2012级研究生生第四章 放射性核素标记化合物2012-11-(1)
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放射性核素标记化合物
Na131I 150℃ 1h
HO
131I
131I－6
－胆固醇
33
(二) 蛋白质、多肽的碘标记技术 标记原理：
Na125I
氧化剂 Ch-T，H2O2
125I
HO
CH2CHCOOH NH2
+ 125I2
HO
CH2CHCOOH NH2
125I－碘代酪氨酸
34
125I
NH2 CH2CHCOOH CH2CHCOOH NH2
同位素交换法 化学合成法 生物合成法 络合物/螯合物生成法
23
三、放射性标记化合物制备的基本方法
1、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定同位素相互交
换来制备放射性标记化合物的方法。
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。
缺点：无进行定位标记，且有机化合物主链上的原子无法标记，
5
如何用噬菌体感染实验证明DNA 是遗传信息的载体？
35S 35S
32P 32P
DNA是遗传物质！
子代 蛋白质外壳无 放射性，DNA 上有放射性！ 分离蛋白质外 壳及DNA内核， 并测量放射性
6
为什么要用核素作为示踪剂？
一般非放射性物质进入机体后无法区别哪些是外来的？哪
些是原有的物质？
有些物质进入机体后发生代谢转化、分解，无法再找到它
非定位标记：分为均匀标记和全标记。
均匀标记：指放射性原子均匀地分布于分子中，以“U”表示。
如用14CO2通过植物光合作用制得的14C-葡萄糖其中分子六个碳原 子从统计学上看被均匀标记上14C，故可写成14C-葡萄糖(U)或u14C-葡萄糖。
全标记：是指放射性核素的原子随机地无严格定位地分布于被
章放射性标记化合物PPT课件
第28页/共81页
2．1．1 逐步合成法
它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。此法的优点是放射性核素的 种类、标记位置、标记数量和比活度均可 预先设计；反应易于控制，有较好的重现 性；放射性核素的收率、产品的比活度、 化学纯度和放射化学纯度均较高，因此是 目前制备放射性标记化合物最重要和最常 用的一种方法。其缺点是在制备复杂的放 射性标记物时，步骤繁，流程长，副反应 多，纯化困难，这使其应用受到限制。
若取代的核素是放射性核素， 则所得产物就称为放射性标记 化合物，此标记过程就称为放 射性标记。
放射性核素可以直接作为示踪 剂，但大多数情况下，必须将 放射性核素制成标记化合物方 可应用。
第1页/共81页
●对于标记化合物，目前尚无统 一的命名法 ●对于无机化合物，通常只要在化 合物名称的前面注明标记核素的符 号即可，如131I-NaI 99Tcm—NaTcO4等。也可在分子式 中直接注明标记核素，如Na131I等。
合成14C标记物中第31间页/共化81页合物的各种途径
用上述几种简单的化合物可进一步 合成14C定位标记的氨基酸、生物碱、 糖类化合物、维生素及抗生素等。此 外，14C—卤代甲烷是一个相当活泼的 化合物，可通过一系列化学反应向有 机分子内引入14C—甲基，这是许多含 甲基化合物的重要标记途径。
第32页/共81页
碘标记是在氧化剂存在下，利用 许多有机物中氢易与碘发生取代反应 即氢碘置换来达到标记目的 .常用的 氧化剂有H2O2，氯胺－T、乳过氧化 物酶、氯甘脲等，其中尤以Ch—T应 用最广，Ch-T作氧化剂的碘标记法称 为氯胺—T法。
第39页/共81页
Ch-T的化学名称为N—氯代对甲 苯磺酸胺钠盐，原是一种杀菌剂， 在水溶液中可产生次氯酸，将I－ 氧化为碘原子或碘分子,然后碘原 子或分子与有机物上的氢发生置 换反应。
2．1．1 逐步合成法
它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。此法的优点是放射性核素的 种类、标记位置、标记数量和比活度均可 预先设计；反应易于控制，有较好的重现 性；放射性核素的收率、产品的比活度、 化学纯度和放射化学纯度均较高，因此是 目前制备放射性标记化合物最重要和最常 用的一种方法。其缺点是在制备复杂的放 射性标记物时，步骤繁，流程长，副反应 多，纯化困难，这使其应用受到限制。
若取代的核素是放射性核素， 则所得产物就称为放射性标记 化合物，此标记过程就称为放 射性标记。
放射性核素可以直接作为示踪 剂，但大多数情况下，必须将 放射性核素制成标记化合物方 可应用。
