同位素標(biāo)記第四章

1、放射性藥物化學(xué),第四章 醫(yī)用放射性標(biāo)記化合物,【目的】,學(xué)習(xí)并掌握有關(guān)標(biāo)記化合物的若干基本概念掌握標(biāo)記化合物的命名、分類、特點(diǎn)及制備要求了解并掌握幾種放射性標(biāo)記化合物的制備方法,一、基本概念,標(biāo)記（labell）;標(biāo)記化合物（labelled compound） 是指化合物中某一個(gè)或多個(gè)原子或其化學(xué)基團(tuán)，被其易辨認(rèn)的同位素或其它易辨認(rèn)的核素，或其基團(tuán)所取代而得到的產(chǎn)物。這中取代過程就稱為標(biāo)記。,一、基本概念,2

2、. 同位素標(biāo)記（isotopic labelling）;非同位素標(biāo)記（non-isotopic labelling） 化合物中的原子被其同位素的原子所取代的標(biāo)記稱為同位素標(biāo)記。 用組成化合物以外的原子進(jìn)行標(biāo)記，稱為非同位素標(biāo)記。,一、基本概念,2. 同位素標(biāo)記（isotopic labelling）;非同位素標(biāo)記（non-isotopic labelling） 同位素標(biāo)記，由于取代后化

3、合物在物理、化學(xué)和生物性質(zhì)上不會引起顯著差異，因此稱為理想標(biāo)記；而非同位素標(biāo)記所引起的變化比同位素標(biāo)記大，因此又稱為非理想標(biāo)記。,一、基本概念,3. 定位標(biāo)記（specific labelling）與名義定位標(biāo)記（nominal labelling） 定位標(biāo)記是指標(biāo)記原子處于標(biāo)記化合物的指定位置，常用符號“S”表示。 名義定位標(biāo)記又稱為準(zhǔn)定位標(biāo)記，它是指在標(biāo)記過程中，從標(biāo)記方法預(yù)測，標(biāo)記原子應(yīng)該在某

4、特定位置上，而實(shí)際標(biāo)記結(jié)果未作鑒定，或鑒定結(jié)果在特定位置上的標(biāo)記原子不能肯定大于95％，常用符號“n”表示。,一、基本概念,S-I*-6-碘代膽固醇（IC）S-[6-I*]IC定位標(biāo)記,n – [3-I*] – IBZMD2 受體顯像劑名義定位標(biāo)記,一、基本概念,4. 全標(biāo)記（general labelling）與均勻標(biāo)記（uniform labelling） 全標(biāo)記指標(biāo)記分子中所有穩(wěn)定位置上的氫都可能被標(biāo)

5、記原子所取代，但程度不同，全標(biāo)記常用符號“G”表示，如[G-T]膽固醇。 均勻標(biāo)記是指標(biāo)記原子從統(tǒng)計(jì)學(xué)看，均勻地分布在標(biāo)記化合物的分子中，用符號“U”表示，例如14C標(biāo)記的二氧化碳通過植物光合作用得到的標(biāo)記葡萄糖：[U-14C]葡萄糖。,二、標(biāo)記化合物的命名、分類,1.命名無機(jī)化合物：通常只要在化合物名稱前或分子式中直接注明標(biāo)記核素即可例如：131I-NaI; Na131I 99mTc-NaTcO

6、4; Na99mTcO4有機(jī)標(biāo)記化合物：前置方括號命名例如：[1-14C]- CH3COOH,二、標(biāo)記化合物的命名、分類,1.命名標(biāo)記配合物99mTc-MIBI(甲氧異腈 )，[99mTc(MIBI)6]+111In-McAb,二、標(biāo)記化合物的命名、分類,2.分類根據(jù)化合物性質(zhì)，可分為：無機(jī)標(biāo)記化合物有機(jī)標(biāo)記化合物生物標(biāo)記物根據(jù)同位素，可分為：同位素標(biāo)記化合物非同位素標(biāo)記化合物,二、標(biāo)記化合物的命名、分類,2.分

