或或239po，在其裂变过程中可产生许多放射性核素，供医用的有：，在其裂变过程中可产生许多放射性核素，供医用的有：99Mo、131I、132I、133Xe和和137Cs等。等。第28页/共103页第二十九页，共104页。30二、放射性核素的来源二、放射性核素的来源(liyun)(二二)加速器生产加速器生产 利用加速器将质子或氘核等粒子加速后，用其轰击稳定性利用加速器将质子或氘核等粒子加速后，用

22、其轰击稳定性核素而得到放射性核素。核素而得到放射性核素。这类放射性核素的衰变方式多为正电子发射或电子俘获。生产这类放射性核素的衰变方式多为正电子发射或电子俘获。生产医用放射性核素的加速器主要是回旋加速器。生产的医用放射性核素的加速器主要是回旋加速器。生产的11C、15O和和13N等放射性核素的等放射性核素的T1/2相当短，用处相当短，用处(yng chu)极大。极大。第29页/共103页第三十页，共104页。31三、制备放射性标记化合物要考虑三、制备放射性标记化合物要考虑(kol)的因素的因素放射性核素的获取及其价格：起始原料通常是由反应堆生产的放射性核素的获取及其价格：起始原料通常是由反应堆

23、生产的无机物无机物标记物的稳定性：做示踪剂的化合物稳定；标记原子所在的位标记物的稳定性：做示踪剂的化合物稳定；标记原子所在的位置也要牢固置也要牢固微量操作技术微量操作技术(jsh)(jsh)：一般在毫克或微克级水平：一般在毫克或微克级水平进行冷试验：即用非放射线原料代替放射性原料的模拟实验进行冷试验：即用非放射线原料代替放射性原料的模拟实验第30页/共103页第三十一页，共104页。32四、放射性标记化合物制备的基本四、放射性标记化合物制备的基本(jbn)方法方法第31页/共103页第三十二页，共104页。33四、放射性标记四、放射性标记(bioj)化合物制备的基本方法化合物制备的基本方法1

24、1、同位素交换法、同位素交换法放射性核素与要标记放射性核素与要标记(bioj)(bioj)的化合物中同一元素的的化合物中同一元素的稳定同位素相互交换来制备放射性标记稳定同位素相互交换来制备放射性标记(bioj)(bioj)化合化合物的方法。物的方法。优点：方法简便，易于操作。适宜于稀有、结构复优点：方法简便，易于操作。适宜于稀有、结构复杂的有机化合物的标记杂的有机化合物的标记(bioj)(bioj)。缺点：无进行定位标记缺点：无进行定位标记(bioj)(bioj)，且有机化合物主链，且有机化合物主链上的原子无法标记上的原子无法标记(bioj)(bioj)，标记，标记(bioj)(bioj)物的

25、比放射物的比放射性低。性低。第32页/共103页第三十三页，共104页。34四、放射性标记化合物制备的基本四、放射性标记化合物制备的基本(jbn)方法方法1 1、同位素交换法、同位素交换法放射性核素与要标记的化合物中同一元素的稳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来制备放射性标记化合物的定同位素相互交换来制备放射性标记化合物的方法。方法。如：制备如：制备G-3H-G-3H-河鱼河鱼(h y)(h y)屯毒素屯毒素可逆反应，反应速度的快慢与反应条件有关，可逆反应，反应速度的快慢与反应条件有关，常以交换半值期作为选择最适反应条件的指标常以交换半值期作为选择最适反应条件的指标。一

26、般反应。一般反应3-53-5个半值期即可。个半值期即可。交换半值期的物理意义：产物的浓度等于交换交换半值期的物理意义：产物的浓度等于交换反应达到平衡时产物浓度的反应达到平衡时产物浓度的1/21/2所需时间。所需时间。影响交换反应速率的因素：影响交换反应速率的因素：温度、酸度、压力，所用溶剂性质，反应的浓温度、酸度、压力，所用溶剂性质，反应的浓度及选用合适的催化剂等。度及选用合适的催化剂等。第33页/共103页第三十四页，共104页。第34页/共103页第三十五页，共104页。36四、放射性标记化合物制备四、放射性标记化合物制备(zhbi)的基本方法的基本方法2 2、化学合成法、化学合成法通过各

