核医学 放射性标记化合物指南

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：
AX + BXO = AXO + BX 如：制备[G-3H]-河鱼屯毒素
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。 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1/2所需时间。
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一般反应3-5个半值期即可。 影响交换反应速率的因素： 温度、酸度、压力，所用溶剂 性质，反应的浓度及选用合适的催 化剂等。
常用测定方法：
1、纸层析法：混合样品中各组分的性质不同，
在固定相上的吸附能力和在流动相中的溶解度 不同，因此它们各自的移动速度不同，可在特 殊纸片上分离开。 常用：比移值Rf表示各组分的移动速度快慢。
Rf =
待测组分到原点的距离I 流动相前沿到原点距离L
意义：某标记物的 Rf 值在相同条件下稳 定不变。纸层析（薄板）层析示意图见 P90。标记率图见P91
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4、热原子反冲标记 及加速离子标记
利用核反应的反冲能，如14N（n,p） 14C等，14C具有反冲能与周围化合物可进 行相互作用而形成标记物。如果把核素 加速，轰击待标记物也能标记。
优点：可制备复杂化合物。 缺点：得率低，较繁杂。
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3 氚标记化合物合成（ H）
1.3H介绍：β，18.6KeV。。。。 2.氚的优点：来源丰富、弱-β、ARG 分辨率高，可观察亚细胞形态，标 记简单，得率高、比活度高、 T1/2 长、易运输、贮存安全。
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
①微波活化氚气； ②扩大样品反应截面； ③加入催化剂，提高比活度。
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催化交换法标记：将氚化溶液加入催化剂与待标
记物进行反应。
氚标化学合成法：适合于含前体的化合物，先
用氧化剂使之脱氢制成不饱各前体。然后操作如 下：前体（如烯烃、炔烃等）+ 氚气—氚标化合 物 催化卤素置换法：氚易在催化条件下与溴、碘 原子发生置换反应。 氚化金属还原法：定位标记。 氚标生物化成法：将氚标化合物经酶促作用， 转化为另外一种氚标记化合物。
然后分离纯化即可。
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本法优点：
效率高，重复性好，试剂价 格低易得，是常用碘标法。 （注意标记物是混合物） 分离方法：透析或凝胶过滤。
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CH-T标记实验应注意的问题
①氯胺-T临时配制； ②氯胺-T用量要适宜，过大免疫活性和生物 活性低，反之，标记率低； ③加入氯胺-T后尽快混匀； ④反应时间：0-24℃，1分钟左右； ⑤反应终止：偏重亚硫酸钠，约1.5倍CH-T量； ⑥反应体积小，使微量蛋白质保持高浓度， 保证碘化效应。 ⑦PH值，根据不同的蛋白决定（7.3-7.8）。
缺点 ：操作麻烦，二步反应，引入
异物，放射性碘利用率受一定影响。
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4、固相氧化法（ Iodogen）
Iodogen 在一定 PH 及温度范围内使用，在 水中溶解度极小。 将Iodogen的二氯甲烷溶液放入反应管中或 涂在小破片上，微微加热，使溶剂挥发后，反 应管下部或小玻片上就形成 Iodogen 薄膜，蛋 白质碘标记反应就在反应管中进行，或将小波 片“悬挂”入加有 Na125I 的细胞培养液中，可 使细胞表面的蛋白碘化。
优点：碘化效率高，对标记物的损伤程度小。
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5、核酸碘标记：
即探针，原理同上。 举例：DNA的125I标记技术。操作程序
①DNA常规提取纯化； ②DNA加热（70℃），分为单股DNA； ③用TLCL3将Na125I氧化产生125I2 ④调PH4.7，125I将取代嘧啶环上第 5位的碳原子， 形成共价结合的DNA单链。 ⑤降温，恢复双股DNA得125I-DNA； ⑥纯化。
放射性核素纯度及其检查
所需放射性核素的活度 放射性核素纯度（%）=------------------------样品的总放射性活度
%
（三） 放化纯度及鉴定：
3H 同位素交换法：直接将 3H 气体引入
待标记物，是不定位标记。
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优点：简单、方便。 缺点：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。 3H 气曝射交换：将化合物涂于 管底，然后抽真空、通入氚气，密 封反应。如秋水仙碱、喜树碱的 3H标记。
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该标记方法目前
有三项改进：
①3H-TdR，研究细胞增殖； ②药物、蛋白、核酸的标记示踪研究； ③细胞标记：如RBC标记，将分离的 RBC加入Na2 51CrO4约1850-2775KBq， 室温放置30分钟，以生理盐水洗涤， 就得51Cr-RBC，可测血容量或研究RBC 寿命。
一、放射性核素来源

主要通过人工核反应，从 反应堆和加速器中产生，90% 的放射性核素用于医学应用， 放射性核素必须经过必要的分 离纯化、等放射化学处理，经 鉴定放射性核纯度，并测定比 活度，才供使用。
2、薄层层析
原理
硅胶或氧化铝（固定相）：根据混合物 各组分的吸附力和分配系数不同而分开。 离子交换树脂（固定相）：根据各组分离 子电荷的性质和数量不同而分开。 聚酰胺：以各组分氢键吸附能力不同而 分开。
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展开实验注意问题
⑴层析纸长度，一般20cm左右，越长分离越好；
⑵展开剂要精心设计，选2-3种进行验证。要求：能把 混合物很好的分开，用时还要组成简单，粘度小，展开 快，展开后易挥发，价格低，易购买。
1，利用分子量不同的化合物间比活度的比较。 2，当某些化合物分子量不确定时，则以 单位重量所含放射性活度来表示。
制备和使用高比活度标记物注意：
