放射性核素的生产与标记化合物的合成
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用它们。 • ③ 合成中必须将放射性核素引入到化合物稳定或指定的位置上
去。 • ④ 合成步骤应尽量少，且尽可能晚的将放射性核素引入到反应
中去。 ⑤合成过程中避免引入不必要的载体，标记化合物应具有较高的 比活度。
放射性标记化合物的制备方法主要有三类：
• 化学合成法 • 生物合成法 • 同位素交换法
化学合成法
• 生产的放射性核素多为 缺中子的放射性核素
加速器所引起的 核反应反应式和衰变式举例如下：
188O11H 198F 01n
188O 97% EC3% Q
14 7
N
12H
185
O
01n
15 7
N
Q
加速器生产的缺中子放射性核素有其独特的优点： ①它们大多以发射正电子或电子俘获形式进行衰变，
•化学合成法是运用普通的化学反应原理，将放 射性核素引入到所需标记的化合物中。 •它的特点是：所合成的标记化合物多是定位标 记，且比活高，纯度好，但往往步骤多，制备出 的标记化合物常是D、L旋的标记化合物。 •目前它是制备标记化合物的最主要的方法。 • 后面以生物医学中常用的放射性核素14C、3H、 *I为例介绍它们的化学合成途径。
tm
1
ln 2
2 1
1
第二节：放射性标记化合物命名与制备
放射性标记化合物是指用放射性核素取代化合 物分子中的一个或几个原子（或基团），使之 能被识别并可用作示踪剂的化合物。
标记化合物的命名与书写
• 1、定位标记（用符号“S”来表示）
•
指标记核素局限于分子的指定位置上。如：腺嘌呤—8—T
（S），即表示氚原子是连接在腺嘌呤分子中的第8位碳原子上。
32 16
S
01n1352
P
11H
32 16
Βιβλιοθήκη Baidu
S
Q
6 3
Li
01n13
H
24He
1375Cl 01n1365S 11H
1375Cl Q
14 7
N
01n164
C
11H
3 2
He
Q
14 7
N
Q
２、加速器生产放射性核素
• 加速器是用人工的方法 产生高速带电粒子的设 备。
• 如高强度、高能量的质 子、氘核、3He、α粒子 可与各种靶核作用，电 子束轰击重金属靶产生 的韧致辐射等都能引起 核反应生产放射性核素。
（b)卤氚置换反应 在催化剂存在下，氚能与有机化合物中卤素发生置换反应，从而获得氚
标记化合物，其通式为：
((c) 催化金属还原反应 氚化锂铝或氚化硼钠等与有机化合物混合发生还原反应，从而制备一系
列有机氚标记化合物，其通式为：
（3）放射性碘标记的化学合成 例如：利用氯胺-T作为氧化剂的放射性碘标记化学合成。 主要包括两个步骤:氧化反应和碘代反应。 氧化反应： 碘代反应：
14C标记化合物的化学合成
氚标记化合物的化学合成 用化学合成法制备氚标记化合物是成熟的方法。选择适当 的前体化合物非常重要。
•(a) 催化加氚反应（通常用二氧六环或冰乙酸作为溶剂，钯-碳作为催化剂。 将一些含双键或三键的不饱和有机化合物溶在适当溶剂中，在催化作用
下，打开双键或三键进行加氚反应，其通式为：
已标记的I*-蛋白质和游离的I*一般用分子筛进行分离。
放射性磷标记的化学合成
O
C
H 甘油醛-3-磷酸脱氢酶
OH
H
C
CH2
P
磷酸
甘油醛-3-磷酸
O
O
C
*P
OH
H
C
C
OH
OH
H
C
CH2
P
1-3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸激酶
CH2
P
32P ATP 的制备
腺二磷ADP
NH2 N
N
P-P-CH2
放射性核素的生产与标记化合物的合成
第一节：放射性核素的生产 第二节：放射性标记化合物命名与制备 第三节 标记化合物的质量控制
第一节：放射性核素的生产
• １、反应堆生产放射性 核素
• 中子轰击 U-235铀核 裂变放出2-3个中子 放出的中子又会引起其 它铀核的裂变这样裂 变不断继续下去，规模 越来越大，这种反应叫 做链式反应。
由于电子俘获发射低能光子及正电子与物质作用的特点， 使得γ照相机、正电子照相机、PET等探测器对探针能够 进行准确定位、动态观察，并能获得高分辨率影象。
②它们大多数是发射射线单一，能量小，寿命短的 核素 ，这使得研究对象受辐射剂量小，易于防护及核废 物处理。