27、种化学反应，将放射性核素引入到待标通过各种化学反应，将放射性核素引入到待标记化合物特定位置上的标记方法。记化合物特定位置上的标记方法。优点：可以选择标记的核素、标记的位置（定优点：可以选择标记的核素、标记的位置（定位标记）、比放射性可以严格控制（比活度高位标记）、比放射性可以严格控制（比活度高），分离提纯容易），分离提纯容易(rngy)(rngy)（纯度高）。（纯度高）。缺点：步骤多、流程长、费时费力。缺点：步骤多、流程长、费时费力。第35页/共103页第三十六页，共104页。第36页/共103页第三十七页，共104页。第37页/共103页第三十八页，共104页。39四、放射性标记化合物制备的

28、基本四、放射性标记化合物制备的基本(jbn)方法方法3 3、生物合成法、生物合成法是利用生物是利用生物( (动植物或微生物动植物或微生物) )的生理代谢或的生理代谢或酶的生物活性，将简单的放射性物质在体内酶的生物活性，将简单的放射性物质在体内或体外转化成所需的放射性标记物。或体外转化成所需的放射性标记物。如如 14CO2 14CO2加入加入(jir)(jir)藻类细胞中藻类细胞中产生的蛋产生的蛋白，含有白，含有1616种标记的氨基酸。种标记的氨基酸。生物合成法又可分为生物合成法又可分为“全生物合成全生物合成”和和“酶酶促合成促合成”二类。前者常使用完整生物或某一二类。前者常使用完整生物或某一器

29、官的生理代谢进行生物合成标记，后者则器官的生理代谢进行生物合成标记，后者则利用生物组织中某种特定的酶，促进合成反利用生物组织中某种特定的酶，促进合成反应。以上二者，都是对某些放射性标记物，应。以上二者，都是对某些放射性标记物，特别是一些构造复杂、化学合成难以制备或特别是一些构造复杂、化学合成难以制备或目前尚不可能制备的有机化合物进行标记的目前尚不可能制备的有机化合物进行标记的有用手段有用手段第38页/共103页第三十九页，共104页。403 3、生物合成法、生物合成法优点：可完全保留标记物原有的生物活性和优点：可完全保留标记物原有的生物活性和旋光性，特别适合作生物示踪应用，可制备旋光性，特别适

30、合作生物示踪应用，可制备一些构造复杂、化学合成难以完成或目前尚一些构造复杂、化学合成难以完成或目前尚不可能制备的有机物，如某些蛋白质、多糖不可能制备的有机物，如某些蛋白质、多糖、核酸、激素、生物碱及苷类等。、核酸、激素、生物碱及苷类等。缺点：缺点：1 1）生成物复杂，后续分离纯化步骤比）生成物复杂，后续分离纯化步骤比较繁杂，放射性原料的利用率往往较低；较繁杂，放射性原料的利用率往往较低；2 2）除非所用原料的结构已接近生成物，否则很除非所用原料的结构已接近生成物，否则很难标记在某一特定位置上；难标记在某一特定位置上；3 3）标记率比较低）标记率比较低酶促合成是近年来很受注意的一种标记技术酶促合

31、成是近年来很受注意的一种标记技术，对制备一些生物活性物质的定位标记物有，对制备一些生物活性物质的定位标记物有一定发展前途，产品比活度也可较高，前提一定发展前途，产品比活度也可较高，前提(qint)(qint)是必须有特异性高的酶制剂和高比活是必须有特异性高的酶制剂和高比活度的底物。度的底物。 第39页/共103页第四十页，共104页。41四、放射性标记四、放射性标记(bioj)化合物制备的基本方法化合物制备的基本方法4 4、络合物、络合物/ /螯合物生成法螯合物生成法将放射性金属离子将放射性金属离子(lz)(lz)与特定的化合物进行络与特定的化合物进行络合和螯合反应，标记到化合物分子上的方法。