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●对于标记化合物，目前尚无统 一的命名法 ●对于无机化合物，通常只要在化 合物名称的前面注明标记核素的符 号即可，如131I-NaI 99Tcm—NaTcO4等。也可在分子式 中直接注明标记核素，如Na131I等。
合成14C标记物中第31间页/共化81页合物的各种途径
用上述几种简单的化合物可进一步 合成14C定位标记的氨基酸、生物碱、 糖类化合物、维生素及抗生素等。此 外，14C—卤代甲烷是一个相当活泼的 化合物，可通过一系列化学反应向有 机分子内引入14C—甲基，这是许多含 甲基化合物的重要标记途径。
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碘标记是在氧化剂存在下，利用 许多有机物中氢易与碘发生取代反应 即氢碘置换来达到标记目的 .常用的 氧化剂有H2O2，氯胺－T、乳过氧化 物酶、氯甘脲等，其中尤以Ch—T应 用最广，Ch-T作氧化剂的碘标记法称 为氯胺—T法。
第39页/共81页
Ch-T的化学名称为N—氯代对甲 苯磺酸胺钠盐，原是一种杀菌剂， 在水溶液中可产生次氯酸，将I－ 氧化为碘原子或碘分子,然后碘原 子或分子与有机物上的氢发生置 换反应。
第四讲 放射性同位素标记物
一、同位素交换法：同位素交换是利用一种元素的 二种同位素(如x与xo)在二种不同化学状态中(如Ax与 Bx。)的互相交换来制备放射性标记化合物，即：
优点：方法较为简便．不需制备前体，无复杂的合成步
骤，待标记的化合物用量少(一般为mg级)，更适用淤 标记稀有昂贵的复杂有机化合物，如反应条件选择适当， 也可获得较高放射性活度与比活度，放射性核素利用率 也可以很高。
125I广泛用于制备分析试剂，如放射竞争分析用 的标记蛋白。125I具有二个重要优点：
一是半率期允许标记化合物的商品化及贮存应用 一段时间；
二是它只发射28keV能量的X射线和35keV能量 的γ射线，而无β粒子，因而辐射自分解少，标 记化合物有足够的稳定性。
通过氧化剂使碘化物(125I-)氧化成的碘分子(125I2) 与蛋白质分子中的酪氨酸残基发生碘化作用(一 般是生成一碘酪氨酸，一碘化后，其反应性就大 大降低)。所以只要含有酪氨酸的化合物或人为 地接上酪氨酸基团的化合物都可用放射性碘标 记．蛋白质分子中除酪氨酸外，还有组氨酸和色 氨酸残基，有时也可生成碘化物，但它们的反应 性远不及酪氨酸。
影响蛋白质碘化效率的因素，主要决定于蛋白质 分子中酪氨酸残基的数量及它们在分子中暴露的 程度；另一方面，碘化物的用量、反应条件(pH、 温度、反应时间等)及所用氧化剂的性质等也有 影响．
标记方法
(1)氯胺－T法：氯胺－T(Chloramine-T)是一种 温和的氧化剂，它的化学名称是：N—氯代对甲 苯磺酰胺钠盐。在水溶液中，产生次氯酸，可使 碘阴离子氧化成碘分子，反应式如下：
酶促合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一定发展前途，产品比活度也可较高，前 提是必须有特异性高的酶制剂和高比活度的底物。
优点：方法较为简便．不需制备前体，无复杂的合成步
骤，待标记的化合物用量少(一般为mg级)，更适用淤 标记稀有昂贵的复杂有机化合物，如反应条件选择适当， 也可获得较高放射性活度与比活度，放射性核素利用率 也可以很高。
125I广泛用于制备分析试剂，如放射竞争分析用 的标记蛋白。125I具有二个重要优点：
一是半率期允许标记化合物的商品化及贮存应用 一段时间；
二是它只发射28keV能量的X射线和35keV能量 的γ射线，而无β粒子，因而辐射自分解少，标 记化合物有足够的稳定性。
通过氧化剂使碘化物(125I-)氧化成的碘分子(125I2) 与蛋白质分子中的酪氨酸残基发生碘化作用(一 般是生成一碘酪氨酸，一碘化后，其反应性就大 大降低)。所以只要含有酪氨酸的化合物或人为 地接上酪氨酸基团的化合物都可用放射性碘标 记．蛋白质分子中除酪氨酸外，还有组氨酸和色 氨酸残基，有时也可生成碘化物，但它们的反应 性远不及酪氨酸。
影响蛋白质碘化效率的因素，主要决定于蛋白质 分子中酪氨酸残基的数量及它们在分子中暴露的 程度；另一方面，碘化物的用量、反应条件(pH、 温度、反应时间等)及所用氧化剂的性质等也有 影响．
标记方法
(1)氯胺－T法：氯胺－T(Chloramine-T)是一种 温和的氧化剂，它的化学名称是：N—氯代对甲 苯磺酰胺钠盐。在水溶液中，产生次氯酸，可使 碘阴离子氧化成碘分子，反应式如下：
酶促合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一定发展前途，产品比活度也可较高，前 提是必须有特异性高的酶制剂和高比活度的底物。
放射性标记化合物课件
特点
