放射性标记化合物kejian

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• 定义:
凡引入体内用作诊断和治疗的放射性核素及其标记化合物。
①诊断用放射性药物
(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。
14N(n,p)14C等反应中生成的放射性核
素取代有机化合物分子中相应的稳定性原子。
(二)几个常用的概念
1. 放射化学纯度(radiochemical purity)
是指以一定化学形式存在的放射性核素标记化合物的放 射性活度占样品的总放射性活度的百分比。
2. 放射核素纯度(radionuclide purity)
99Mo-99mTc发生器 188W-188Re发生器 82Sr-82Rb发生器 68Ge-68Ga发生器
81Rb-81mKr发生器
放射性核素发生器
(radionuclide generator)
从放射性核素母子体系中周期性地分离出放射性子体的装置。又称
“母牛”。
99Mo-99mTc发生器:99Mo(T1/2=2.7d) →
N N polystyrene Iodobead Cl Cl O Iodogen
ChT
洗脱液的质量控制
1.
99Mo含量测定 99Mo可增加对病人的辐射吸收剂量、影响显像质量,其
含量应低于0.1%。
2. Al含量测定
Al可影响放射性药物的标记和体内分布,如可使某些放 射性药物在肝脾中浓聚,Al含量应低于10 g/ml。
•非同位素标记(non-isotopic labeling)
向分子中引入的放射性核素不是物质分子中固有核素的同 位素的标记。
四、蛋白质/多肽的碘标记技术
基本原理:将离子碘氧化成单质碘,单质碘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。
环烃比直链烃易标记。
根据氧化剂的不同,分成各种碘标记方法。
125 常用 I
• 碘标记容易,在一般的实验室内即可进行。 • 125I 半衰期60d,足够标记生产,运输,使用,有足够的 货架期。 • 125I 放出X线和γ射线,测量容易。 • 125I 放出俄歇电子,可做病变组织局部内放射治疗。
(一)直接标记法
二步引入放射性核素。
特点:
化学合成法能制备高比活度的标记化合物,标记 位置明确,稳定性佳,产品易于纯化。
3. 生物合成法
• 利用生物的生理代谢或离体酶的生物活性将简单的放射性
物质在活体内或试管中转化成为具有生物活性的放射性核
素标记化合物。 • 生物合成法包括全生物合成法和酶促合成法两类。前者是 利用生物整体或某一器官的生理活动在活体内进行的合成, 后者则利用生物组织中某一种或几种酶在试管中参加生化 反应来制备标记化合物。
标记实例:蛋白质标记
方法1: ①蛋白质2-5g溶于磷酸缓冲液10-25l中,加入Na125I 1mCi (10l )、 乳过氧化物酶溶液25ng (10l )、H2O2 200ng (10l ); ②室温反应10-30min后,加入0.5ml 10mmol/L巯基乙醇以停止反应;
诊断
体外诊断
放射免疫分析 免疫放射分析 受体的放射配基结合分析 放射性自显影
体内诊断 照相,SPECT, PET
功能测定 eg. Na131I, 测定甲状腺功能 热区:111In-McAb, 直肠癌
功能显像 冷区:11C-棕榈酸,心肌显像 刀
核医学
体外治疗
治疗 体内治疗
敷贴法: 90Sr, ,表皮毛细血管瘤
3. 载体含量
载体99Tc可由99Mo和99mTc衰变产生,其含量随淋洗时间 间隔和洗脱液放置时间增长而增高。 4. 放化纯度
用快速纸层析法测定,应>98%。

99mTc核性能优良,为纯γ光子发射体,能量140keV,T
1/2
为6.02 h、方便易得、几乎可用于人体各重要脏器的形态
和功能显像。
用量较少,一般仅为蛋白用量的1%,H2O2的用量很微,常将H2O2
配制成0.01mol/L的溶液,标记反应时,取8-10μl即可。此类标记反 应的终止常采用巯基乙醇或稀释的方法。
3. 固相氧化法
• 原理:本法是将氧化物或过氧化物酶制成固体状颗粒,以固体的形 式进行液-固氧化反应,使反应产物易于分离。 • 应用较为广泛的固相氧化法是Iodogen法。Iodogen是一种氧化剂, 与氯胺-T同属氯酰胺类,对I-离子的氧化反应原理相同。
诊断用药 ——显像剂(示踪剂) 要求: γ射线,能量100-300Kev T1/2:10小时左右 组成: 放射性核素与被标记物 例: 99mTc – MDP
放射性核素 — 非放射性载体
(示踪)
(导向)
②治疗用放射性药物
(Therapeutic Pharmaceutical )
能够高度选择性浓集在病变组织产生局部电离辐射生物效应, 从而抑制或破坏病变组织发挥治疗作用的一类体内放射性药物。
99Mo-99mTc
发生器配套药盒
含带有络合基团的药物、还原剂SnCl2、保证pH值的缓冲物质、
辅剂的冻干品。
O HO CH
2
O O N
CH
2
C
( N - S HP P ) Na*I *I HO CH
2
O
O CH
2
O C O N
O P - NH *I HO CH
2 2
O CH
2
C
NH
P
二、被标记化合物的合成
被标记物是指由有机或无机化学合成和经药物检测符合人体用药
要求的“冻干品”和/或药盒,且经各种化学和物理检测方法(熔点 测定、元素分析、红外光谱、1H和13C核磁共振谱、化学或场解吸质 谱及X线晶体衍射分析等)对其进行印证。
三、放射性核素标记技术 (radionuclide labeling technique):
放射性标记化合物
(radionuclide labeled compound)
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)
(1)放射性试剂(radioactive agent)
(2)放射性药物 (radiopharmaceuticals)