32、合和螯合反应，标记到化合物分子上的方法。优点：快速、定量、操作简易。临床上最常用优点：快速、定量、操作简易。临床上最常用的方法。的方法。缺点：对标记化合物的活性影响较大。缺点：对标记化合物的活性影响较大。 第40页/共103页第四十一页，共104页。42第41页/共103页第四十二页，共104页。i)氚标记化合物的制备(zhbi)放射性碘标记物的制备(zhbi)32P、33P和35S标记化合物的制备(zhbi)核酸和反义核苷酸的标记第42页/共103页第四十三页，共104页。44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：核素核素半衰期半衰期射线

33、射线生产核反应生产核反应天然丰度天然丰度1010C19.51 秒秒+ +1010B(p,n)1010C1111C20.34 分分+ +1111B(p,n)1111C1212C98.89%1313C1.108%1414C5730 年年- -1414N(n,p)1414C1515C2.40 秒秒- -1414C(d,p)1515C(1) 核素特点核素特点(tdin)：一、一、14C 标记标记(bioj)化合物的制备化合物的制备C处于化合物结构的骨架地位第43页/共103页第四十四页，共104页。45如以Ba14CO3为原料(yunlio)制备14C-丙氨酸：第44页/共103页第四十五页，共104

34、页。生物代谢活泼，繁殖迅速，容易迅速低将简单的放射线原料(例如14CO2)掺入到细胞内。如利用蛋白质含量较高的小球藻在14CO2的环境(hunjng)中进行光合作用，使14CO2掺入到细胞内，生成含有14C的蛋白质、核酸及多糖46第45页/共103页第四十六页，共104页。一步或几步反应，将标记前身物转化为所需要的标记产物。例如：47关键(gunjin)：有相应的前体和合适的酶第46页/共103页第四十七页，共104页。48二、氚二、氚(3H) 标记标记(bioj)化合物的制备化合物的制备(1) (1) 核素特点核素特点(tdin)(tdin)：第47页/共103页第四十八页，共104页。49

35、二、氚二、氚(3H) 标记标记(bioj)化合物的制备化合物的制备(2) (2) 制备：制备：同位素交换法、化学合成法、生物同位素交换法、化学合成法、生物(shngw)(shngw)合合成法成法氚气暴射交换(jiohun)溶液中的催化交换(jiohun)催化加氚法催化卤素置换法氚化金属还原法第48页/共103页第四十九页，共104页。503 3H H同位素交换法同位素交换法氚气暴射交换溶液(rngy)中的催化交换故不常用故不常用(chn yn)(chn yn)！：简单、方便。：易标记在不稳定位置上、化学键易断、反应时间较长、比活度低、纯化困难。第49页/共103页第五十页，共104页。51化学

36、合成法化学合成法催化(cu hu)加氚法催化(cu hu)卤素置换法氚化金属还原法第50页/共103页第五十一页，共104页。52化学合成法之催化化学合成法之催化(cu hu)(cu hu)加氚法加氚法将含有不饱和键的前体（烯烃(xtng)、炔烃、有机卤化物、腈及羧基化合物）溶解后在催化剂作用下和氚气反应数小时第51页/共103页第五十二页，共104页。53化学合成法之催化化学合成法之催化(cu hu)(cu hu)卤素置换法卤素置换法在催化条件下，氚很容易与溴、碘原子(yunz)发生置换反应（常加入少量有机胺类，中和反应产物卤化氚，有利于反应进行）第52页/共103页第五十三页，共104页。