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• 放射性药物的辐射作用有一定的范围，即使不直接进入 病变细胞内，也可对邻近的病变细胞产生致死杀伤作用。
• 由于放射性药物的选择性靶向作用，在体内可达到高的 靶/非靶比值，明显减少对正常组织的损伤。
• 放射性药物持续照射释放超分割的剂量，可以更有效地 杀伤肿瘤和减少正常组织的损伤。
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1、定义： –分子中含放射性核素原子的化合物
2、分类： –放射性试剂 –放射性药物（诊断用放射性药物和治疗用放射性药物）
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（1）放射性试剂（radioactive agent）
(Diagnostic Pharmaceutical )
➢ 用于获得体内靶器官或病变组织的影像或功能参数，进行疾病 诊断的一类体内放射性药物。也称为显像剂(imaging agent)或 示踪剂(tracer)。
➢ 诊断用放射性药物多采用发射γ光子的核素及其标记物。
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医用回旋加速器（cyclotron）和其它各种正电子显像仪器的 问世及推广应用，11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性核素 的应用也逐年增多，在研究人体生理、生化、代谢、受体等 方面显示出独特优势 。
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3、应用：
诊断
放射性标记化合物的制备及其应用优质内容
高级培训
4
（3）标记化合物的若干基本概念 1）同位素标记与非同位素标记 同位素标记：
化合物中的原子被其同位素的原子所取代，由于 取代后化合物在物理、化学和生物学性质上不会引起 显著差异，因此亦称理想标记。131I→ 127I；3H → 1H； 14C → 12C等。
高级培训
5
非同位素标记（非理想标记）： 用组成化合物以外的原子进行标记，非同位素标
有两大类：全生物合成法和酶促合成法。
高级培训
23
全生物合成法 是利用完整的生物或其某一个器官的生理代谢过
程来进行标记的。 常用的生物有：细菌、绿藻、酵母等低等生物。 14C-标记物。
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24
海绿藻合成14C均匀标记的多种氨基酸： 1、海绿藻避光24h，造成“光饥饿”； 2、通入14CO2，光照36h，使14CO2随光合作用
或其原子团所置换而达到标记目的的方法。 此法常用于氚和放射性碘的标记。
RX T2 催化剂,碱性溶液 RT TX RH 2131I 氧化剂R131I H 131I
高级培训
20
4）间接标记法： 把放射性核素先标记在某种易与欲标记物反应的
试剂，然后再与欲标记物偶联；
借助于具有双功能基团的螯合剂进行标记，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 素核素标记到此螯合剂上，由此形成稳定的放射性核 素-螯合剂-欲标记化合物复合物。
4、标记、测量、鉴定的方法是否容易； 5、实验周期的长短，核素本身和杂质的毒性以 及价格等要进行考虑。
高级培训
12
表 几种重要的放射性标记核素
核素 T1/2
无载体时的比活度 主要射线种类及能量，MeV
3H 14C 32P 35S 99Tcm 123I 125I 131I
2012级研究生生第四章 放射性核素标记化合物2012-11-16
碘的利用率均较直接标记法低
二、核酸的放射性碘标记技术
放射性碘-----碱基
方法：解链 三氧化铊
碘-----碳共价键
第三节
放射性标记化合物的纯化与鉴定
一、标记化合物的提纯
• •
游离放射性核素 标记的杂质
•
辐射自分解
第三节
放射性标记化合物的纯化与鉴定
一、标记化合物的提纯 （一）标记率测定 1.基本原理 （1）纸层析(paper chromatography) （2）薄层层析(thin layer -----) 硅胶或氧化铝-----吸附力和分配系数 离子交换树脂---携带电荷 聚酰胺---氢键
上,
反应条件仍同于上述酶法。
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
② 氯甘脲(Iodogen)法 1，3，4，6-四氯3α ,6α -二苯甘脲
将氯甘脲用氯仿溶解后涂于反应管
底部，用N2气吹干，置-20oC冷藏备用。