a、受原料比活度和制备方法的限制； b、比活度越高，制备操作越难； c、比活度高时，氚标记物有辐射自分解。
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4、放射化学纯度：
指所需标记物的放射性（特定化学态）占 总放射性的百分值，一般要求95%以上。
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2、标记位置及命名：
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 线相联，如：1-14C-醋酸。 ①定位标记（符号S） 1-14C-醋酸 CH314C00H 14CH COOH 2-14C-醋酸 3 二者示踪基团不同，合成路线不同。
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②准定位标记（符号 n ）：预测可能在某 一位置，但不以能保证。 ③非定位标记 均匀标记（符号 u）： 放射性原子均匀地分布于分子中； 每一位置的标记概率相同。 全标记（符号G）： 如同位素交换制备氚标记，既不均 匀，又不定位，某一类原子被取代的概 率不相同，代表整个分子代谢，比活度 高，制备方法多。
6、32P、35P、33P的标记： 这三核素主要用于标 记核苷酸，而标记蛋白常 125 3 用 I、 H 。
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五、放射性标记化合物的纯 化与鉴定
（一）标记做完后需做三件事： 1、标记率测定 2、分离纯化； 3、产品质量鉴定； （二）标记率：放射性核素标到标记 物的量占投料总放射性的百分数。
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2、乳过氧化物酶法：
乳过氧化物酶有促进微量过氧化 氢对 125I- 的氧化作用生成 125I2 ，并 标记在蛋白质酪氨酸分子上。本法 应该注意：反应条件温和， H2O2只 需要极低浓度（ 1×10-3 mM ）因 而通常能保持标记化合物原有的生 物活性和免疫活性。
缺点：标记率低，20-40%
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优点：
简便，不需制备前体，无复 杂合成步骤； 待标记化合物用量少，（适 于标记稀有昂贵的复杂有机 物）； 可获较高比活度，放射性核 素利用率高。Fra bibliotek15缺点：
a 、中心原子往往用该法难以标记上，如氚、 碘常用于交换标记，而14C标记化合物由于 反应条件高，不易用此法制备。 b 、通常条件下能交换的系统，不一定都能 制备标记物。 c、仅有几个位置可交换，专一性差。 d 、原料含杂质也含交接位置，易形成放射 性杂质。
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二、标记化合物的概念：
1、对放射性核素的选择： ①半衰期； ②射线类型和能量； ③价格、防护； ④标记难易程度； ⑤同位素标记和非同位素标记。
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两个概念
同位素标记： 选用化合物中原有元素的同位素标 记：如14C、3H标记。 非同位素标记： 采用非原化合物中所含元素的放射 性核素，进行标记，如蛋白质用131I或 125I标记。 须严格控制标记方法使生物学行为 不改变或改变不大，方可用于示踪。
⑶点样斑大小适当。 ⑷点样斑不能碰到展开剂的液体。 ⑸层析缸要有盖，减少干扰。 ⑹分段测量，段的大小要一致； ⑺起跑点所在段也要测量。 ⑻高比活度样品点要加载体，减少吸附。
⑼避免反复点样，层析纸要自然晾干； ⑽最好能用标准样品做对照。 ⑾各段剂量值必须减本底。 标记率计算：P90 （三）分离纯化（为什么）？？？
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，
纯化方法
凝胶过滤法—— 分离标记蛋白与无机碘 离子交换法——分离短肽标记物 透 析 法——分离标记蛋白与小分子 亲和层析法——特异性好,保持生物活性 ConA吸附法——糖蛋白
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标记化合物主要质量指标（5个）
1，放射性核素纯度，2，放化纯度、3，放 射性比活度、4，生物活性5，免疫活性及 标记位置
放射性核素标记化合物
Radionuclide Labeled Compounds
定义
放射性核素标记化合物是化合物 分子中某一原子或某些原子被放射性 核素原子所取代的化合物，是进行机 体微量物质测定和示踪研究重要的分 析试剂和示踪剂。
要求：引入放射性核素后应该保持化
合物原有的理化、生物学性质不变。
标记物举例
3、联接标记法：
先用 Na125I 和氧化剂（ CH-T ） 碘化 酰化剂 3-( 对 - 羟基苯 ) 丙酸 -N 琥珀亚胺酯（ Bolton-Hunter 试剂 或BH） 再与 蛋 白质 分 子中 的 游离 氨基酸相结合引入蛋白质中。
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优点：
①避免蛋白质与氧化剂的接触； ②避免蛋白质与放射性碘的直接接触； ③防止碘源中有害物质对蛋白质的损伤； ④适用于标记缺乏酪氨酸的蛋白质或酪氨 酸在活性中心，引入碘原子后会引起蛋白 质的失活。
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四、一般实验室常用核素标记
（一）放射性碘标记物的一些概念
1、125I的特性：
①半衰期适中，商品化，易贮存， 处理容易。 ②类似低能γ射线，易测量，辐射 自分解小，标记物稳定性好。 2、 125I蛋白质、多肽的放射性碘标技 术：标记部位在络氨酸残基苯环上 的氢（氢被碘替代）。
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影响因素
①蛋白质分子中络胺酸残基的 数量及他们分子中暴露程度。 ②碘化物的用量，反应条件 （ PH 、温度、反应时间）、氧 化剂的性质。
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④双标记及多标记： 指在化合物分子的不同部位，引入
一种或二种以上元素的同位素原子或 引入一种元素的两种或两种以上的同位 素原子。 多标记的特点是： 示踪应用时，可在同一机体或离体组织 中同时观察两个指标，不仅减少工作量， 还可排除和减少由于个体差异引起的误 差。
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3 、比活度：每毫摩尔所含放射性活 度，mci或ci/mmol 应用注意：