37、54化学合成法之催化化学合成法之催化(cu hu)(cu hu)卤素置换法卤素置换法用氚化金属还原剂，如NaBT4、LiBT4、KBT4、LiAlT4等，它们(t men)可以选择性地将羧酸、酯、酮、醛和腈类化合物还原成相应的醇类或胺类而实现定位标记第53页/共103页第五十四页，共104页。55生物生物(shngw)(shngw)合成法合成法能定位标记，而且能定位标记，而且(r qi)(r qi)保留生物活性保留生物活性第54页/共103页第五十五页，共104页。56三、放射性碘标记三、放射性碘标记(bioj)化合物的制备化合物的制备第55页/共103页第五十六页，共104页。57125I

38、T1/260d标记标记(bioj)物储存应用一段时间、商品化物储存应用一段时间、商品化低能低能(dnng) 射线射线 ，无，无 粒子粒子辐射分解少，标记辐射分解少，标记(bioj)物稳定性好物稳定性好三、放射性碘标记化合物的制备三、放射性碘标记化合物的制备第56页/共103页第五十七页，共104页。58CONHCH2COOHICONHCH2COOH131I+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 胆固醇胆固醇第57页/共103页第五十八页，共104页。59( (二二) ) 蛋白质、多肽

39、蛋白质、多肽(du ti)(du ti)的碘标记技术的碘标记技术前提：前提：1 1）待标记物要有易被碘原子结合或取代的基团，对蛋白质和多肽而）待标记物要有易被碘原子结合或取代的基团，对蛋白质和多肽而言，最主要是酪氨酸，它易被碘化的部位是苯环上羟基的两个言，最主要是酪氨酸，它易被碘化的部位是苯环上羟基的两个(lin (lin )邻位。组氨酸和色氨酸残基也有一定活性。（箭头）邻位。组氨酸和色氨酸残基也有一定活性。（箭头）2 2）必须先把）必须先把125I-125I-氧化成氧化成125I2125I2第58页/共103页第五十九页，共104页。60Na125IHOCH2CHCOOHCH2CHCOOHH

40、O125I+125I2NH2NH2125I碘代酪氨酸碘代酪氨酸氧化剂氧化剂 Ch-T，H2O2标记标记(bioj)(bioj)原理：原理：( (二二) ) 蛋白质、多肽蛋白质、多肽(du ti)(du ti)的碘标记技术的碘标记技术第59页/共103页第六十页，共104页。61蛋白质、多肽的碘标记蛋白质、多肽的碘标记(bioj)(bioj)常用常用方法方法1、直接标记(bioj)法氯胺-T法乳过氧化物酶法固相氧化法2、间接标记(bioj)法第60页/共103页第六十一页，共104页。62第61页/共103页第六十二页，共104页。631. 氯胺氯胺T 法法SO2NCH3NaCl+2Na125I

41、+2H2OSO2NHCH3+125I2+NaCl2NaOH温和温和(wnh)氧化剂氧化剂第62页/共103页第六十三页，共104页。64反应反应(fnyng)液组成：液组成： Na125I 74MBq（10L） 蛋白质蛋白质 5g（10L） 缓缓 冲液（）冲液（） 30L 氯胺氯胺 T 100g（10L） 室温室温(sh wn)13min 加加Na2S2O5 200g（0.2mL)中止中止(zhngzh)反应反应用用SephadexG50柱层析柱层析分离纯化分离纯化 125I-蛋白质蛋白质第63页/共103页第六十四页，共104页。65第64页/共103页第六十五页，共104页。66氯胺-T是

42、较强的氧化剂，对一些生物活性不稳定(wndng)的物质，例如一些补体成分、某些激素、酶和受体都有一定的损伤第65页/共103页第六十六页，共104页。672. 乳过氧化物乳过氧化物(u yn hu w)酶法酶法乳过氧化物酶乳过氧化物酶 + H2O2 O2（新生氧）（新生氧）标记标记(bioj)原理：原理：Na125I125I2第66页/共103页第六十七页，共104页。68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 （10