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
③ Iodo-Beads法 将氯胺T的衍生物N-氯苯磺胺共价源自三）放射性核素标记化物的命名
（5）双标记或多标记 （Double labeling and multiped labeling）
C3H3-35S-CH2CH2CH(NH2)-COOH
13CH
-14COOH 3
（四）放射性比活度与放射化学纯度
放射性比活度 Specific activity 放射化学纯度
第三节 放射性标记化合物的纯化与鉴定 一、标记化合物的提纯 二、标记化合物的鉴定和质量控制 （一）放射化学纯度的测定
特定组分的放射性（cpm）
放射 化学纯度= ———————————×100% 各组分的放射性之和（cpm）
实验核医学(第四章)
第二节 标记化合物的制备
一,放射性核素的选择
1.基本不改变原有化合物的物理化学性质; 基本不改变原有化合物的物理化学性质; 基本不改变原有化合物的物理化学性质 2.标记核素与化合物的结合牢固,稳定性好; 标记核素与化合物的结合牢固,稳定性好; 标记核素与化合物的结合牢固 3.合适的半衰期; 合适的半衰期; 合适的半衰期 4.射线容易测量; 射线容易测量; 射线容易测量 5.其它,标记难易,价格,防护等. 其它,标记难易,价格,防护等. 其它
1.同位素交换法:某一放射性核素或其化合物与待标 同位素交换法: 同位素交换法 记化合物中相同元素的非放射性核素进行交换反应. 记化合物中相同元素的非放射性核素进行交换反应. 2.化学合成法:应用放射性核素的原原料,通过各种 化学合成法:应用放射性核素的原原料, 化学合成法 化学反应, 化学反应,将放射性核素合成到待标记化合物的特定 位置上. 位置上. 3.生物合成法:全生物合成——利用生物的生理代谢 生物合成法: ——利用生物的生理代谢 生物合成法 全生物合成—— 作用,将简单的放射性原料转化成所需的标记物; 作用,将简单的放射性原料转化成所需的标记物; 酶促合成——利用酶的生物活性, ——利用酶的生物活性 酶促合成——利用酶的生物活性,将 放射性前体转变为所需的标记物. 放射性前体转变为所需的标记物. 4.络合物 鳌合物生成法: 络合物/ 4.络合物/鳌合物生成法:将放射性金属离子和具有 特定功能的化合物进行络合或鳌合反应. 特定功能的化合物进行络合或鳌合反应.利用了金属 离子易生成络合物或鳌合物的原理. 离子易生成络合物或鳌合物的原理.
全标记(一般标记)——标记化合物上原子被 全标记(一般标记)——标记化合物上原子被 取代的机会均等的标记. 取代的机会均等的标记. 准定位标记——在定位标记时,由于中间过程, ——在定位标记时 准定位标记——在定位标记时,由于中间过程, 可能也标记在其它位置上的标记. 可能也标记在其它位置上的标记.
4、放射性核素标记化合物
二、放射性碘标记化合物的制备 ( 一 ) 、碘的同位素及 125 I 的特性：碘 元素的同位素较多，常用的有131I和125I， 其次是 123I。125I是广泛用于体外放射分析 试剂的标记制备，它的特点是，① T1/2 为 60 天，②核丰度高 (>95%) ，③能发射 28 kev 和 35 kev 能量的γ射线 ( 能量不高 ) ， ④稳定好。 (二)、碘标记化合物的制备：碘标是 最常用的标记方法，除了生产单位生产碘 标记化合物，实验室还可自己标记。
氯胺-T法是放射性碘标记化合物的 制备的最常用的方法，此方法简单，标 记率高，重复性好，常用于蛋白质、多 肽等化合物的标记，为一般实验室首选 方法。 氯胺-T(化学名称是：N-氯代对甲 苯磺酰胺钠盐)是一种氧化剂，能使放射 性NaI溶液中的碘阴离子(I-)氧化成碘分 子(I2)，然后取代酪氨酸残基芳香环上 的氢。
§2
放射性核素标记化合物的制备
一、放射性核素标记化合物的制备 1 、同位素交换法：将需要标记的化合物 AX 和放射性化合物 BX* 在一定的条件下混 合， X 与 X* 之间发生交换反应生成标记化 合物AX*，反应式如下： AX+BX*＝AX*+BX 比如125I-邻碘马尿酸钠就是采用该方 法（密封容器中，油浴 155 ℃条件下）制 备的。
三、标记物的鉴定 (一) 放射化学纯度：包括放射性纸层析法 、放射性高效液相层析法、放射性凝胶电泳 法等。 (二) 放射性浓度：取1ml产品，测其放射性 活度，即为放射性浓度，单位为Bq/ml。 (三) 放射性比活度测定： 采用直接测定法，即将纯化后的标记物 配成合适的溶液，测量其放射性浓度（Bq/L ）及其化学纯度（mmol/L）。 放射性比活度=放射性浓度/化学纯度 （Bq/mmol）
《标记化合物》PPT课件
、快速
• 但对标记化合物的活性影响较大。