三、放射性核素发生器生产放射性核素
• 放射性核素发生器（母牛）是从较 长半衰期的母体中分离出短半衰期 子体核素的一种装置。
• 放射性母体 放射性子体 稳定 性核素。
• 99Mo（66h) 99mTc(6h) 99Tc。
• 经过一个子体半衰期，子体的放射 性增加到最大值的50%，经两个半 衰期，增长到75%，到5 个子体半 衰期的时间，子体又生长至与母体 平衡。此时子体核素的有效半衰期 等于母体核素的半衰期。
• 子体核素的放射性活度达到最大时 所需要的时间为
• 4、名义上的定位标记（用符号“N or n”来表示）
指未能确定放射性核素是否局限在分子中指定的位置上。
放射性标记化合物的制备
• 在进行放射性标记化合物合成方案设计时，要注意如下几个方面： • ① 尽量选择合适的放射性标记核素。它应具有合适的半衰期、
低能单一的射线、生物毒性小。 • ② 由于放射性核素价格昂贵，所以在制备过程中应考虑充分利
• 核反应堆是一种用人工 方法控制链式反应的装 置。
反应堆生产放射性核素是：中子轰击各种靶核靶核 俘获中子成为不稳定核释放出其它粒子（如γ、p、 α等）。 反应堆发生核反应类型主要有：(n,γ)反应、(n,p)反应、 (n,α)反应等。
反应堆生产的放射性核素又称为丰中子放射性核素。
利用(n,p)、(n, α)、(n,d)等核反应生产的放射性核 素，核反应式及核衰变式举例为：
在14C定位标记的分子中可省略书写符号“S”。
• 2、均匀标记（用符号“U”来表示）
• 指放射性核素以统计学的均匀分布在整个标记分子中。如：葡 萄糖—14C（U），即表示14C在六个碳原子上的分布，具有统计学 的均一性。
• 3、全标记（用符号“G”来表示）
指放射性核素普片地、不规则地分布在被标记分子中。如：胆固 醇—T（G），即表示胆固醇分子中所有的氢，都有可能被氚所取 代，但由于各个氢原子在分子中的结构位置不同，被氚取代的几 率也不同。
H H
NN O
H HH
OH H
NH2 N
N
γ-32P-腺三磷（ATP）
*P-P-P-CH2
去。 • ④ 合成步骤应尽量少，且尽可能晚的将放射性核素引入到反应
中去。 ⑤合成过程中避免引入不必要的载体，标记化合物应具有较高的 比活度。
放射性标记化合物的制备方法主要有三类：
• 化学合成法 • 生物合成法 • 同位素交换法
化学合成法
• 生产的放射性核素多为 缺中子的放射性核素
加速器所引起的 核反应反应式和衰变式举例如下：
188O11H 198F 01n
188O 97% EC3% Q
14 7
N
12H
185
O
01n
15 7
N
Q
加速器生产的缺中子放射性核素有其独特的优点： ①它们大多以发射正电子或电子俘获形式进行衰变，
•化学合成法是运用普通的化学反应原理，将放 射性核素引入到所需标记的化合物中。 •它的特点是：所合成的标记化合物多是定位标 记，且比活高，纯度好，但往往步骤多，制备出 的标记化合物常是D、L旋的标记化合物。 •目前它是制备标记化合物的最主要的方法。 • 后面以生物医学中常用的放射性核素14C、3H、 *I为例介绍它们的化学合成途径。
tm
1
ln 2
2 1
1
第二节：放射性标记化合物命名与制备
放射性标记化合物是指用放射性核素取代化合 物分子中的一个或几个原子（或基团），使之 能被识别并可用作示踪剂的化合物。
标记化合物的命名与书写
• 1、定位标记（用符号“S”来表示）
•
指标记核素局限于分子的指定位置上。如：腺嘌呤—8—T
（S），即表示氚原子是连接在腺嘌呤分子中的第8位碳原子上。
32 16
S
01n1352
P
11H
32 16
Βιβλιοθήκη Baidu
S
Q
6 3
Li
01n13
H
24He
1375Cl 01n1365S 11H
1375Cl Q
14 7
N
01n164
C
11H
3 2
He
Q
14 7
N
Q
２、加速器生产放射性核素
• 加速器是用人工的方法 产生高速带电粒子的设 备。
• 如高强度、高能量的质 子、氘核、3He、α粒子 可与各种靶核作用，电 子束轰击重金属靶产生 的韧致辐射等都能引起 核反应生产放射性核素。
（b)卤氚置换反应 在催化剂存在下，氚能与有机化合物中卤素发生置换反应，从而获得氚