43、L10L）室温室温7min 巯基乙醇（巯基乙醇（10mmol/L）mL(中止中止(zhngzh)反应反应) H2O2 200ngng （10L10L）室温室温(sh wn)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-蛋白质蛋白质第67页/共103页第六十八页，共104页。69注意事项：注意事项：1. 乳过氧化物酶使用乳过氧化物酶使用(shyng)前新鲜配制前新鲜配制2. H2O2保持保持(boch)低浓度：低浓度：3. 酶的浓度酶的浓度(nngd)，标记率，标记率酶的用

44、量酶的用量 95%)(95%)，在示踪过程中要稳，在示踪过程中要稳定定第79页/共103页第八十页，共104页。81标记率：指放射性核素被标记到待标记化合物上的量占放标记率：指放射性核素被标记到待标记化合物上的量占放射性总的投入量的百分比。射性总的投入量的百分比。标记率标记率(%)=(%)=标记物的放射性标记物的放射性/ /投入的总放射性投入的总放射性100%100%测定方法：最常用纸层析或薄层层析法，对于测定方法：最常用纸层析或薄层层析法，对于(duy)(duy)生物生物制剂有时也用柱层析或蛋白沉淀法。制剂有时也用柱层析或蛋白沉淀法。二、标记二、标记(bioj)率的测定率的测定第80页/共1

45、03页第八十一页，共104页。意义：某标记物的意义：某标记物的RfRf值在相同条件值在相同条件(tiojin)(tiojin)下稳定不变。下稳定不变。Rf = 待测组分到原点的距离待测组分到原点的距离I I 流动相前沿到原点距离流动相前沿到原点距离L L第81页/共103页第八十二页，共104页。83标记率测定(cdng)之分段测量法第82页/共103页第八十三页，共104页。84标记(bioj)率测定之放射线扫描法第83页/共103页第八十四页，共104页。第84页/共103页第八十五页，共104页。86第85页/共103页第八十六页，共104页。第86页/共103页第八十七页，共104页。

46、88常用方法：常用方法：1. 层析法层析法（1）纸层析）纸层析（2）薄板）薄板(bo bn)层析层析（3）柱层析（如凝胶过滤层析、离子交换层析）柱层析（如凝胶过滤层析、离子交换层析和亲和层析）和亲和层析）2. 透析法透析法3. 电泳法电泳法三、标记三、标记(bioj)物的分离纯化物的分离纯化第87页/共103页第八十八页，共104页。测测定定类类似，似，最最后，后，根根据据标标准准品品所所显显示示的的位位置，置，将将纯纯化化产产品品剪剪下下（纸）纸）或或刮刮出出（板）板），用用适适当当的的溶溶剂剂（水水或或乙乙醇醇等）等），将将标标记记物物浸浸泡泡提提取取出出来，来，并并进进行行鉴鉴定。定。特

47、特点：点：简简便、便、快快速速( (k ku u i i s s)，但但仅仅能能适适用用于于少少量量体体积积的的样样品品的的纯纯化。化。89第88页/共103页第八十九页，共104页。金金属属柱）柱）中，中，层层析析柱柱经经处处理理( (c ch h l l) )之之后，后，将将样样品品加加到到固固定定相相之之上，上，然然后后用用洗洗脱脱液液淋淋洗，洗，样样品品中中的的各各种种化化合合物，物，或或者者由由于于吸吸附、附、分分配配的的差差异，异，或或者者由由于于离离子子荷荷电电的的差差异，异，或或者者由由于于分分子子量量的的差差异异等等等，等，从从层层析析柱柱上上被被淋淋洗洗出出来来的的速速度度

48、有有所所不不同，同，各各组组分分的的洗洗出出也也有有先先后，后，从从而而达达到到分分离离的的目目的。的。90第89页/共103页第九十页，共104页。91第90页/共103页第九十一页，共104页。92第91页/共103页第九十二页，共104页。孔孔径径合合适适的的透透析析袋，袋，将将样样品品置置于于透透析析袋袋中，中，并并将将之之悬悬浮浮在在较较大大体体积积的的缓缓冲冲液液中，中，在在搅搅拌拌条条件件下，下，每每6 6h h更更换换一一次次透透析析液，液，经经过过2 24 4h h的的透透析析作作用用( (z zu u y y n ng)g)，较较小小分分子子的的放放射射线线杂杂质质基基本本