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19
第三节 碘标记化合物的制备
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20
• 一、原理：
放射性碘标记蛋白质或多肽的基本原理是 将离子碘氧化成单质碘，单质碘的性质很 活波，可以与蛋白质或多肽分子中的酪氨 酸、组氨酸或色氨酸残基上的苯环或咪唑 环反应，取代上面的氢，形成放射性碘标 记化合物。
性要好。
2、要有合适的半衰期。
3、射线容易测量，γ射线要优于β射线。
4、其它：
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14
二、制备标记化合物的考虑因素
1、价格：
2、稳定性：化合物的稳定性 标记原子的稳定性
3、微量操作技术
4、预实验：冷实验
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15
三、标记的基本方法
• 1、化学合成法：
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。
30
一、标记化合物的分解方式
• 由于标记化合物多是一些有机化合物，性质不稳
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21
标记方法
• 直接法：直接用氧化剂将I-氧化成I+的活性
形式，再标记到蛋白质分子的酪氨酸残基 的苯环上，形成单碘酪氨酸或双碘酪氨酸。
• 间接法：将碘离子先结合到小分子载体上，
再将载体与蛋白质结合的方法。
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22
二、直接法－氯胺T法
• 氯胺-T（Chloramine-T），化学名叫：N-氯代
白质的活性影响较小。
• 载体主要是联结到蛋白质分子表面的赖氨
酸或蛋白质的N-末端，可以用来标记缺 乏酪氨酸残基的蛋白质。
• 引入的载体要引起蛋白质分子的位阻效应，
故不用于分子量<1万的蛋白质的标记。
• 但对标记化合物的活性影响较大。
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第三节 碘标记化合物的制备
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20
• 一、原理：
放射性碘标记蛋白质或多肽的基本原理是 将离子碘氧化成单质碘，单质碘的性质很 活波，可以与蛋白质或多肽分子中的酪氨 酸、组氨酸或色氨酸残基上的苯环或咪唑 环反应，取代上面的氢，形成放射性碘标 记化合物。
性要好。
2、要有合适的半衰期。
3、射线容易测量，γ射线要优于β射线。
4、其它：
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二、制备标记化合物的考虑因素
1、价格：
2、稳定性：化合物的稳定性 标记原子的稳定性
3、微量操作技术
4、预实验：冷实验
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三、标记的基本方法
• 1、化学合成法：
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。
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一、标记化合物的分解方式
• 由于标记化合物多是一些有机化合物，性质不稳
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21
标记方法
• 直接法：直接用氧化剂将I-氧化成I+的活性
形式，再标记到蛋白质分子的酪氨酸残基 的苯环上，形成单碘酪氨酸或双碘酪氨酸。
• 间接法：将碘离子先结合到小分子载体上，
再将载体与蛋白质结合的方法。
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二、直接法－氯胺T法
• 氯胺-T（Chloramine-T），化学名叫：N-氯代
白质的活性影响较小。
• 载体主要是联结到蛋白质分子表面的赖氨
酸或蛋白质的N-末端，可以用来标记缺 乏酪氨酸残基的蛋白质。
• 引入的载体要引起蛋白质分子的位阻效应，
故不用于分子量<1万的蛋白质的标记。
核素标记化合物
第四章核素标记化合物第一节概述一、标记化合物的概念凡是分子中某一原子或某些原子（或基团）被放射性核素或稳定核素所取代，而成为一类易被识别的化合物，则称之为核素标记化合物（以下简称标记化合物）。