7、類根據(jù)狀態(tài)，可分為：液體標(biāo)記物，例如：131I-NaI溶液膠體標(biāo)記物，例如：198Au－膠體固體標(biāo)記物，例如：90Y－微球,三、標(biāo)記化合物的特點(diǎn)與制備要求,1.特點(diǎn)放射性不穩(wěn)定性自輻射分解放射性核素脫落定位標(biāo)記的原子發(fā)生位移（氚標(biāo)記）,三、標(biāo)記化合物的特點(diǎn)與制備要求,2. 制備要求標(biāo)記率盡量高操作過程采用微量，超微量技術(shù)得到高比活度，避免引入不必要的載體防護(hù)需要正式標(biāo)記前做冷試驗(yàn)；在標(biāo)記最后階段引入放射性核素

8、提高標(biāo)記物的穩(wěn)定性和放化純度,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,化學(xué)合成法（chemical synthesis method）1.逐步合成法：是用最簡單的含放射性核素的化合物按預(yù)定的合成路線一步一步合成復(fù)雜的有機(jī)化合物。優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)記合成可預(yù)先設(shè)計(jì)；反應(yīng)易于控制，有較好的重現(xiàn)性；產(chǎn)品的比活度、放化純度較高。,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,化學(xué)合成法（chemical synthesis method）1.逐步合成法缺點(diǎn)：制備復(fù)雜

9、放射性標(biāo)記物時(shí)，步驟多，流程長，副反應(yīng)多，純化困難。應(yīng)用：*C標(biāo)記有機(jī)化合物的制備（11C，14C）,例2、,十六烷酸（棕櫚酸），用于心肌脂肪酸代謝的示蹤劑,例1、,N – 11C – Methylspiperone(螺旋哌啶酮)，可與D2多巴胺受體結(jié)合，作為D2受體顯像（神精分裂、帕金森癥等）,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,化學(xué)合成法（chemical synthesis method）2.加成法利用具有雙鍵或三鍵的不飽和有機(jī)

10、化合物作前體，將放射性核素或其簡單化合物通過加成反應(yīng)結(jié)合到前體上，達(dá)到標(biāo)記目的的。應(yīng)用：氚標(biāo)記；鹵族放射性核素的標(biāo)記,例：18F-FDG的制備,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,化學(xué)合成法（chemical synthesis method）3.取代法是指有機(jī)化合物分子中的原子或原子團(tuán)被放射性核素或其原子團(tuán)所置換而達(dá)到標(biāo)記目的的應(yīng)用：氚標(biāo)記；放射性碘的標(biāo)記,例：125I－人工纖維蛋白原的標(biāo)記（檢測血栓和腫瘤）,四、放射性標(biāo)記化合物

11、的制備方法,化學(xué)合成法（chemical synthesis method）4.間接標(biāo)記法先標(biāo)記后偶聯(lián)把放射性核素先標(biāo)記在某種易與欲標(biāo)記物反應(yīng)的試劑上，然后再與欲標(biāo)記物偶聯(lián)應(yīng)用：無酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基暴露的多肽、蛋白類化合物的標(biāo)記,例：多肽類化合物的碘標(biāo)記（Bolton-Hunter 碘標(biāo)記法）,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,化學(xué)合成法（chemical synthesis method）4.間接標(biāo)記法先偶聯(lián)后標(biāo)記

12、先把某種雙功能螯合劑結(jié)合到欲標(biāo)記分子上，再將放射性核素標(biāo)記到此螯合劑上，由此形成穩(wěn)定的放射性標(biāo)記復(fù)合物。應(yīng)用：常用于多肽、蛋白類物質(zhì)的金屬放射性核素標(biāo)記,例：111In標(biāo)記單克隆抗體（McAb）,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,生物合成法（ biosynthesis method）是利用動(dòng)物、植物、微生物是的生理代謝過程或酶的生物活性，將簡單的放射性物質(zhì)在體內(nèi)或體外引入化合物中而制得所需標(biāo)記物的。應(yīng)用：合成具有生物活性的放射性核素