49、上上扩扩散散到到透透析析袋袋之之外，外，而而大大分分子子的的标标记记物物则则存存留留在在透透析析袋袋之之内。内。本本法法比比较较简简易，易，但但较较费费时。时。93第92页/共103页第九十三页，共104页。941 1、放射、放射(fngsh)(fngsh)化学纯度鉴定：包括放射化学纯度鉴定：包括放射(fngsh)(fngsh)性纸层性纸层析法、放射析法、放射(fngsh)(fngsh)性高效液相层析法、放射性高效液相层析法、放射(fngsh)(fngsh)性性凝胶电泳法等。凝胶电泳法等。2 2、放射、放射(fngsh)(fngsh)性浓度测定：取性浓度测定：取1ml1ml产品，测其放射产品，

50、测其放射(fngsh)(fngsh)性活度，即为放射性活度，即为放射(fngsh)(fngsh)性浓度，单位为性浓度，单位为Bq/mlBq/ml。3 3、放射、放射(fngsh)(fngsh)性比活度测定：采用直接测定法。性比活度测定：采用直接测定法。四、标记四、标记(bioj)物的鉴定物的鉴定第93页/共103页第九十四页，共104页。954. 4.生物活性及免疫活性测定：标记物制备过程中的各种因生物活性及免疫活性测定：标记物制备过程中的各种因素都可能导致生物活性、免疫活性的改变素都可能导致生物活性、免疫活性的改变(gibin)(gibin)，因此，因此，生物学活性、免疫活性测定是一个重要的

51、质量指标。，生物学活性、免疫活性测定是一个重要的质量指标。5. 5.其他：物理化学鉴定及化学纯度鉴定。其他：物理化学鉴定及化学纯度鉴定。四、标记四、标记(bioj)物的鉴定物的鉴定第94页/共103页第九十五页，共104页。96第五节第五节 放射性标记放射性标记(bioj)(bioj)化合物的化合物的辐射自分解辐射自分解第95页/共103页第九十六页，共104页。97辐射自分解辐射自分解(autoradiolysis)：由于标记化合物所含放射：由于标记化合物所含放射性核素电离辐射的作用，致使标记化合物本身或临近的性核素电离辐射的作用，致使标记化合物本身或临近的分 子 的 结 构 被 破 坏 ，

52、 从 而 丧 失 原 有 特 性 的 现 象分 子 的 结 构 被 破 坏 ， 从 而 丧 失 原 有 特 性 的 现 象(xinxing)。会产生放射化学杂质或化学杂质。如。会产生放射化学杂质或化学杂质。如3H-丙丙醇，由于辐射自分解，产生甲烷，乙醛，丙醛，异丙醇醇，由于辐射自分解，产生甲烷，乙醛，丙醛，异丙醇及丙烯醇等。及丙烯醇等。第96页/共103页第九十七页，共104页。981.初级内分解：指标记核素本身的衰变，引起带有初级内分解：指标记核素本身的衰变，引起带有该核素的标记物分子结构发生变化，如该核素的标记物分子结构发生变化，如:14C标记标记的化合物，当的化合物，当14C衰变成衰变成14N，原来，原来14C的位置必的位置必然发生键的断裂然发生键的断裂,从而导致从而导致(dozh)该分子的破坏，该分子的破坏，并且这种分解方式是放射性标记化合物固有的特性并且这种分解方式是放射性标记化合物固有的特性，目前还不能人为加以控制。，目前还不能人为加以控制。一、辐射一、辐射(fsh)自分解的方式自分解的方式第97页/共103页第九十八页，共104页。992、初级、初级(chj)外分解：标记核素所发出的射线直接外分解：标记核素所发出的射线直接作用于标记化合物本身