如 CH3·14COOH 是放射性14C的标记化合物；CH3·13COOH则是稳定核素13C的标记化合物。
其中14C和13C均为标记原子。
本章侧重介绍放射性标记化合物（radionuclide labeled compound）,仅在第三节中对稳定核素标记化合物和其他标记化合物作扼要说明。
二、常用的术语及标记化合物的命名(一) 标记化合物的分类按照取代原子与被取代原子的关系，可把放射性标记化合物分为两类：1．同位素标记化合物（isotopic labeled compound）化合物中某元素的稳定同位素原子被同一元素的放射性同位素或稳定同位素原子取代，称为同位素标记化合物，取代前后的化合物，在理化性质上完全相同（同位素效应除外），这类标记称为同位素标记（isotopic labeling）。
如葡萄糖分子中的C、H分别被14C、3H取代，二氧化碳中的碳被14C或13C取代，都得到同位素标记化合物。
2. 非同位素标记化合物（nonisotopic labeled compound）该类标记化合物是用化学性质相似或根本不同的放射性核素取代原化合物中所含的某元素的稳定核素原子, 这种标记称非同位素标记（nonisotopic labeling）。
此类标记化合物即非同位素标记化合物，如125I-IgG（免疫球蛋白）。
非同位素标记亦称非理想标记，得到的标记化合物在理化和生化性能上与原化合物有一定的差异，但严格控制质量，仍能在医学中得到广泛应用。
标记化合物也可按标记核素是放射性核素还是稳定核素分成放射性核素标记化合物和稳定核素标记化合物，统称为核素标记化合物。
(二) 标记化合物的命名及常用术语1．标记化合物的命名对放射性标记化合物的命名尚缺少统一法则。
检验核医学：放射性核素标记化合物
Eγ=0.027(119)
Eγ=0.031(26)
稳定
无辐射
8.04d
β-: Eβ=0.336(13)
Eβ=0.336 (86)
γ: Eγ= (81)
Eγ= (7.2)
氯胺－T法原理
氧化剂使碘化物（125I－)氧化成分子态碘（125I2）， 而碘原子在0价或1价状态时就能直接取代肽链酪 氨酸分子羟基旁边的氢原子。
放射性浓度（radioactive concentration) 单位体积的溶液中含有的放射性活度.Bq/ml
放射性比活度： 单位质量放射性核素标记化合物中所含的放 射性活度。MBq/mmol
SA A • Y W
A 放射性活度 Y 标记率 W 化学量 生物活性和免疫活性的测定
四、放射性标记化合物的辐射自分解与贮存
锝 碘
镭 磷 钇 砹 铊 钐 铼
核素 3H 11C 14C 99mTc 123I 125I 131I 226Ra 32P 90Y 211At 201Tl 153Sm 186Re 188Re
几种常用的放射性核素
半衰期 12.33 年 20.38 分 5730 年 6.02 小时 13.0 小时 60.2 天 8.04 天 1600 年 14.28 天 64 小时 7.2 小时 74 小时 46.2 小时 90.6 小时 17.0 小时
β－
β－
0.0186 0.156 0.167 1.711
12.33y 5730y 87.4d 14.28d
γβ－ 0.365
8.04d
γ
0.0355 0.027
60.2d
2. 放射性标记化合物制备的基本方法
同位素交换法 将某一放射性核素或其化合物和待标记 的化合物中相同元素的非放射性核素进 行交换反应.
放射性核素标记技术PPT课件
氚,前者仅表示统计学的均一性,而后者则是完全或随机取代.如G-
3H-胆固醇。
2021
4
5)准定位标记：以"N"表示,氚原子在预期标记的位置上的分布 低于化合物总氚含量的95%。
8.标记位置及命名 如 1-14C-醋酸 ←标记化合物
↑↖ 标记位置 核素
2021
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二.放射性同位素的选择
根据实验选择相应的同位素，应注意：
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2.LPO和CL-T法的比较:
LPO法由于过氧化氢的浓度低而副反应少，其标记位点限 于LPO能接近的位置，即蛋白分子的表面，远离活性中心；有 定向特征；其标记产物活性保存较好；LPO标记主要作用在立 体构型上有利于酶缔合的含有酪氨酰基和少量组氨酸残基的蛋 白或多肽，这和CL-T法相同。二者不同之处是:CL-T法不仅限 于分子表面，分子空间因子对标记的影响不大，而后者(LPO)则 受分子空间因子影响，CL-T法标记咪唑基困难，而LPO可以较 容易的标记组氨酸，除此而外LPO法可用以标记各种细胞及细 胞膜。