13、標(biāo)記的激素、蛋白質(zhì)、糖等化合物,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,生物合成法（ biosynthesis method）全生物合成例如：11C-葡萄糖的制備 用光饑餓的葉子，放在光合室中，抽真空后，通入11CO2，用強(qiáng)光照射數(shù)分鐘，通過自動(dòng)分離裝置得到11C-葡萄糖。時(shí)間30min,產(chǎn)率50％，可用于臨床。,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,生物合成法（ biosynthesis method）2. 酶促合成法例如：LPO

14、（乳過氧化物酶）法碘標(biāo)記蛋白,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,同位素交換法（isotope exchange method） 利用同一元素的放射性同位素與穩(wěn)定同位素在兩種不同化學(xué)狀態(tài)之間發(fā)生交換反應(yīng)制備標(biāo)記化合物.X,X*: 分別為同一元素的穩(wěn)定同位素和放射性同位素AX:為欲標(biāo)記化合物BX*: 為放射性同位素的簡單化合物,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,同位素交換法（isotope exchange metho

15、d） 1.氣相曝射交換法（gas-exposure exchange method）氚標(biāo)記的常用方法，基本原理是將欲標(biāo)記物在高比活度的氚氣中曝射，借助于氚衰變的輻射能量誘導(dǎo)氚－氫發(fā)生交換反應(yīng)，從而得到氚標(biāo)記物交換反應(yīng)可能有如下幾種情況反沖氫原子與欲標(biāo)記物分子之間的反應(yīng),四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,1.氣相曝射交換法（gas-exposure exchange method）交換反應(yīng)可能有如下幾種情況2.被激活的或游離

16、的氚原子與欲標(biāo)記物分子之間的反應(yīng)3.被氚輻射激活或離子化的欲標(biāo)記物分子與氚之間的反應(yīng),四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,同位素交換法（isotope exchange method） 2.液相催化交換法（liguid-catalytic exchange method） 例如：鄰碘馬尿酸的標(biāo)記,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,金屬絡(luò)合法（ metal complexing method） 采用金屬放射性核素形成絡(luò)合

17、物的方法進(jìn)行標(biāo)記。 常用此法的金屬放射性核素： 99mTc, 67/68Ga, 111In, 188/186Re, 153Sm等,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,金屬絡(luò)合法（ metal complexing method） 以99mTc為例（1）特點(diǎn)標(biāo)記反應(yīng)對試劑濃度、pH值、反應(yīng)溫度等條件敏感。中心核及價(jià)態(tài)，配位形式可隨反應(yīng)條件的不同而不同例如DMSA（二巰基丁二鈉）與99mTc的標(biāo)記反應(yīng)pH=2~

18、3,生成99mTc(III)-DMSA, 腎顯像劑pH=8,生成99mTc(V)-DMSA，腫瘤顯像劑,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,金屬絡(luò)合法（ metal complexing method） 以99mTc為例（2）直接標(biāo)記例如：,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,金屬絡(luò)合法（ metal complexing method） 以99mTc為例（2）配體交換例如：,四、放射性標(biāo)記化合物的制備方法,金

19、屬絡(luò)合法（ metal complexing method） 以99mTc為例 配體交換與锝與配位原子的配位能力有關(guān)，對于四齒配體，原子與锝的配位能力： S4> S2N2 > N2O2 > O4,五、放射性標(biāo)記化合物的純化方法,萃取色譜法共沉淀法電泳法蒸餾法（同第二章）,六 放射性標(biāo)記化合物的質(zhì)量鑒定,質(zhì)量鑒定包括：物理鑒定，外觀、性狀，放射性活度和比活度，放射性純度和顆粒度。