99mTc
(T1/2=6h) →
99Tc
裂变型发生器: Al2O3
凝胶型发生器: ZrMoO3
99Mo-99mTc
发生器
氧化 Na*I*I+ + I2*
Na+ SO2N
Na+ SO2N Cl Cl
O Cl N N
*I
3
Cl
+ CH NH CH NH CH OH OH *I+ (*I ) 2 2 2
只有在特定条件下(例:加热、加压或加催化剂等pH值)
获得的放射性核素标记化合物,才能在常温常压下稳定存
在。
特点:
• 同位素交换法制备标记化合物不需要前体,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。 • 但总体来说,较难制得高比活度标记化合物,其稳定性 也较差。
2. 化学合成法
1. 氯胺-T法
原理:
• 氯胺-T(Chloramine-T),化学名叫:N-氯代对甲苯磺酰胺钠盐, 是一种较温和的氧化剂,在水溶液中水解产生次氯酸,次氯酸可 使碘的阴离子氧化成碘分子(单质碘),后者可与蛋白质或多肽
分子上的酪氨酸等残基反应得以进行碘标记。
标记实例:放射性碘标记VIP蛋白质
方法:20℃条件下,在1.5ml锥形离心管内依次 加入以下试剂: (1)50mmol/L 蛋白质5μl (pH 7.5) (含蛋白质5μg) (2)0.3mol/L磷酸缓冲液(pH 7.5)25μl, (3)Na125I溶液37MBq, (4)新鲜配制的氯胺T水溶液4μl(4μg), 充分混匀反应40-50秒, 终止反应:加新鲜配制的偏重亚硫酸钠水溶液 4μl(8μg) , 标记混合物立即进行分离纯化:在硅胶薄板上层
特点:
• 生物合成法 可以制备一般的化学合成法难于合成的生物活性物质,
例如特定的旋光异构体等。 • 以 14C-CO2 作为唯一的碳源在密闭的有光照的容器里培养植物
(藻类等)合成碳水化合物和蛋白质(可得到有活性的L型氨基酸
光学异构体) • 不能定位标记,比活度低。
4、热原子反冲标记法
利用核反应产生放射性核素的高动能作用与有机化合物 分子发生反应,生成放射性核素的标记化合物 例如:3He(n,p)3H;
99mTc
脑显像剂
HMPAO
123I-多巴胺受体 11C-螺旋哌啶酮
/ 111In/ 186Re -McAb -受体, Octra 肽
肿瘤显像剂
123I/ 99mTc
显像剂
治疗药物
一、医用放射性核素的来源
临床应用的放射性核素可通过加速器生产、反应堆生产、从裂
变产物中提取和放射性核素发生器(generator)淋洗获得。
就是将放射性核素以一定的化学形式引入到物质的分子之 中,使之成为物质分子中的重要组成成分的一门技术。它 包括放射性核素的标记、分离、纯化和鉴定等步骤。
(一)标记常用方法
同位素交换法、 化学合成法、 生物化学合成法 热原子反冲标记法。
1. 同位素交换法
利用不同化学状态下,同一元素的两种同位素之间的互相 交换而制得所需标记化合物的方法。
1、加速器生产: 11C
13N
15O
18F
67Ga 201Tl
18O
(p, n) 18F
贫中子核素,无载体,价格高
RDS Eclipse 回旋加速器
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
是指以某一放射性核素活度占标记化合物体系中的
总放射性活度的百分比。
3. 放射性浓度(radioactive concentration)
是指单位体积的溶液中含有的放射性活度,以
Bq/L或Bq/ml表示。
4. 同位素标记与非同位素标记 •同位素标记(isotopic labeling)
利用与分子中原有原子相同元素的放射性同位素所进行的 标记。同位素标记所产生的放射性标记化合物可保持原有化 合物的性质。
特点
• 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。
3、应用:
治疗用放射性药物主要利用的是: 放射性核素发出射线产生的生物效应的机制达到治疗目 wenku.baidu.com。
要求: β- 射线 T1/2 较长 如 32P(1711 keV,14天) 131I(336 keV,8天)
适宜的射线能量和在组织中的射程是选择性集中照射病变
组织而避免正常组织受损并获得预期治疗效果的基本保
证。
定义: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。
是制备标记化合物的主要方法。
原则上凡能用化学合成法制备的各种化合物也可用相同的 方法制备标记化合物,二者原理相近,但也有差别。 不同之处在于: ①合成的路线可能不同。 ②合成所需要的前体常需自行合成。 ③需要考虑放射性核素标记的位置。 ④为了提高放射性核素利用率,常在合成的最后一、
2. 乳过氧化物酶法(LPO)
原理:过氧化物酶法是以过氧化物酶作为催化剂和微量H2O2作用,
放出新生态氧,从而将离子碘(I-)氧化成单质碘,由此标记蛋白 或多肽分子,这样的标记也称之为酶促标记。 过氧化物酶有多种,常用的过氧化物酶是乳酸过氧化物酶,其次是 葡萄糖氧化酶。乳酸过氧化物酶,它适应的pH值较宽(4.0-8.5),
60Co针:治疗食道癌
Na131I, ,治疗甲状腺癌
32P-Na 3PO4,
, 白血病、淋巴瘤
BNCT, 10B(n,)7Li, 脑神经胶质瘤
显像药物:
201TlCl 18F-FDG
异氰类:MIBI, TBI-99mTc 心肌显像剂 TcN类, NOET 焦磷酸类:Tc-P53 硝基咪唑类
方面显示出独特优势 。
常用的正电子放射性核素的制备
2、反应堆生产:
99Mo 125I 131I 3H
89Sr
133Xe 186Re 153Sm
32P
14C
98Mo(n,) 99Mo
富中子核素,有载体,价格低
3、裂变产物提取 99Mo 131I
133 Xe
4、放射性核素发生器:
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