40标记化合物贮存状态贮存温度贮存浓度14c标记化合物氨基酸核苷酸碳水化合物与核苷甾体化合物h标记化合物氨基酸核苷酸碳水化合物与核苷甾体化合物32p核苷酸35s氨基酸125125i甲状腺素555gbqmg185gbqmg148gbqmg冷冻干燥体含2乙醇的灭菌水溶液含50乙醇的缓冲溶液冷冻干燥固体含2乙醇的灭菌水溶液含510乙醇的苯溶液冷冻干燥固体含2乙醇的水溶液含2乙醇水溶液含2乙醇的水溶液含乙醇的苯溶液含50乙醇的溶液水溶液冲氮气水溶液含01巯醇乙醇
分的比例。丰度的高低直接或间接地影响标记产物的比放射性。
3.半衰期：半衰期对标记反应的影响首先是对比放射性的影响,
核医学 放射性标记化合物
2、化学合成法：（常用14C标记） 最主要的方法 如 H235SO4 +NaOH---Na35SO4 +H2O
与普通化学反应不同之处：
1、选用原料，简单无机物，选料受限。 2、选择合成路线，并做冷试验。
优点：高比活度，高纯度，而又是定位标 记的标记物。
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3、生物合成法（常用14C）
全生物合成或酶促合成。 如：
5、标记化合物的不稳定性：
引入放射性原子增加了不稳定因素： ①放射性衰变； ②辐射自分解； ③放射性原子脱落、移位。
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三、制备标记化合物基本方法
由人工核反应制得放射性核素，均 为简单的化合物，为制得合适的分析试 剂或示踪试剂，需进一步以简单放射性 化合物为原料来制备或合成。
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1、同位素交换法
14CO 2→加入藻类细胞中
→产生的蛋白 含有16种标记的AA。
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优点：
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目前尚不可 能制备的有机化合物进行标记的有用手段。 标记产品具有生物体内原有的旋光性，特 别适合示踪。
缺点：生成物复杂，较多分离纯化，放
射性原料利用率低，难于标记于特定位置 上，标记率偏低。
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（二）碘标记方法及分类：
1、氯胺-T法：
标记原理
CH-T叫N-氯代对甲苯磺酰胺钠盐， 为温和氧化剂。它在水中产生次氯酸， 次氯酸可使碘离子变为碘分子125I2, 125I 可心置换酪氨酸残基苯环上的H，而 2 加入偏重亚硫酸钠可中止氧化反应。
5微克人生长激素 125 +74MBqNa I+100微克 CH-T反应一分钟，200 微克Na2S2O5 终止反应，
3H 同位素交换法：直接将 3H 气体引入
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放射性核素标记化物的命名
无机化合物：131I-NaI、35S-硫酸 有机化合物：1-14C-醋酸 （1）定位标记（Specific labeling ） 5(S)-3H-尿嘧啶 （2）准定位标记（Normal labeling）的命名
（3）均匀标记（Uniform labeling） U-14C-葡萄糖 （4）全标记 （General labeling） G-3H-胆固醇
二、放射性核素标记化合物 （一）放射性核素标记化合物的特点
•结合牢固 •有合适的放射性物理半衰期 •容易测量
二、放射性核素标记化合物 （一）放射性核素标记化合物的特点 （二）同位素标记与非同位素标记
（1）同位素标记(isotopic labelling)：
被标记化合物中固有元素被其放射性 核素的同位素取代所形成的标记。 • 有机化合物：14C 、3H • 硫、磷化合物：35S 、 32P 特点：所得化合物的物理化学及生 物特性与原化合物基本相同
1.直接标记法 （2）乳过氧化物酶法
原理：当少量H2O2存在时,乳过氧化物酶与 H2O2结合,释放出新生氧,使*I 氧化。
特点：反应十分温和 放射性比活度高 能保持生物和免疫活性
缺点：标记率比氯胺T法低,30%～40%。
还原剂：缓冲液或半胱氨酸或巯基乙醇
乳过氧化物酶法注意事项
① H2O2应分次加入 ②乳过氧化物酶用量应控制 在标记蛋白量的1%以下
Radiochemical purity
（四）放射性比活度与放射化学纯度
（五）不稳定性 1.核衰变 2.辐射自分解
3.脱落
4.位移
第二节 蛋白质与多肽放射性碘标记 碘标记化合物的基本特性
125I、131I、123I:
半衰期、能量适宜 Xian 氙
125I、131I：价廉易得 125I：易于探测 124Xe(n,
1. 直接标记法
Na *I
氧化剂
*I2或*I
+
lao
酪氨酸残基
1.直接标记法 (1)氯胺T法 原理： 次氯酸使*I 氧化 特点： 简便、快速 便宜易得、 标记效率高、 重复性好、反应易控制 是使用最广泛的碘标记技术 还原剂：偏重亚硫酸钠（焦亚硫酸钠）
-
1.直接标记法 (1)氯胺T法
氯胺T法注意事项 ① 氯胺T溶液应新鲜配制 ② 氯胺T 用量应严格控制 ③ 偏重亚硫酸钠也应新鲜配制、 1.5-2倍于氯胺T ④ pH7.4-7.8, 0.2-0.5M磷酸缓冲液 ⑤ 减少反应体积 ⑥ 反应时间：10s-3min ⑦ 室温进行
可标记较低浓度蛋白质 缺点：体内实验可能产生微量毒性
三、蛋白质与多肽的放射性碘标记技术
1. 直接标记法
(1)氯胺T法 (2)乳过氧化物酶法 (3)固相氧化剂法 ① 固相酶法 ② 氯甘脲(Iodogen)法 ③ Iodo-Beads法 (4)N-溴替丁二酰亚胺
2. 间接标记法
3-丙酸-N-琥珀酰亚脂
③ 采用双酶标记法(葡萄糖氧化酶)
④ pH 3.0-8.0
⑤反应时间：30-60min
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
原理：将氧化剂交联在琼脂糖凝胶上或
涂在塑料管或塑料珠子表面,形成不溶性
的固相氧化剂。
特点：能简化标记
中止反应不需加还原剂
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
① 固相酶法 将乳过氧化物酶或葡萄糖氧化酶 交联到琼脂糖凝胶（Sepharose 4B）
又称联接标记法 是先将放射性碘 联结到一个小分子载 体上,再将这个小分子 物质与蛋白质结合。
2. 间接标记法优缺点
优点：◎ 避免了蛋白质和氧化剂直接接触 ◎ Bolton-Hunter试剂主要联接到 氨基或蛋白质的N-末端上 缺点：◎ ◎ 较大分子的引入 碘化蛋白质的放射性比活度和 蛋白质分子表面的赖氨酸残基的
二、放射性核素标记化合物 （一）放射性核素标记化合物的特点 （二）同位素标记与非同位素标记
（2）非同位素标记(non-isotopic labelling) ：非固有元素 131I---蛋白质、 125I---蛋白质 125I---类固醇激素 特点： 组成不完全相同 物理化学及生物特性有所改变
（三）
（三）
放射性核素标记化物的命名
（5）双标记或多标记 （Double labeling and multiped labeling）
C3H3-35S-CH2CH2CH(NH2)-COOH
13CH 14COOH 3
（四）放射性比活度与放射化学纯度
放射性比活度 Specific activity 放射化学纯度
γ
) 125I
124Xe
+ 1n ------- 125I + γ
第二节 蛋白质与多肽放射性碘标记
碘标记化合物的基本特性 一、蛋白质与多肽的放射性碘标记技术 特点：苯环比直链易于标记且稳定 （一）基本原理 形式：Na*I--*I- --- *I2 或 *I+
（二）常用标记方法
分类：直接标记法间接标记法
第四章
放射性核素标记化合物 第一节 概述
一、放射性核素标记技术和放射性核素 标记化合物的含义
放射性核素标记技术 Radionuclide labeled technique 放射性核素标记化合物 Radionuclide labeled compounds
第四章
放射性核素标记化合物 第一节 概述
一、放射性核素标记技术和放射性核素 标记化合物的含义 放射性核素标记化合物是化合物的 分子结构中某一分子或原子被放射性核 素原子取代后的化合物。 14C-尿素------14CO 2 〔 γ -32P〕ATP 〔 1-14C〕乙酰胆碱
上,
反应条件仍同于上述酶法。
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
② 氯甘脲(Iodogen)法 1，3，4，6-四氯3α ,6α -二苯甘脲
将氯甘脲用氯仿溶解后涂于反应管
底部，用N2气吹干，置-20oC冷藏备用。
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
③ Iodo-Beads法 将氯胺T的衍生物N-氯苯磺胺共价
连接到无孔的聚苯乙烯小珠表面。
1.直接标记法 (3)固相氧化剂法
① 固相酶法 ② 氯甘脲(Iodogen)法 ③ Iodo-Beads法
1.直接标记法 (4)N-溴替丁二酰亚胺 (N-Bromosuccinimide) 原理： 溴代瑚玻酰亚胺的作用与氯胺T 和Iodogen法相似。
特点：标记率高、操作简单、快、安全