标记化合物，其通式为：
((c) 催化金属还原反应 氚化锂铝或氚化硼钠等与有机化合物混合发生还原反应，从而制备一系
列有机氚标记化合物，其通式为：
（3）放射性碘标记的化学合成 例如：利用氯胺-T作为氧化剂的放射性碘标记化学合成。 主要包括两个步骤:氧化反应和碘代反应。 氧化反应： 碘代反应：
14C标记化合物的化学合成
氚标记化合物的化学合成 用化学合成法制备氚标记化合物是成熟的方法。选择适当 的前体化合物非常重要。
•(a) 催化加氚反应（通常用二氧六环或冰乙酸作为溶剂，钯-碳作为催化剂。 将一些含双键或三键的不饱和有机化合物溶在适当溶剂中，在催化作用
下，打开双键或三键进行加氚反应，其通式为：
已标记的I*-蛋白质和游离的I*一般用分子筛进行分离。
放射性磷标记的化学合成
O
C
H 甘油醛-3-磷酸脱氢酶
OH
H
C
CH2
P
磷酸
甘油醛-3-磷酸
O
O
C
*P
OH
H
C
C
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H
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1-3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸激酶
CH2
P
32P ATP 的制备
腺二磷ADP
NH2 N
N
P-P-CH2
放射性核素的生产与标记化合物的合成
第一节：放射性核素的生产 第二节：放射性标记化合物命名与制备 第三节 标记化合物的质量控制
第一节：放射性核素的生产
• １、反应堆生产放射性 核素
• 中子轰击 U-235铀核 裂变放出2-3个中子 放出的中子又会引起其 它铀核的裂变这样裂 变不断继续下去，规模 越来越大，这种反应叫 做链式反应。
由于电子俘获发射低能光子及正电子与物质作用的特点， 使得γ照相机、正电子照相机、PET等探测器对探针能够 进行准确定位、动态观察，并能获得高分辨率影象。
②它们大多数是发射射线单一，能量小，寿命短的 核素 ，这使得研究对象受辐射剂量小，易于防护及核废 物处理。
三、放射性核素发生器生产放射性核素
• 放射性核素发生器（母牛）是从较 长半衰期的母体中分离出短半衰期 子体核素的一种装置。
• 放射性母体 放射性子体 稳定 性核素。
• 99Mo（66h) 99mTc(6h) 99Tc。
• 经过一个子体半衰期，子体的放射 性增加到最大值的50%，经两个半 衰期，增长到75%，到5 个子体半 衰期的时间，子体又生长至与母体 平衡。此时子体核素的有效半衰期 等于母体核素的半衰期。
• 子体核素的放射性活度达到最大时 所需要的时间为
• 4、名义上的定位标记（用符号“N or n”来表示）
指未能确定放射性核素是否局限在分子中指定的位置上。
放射性标记化合物的制备
• 在进行放射性标记化合物合成方案设计时，要注意如下几个方面： • ① 尽量选择合适的放射性标记核素。它应具有合适的半衰期、
低能单一的射线、生物毒性小。 • ② 由于放射性核素价格昂贵，所以在制备过程中应考虑充分利
• 核反应堆是一种用人工 方法控制链式反应的装 置。
反应堆生产放射性核素是：中子轰击各种靶核靶核 俘获中子成为不稳定核释放出其它粒子（如γ、p、 α等）。 反应堆发生核反应类型主要有：(n,γ)反应、(n,p)反应、 (n,α)反应等。
反应堆生产的放射性核素又称为丰中子放射性核素。
利用(n,p)、(n, α)、(n,d)等核反应生产的放射性核 素，核反应式及核衰变式举例为：
在14C定位标记的分子中可省略书写符号“S”。
• 2、均匀标记（用符号“U”来表示）
• 指放射性核素以统计学的均匀分布在整个标记分子中。如：葡 萄糖—14C（U），即表示14C在六个碳原子上的分布，具有统计学 的均一性。
• 3、全标记（用符号“G”来表示）
指放射性核素普片地、不规则地分布在被标记分子中。如：胆固 醇—T（G），即表示胆固醇分子中所有的氢，都有可能被氚所取 代，但由于各个氢原子在分子中的结构位置不同，被氚取代的几 率也不同。
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γ-32P-腺三磷（ATP）
*P-P-P-CH2