同位素標記第四章

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

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

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

4、特定位置上，而實際標記結果未作鑒定，或鑒定結果在特定位置上的標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定位標記,n – [3-I*] – IBZMD2 受體顯像劑名義定位標記,一、基本概念,4. 全標記（general labelling）與均勻標記（uniform labelling） 全標記指標記分子中所有穩(wěn)定位置上的氫都可能被標

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

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

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

8、提高標記物的穩(wěn)定性和放化純度,四、放射性標記化合物的制備方法,化學合成法（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定的合成路線一步一步合成復雜的有機化合物。優(yōu)點：標記合成可預先設計；反應易于控制，有較好的重現(xiàn)性；產品的比活度、放化純度較高。,四、放射性標記化合物的制備方法,化學合成法（chemical synthesis method）1.逐步合成法缺點：制備復雜

9、放射性標記物時，步驟多，流程長，副反應多，純化困難。應用：*C標記有機化合物的制備（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多巴胺受體結合，作為D2受體顯像（神精分裂、帕金森癥等）,四、放射性標記化合物的制備方法,化學合成法（chemical synthesis method）2.加成法利用具有雙鍵或三鍵的不飽和有機

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結合到前體上，達到標記目的的。應用：氚標記；鹵族放射性核素的標記,例：18F-FDG的制備,四、放射性標記化合物的制備方法,化學合成法（chemical synthesis method）3.取代法是指有機化合物分子中的原子或原子團被放射性核素或其原子團所置換而達到標記目的的應用：氚標記；放射性碘的標記,例：125I－人工纖維蛋白原的標記（檢測血栓和腫瘤）,四、放射性標記化合物

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

12、先把某種雙功能螯合劑結合到欲標記分子上，再將放射性核素標記到此螯合劑上，由此形成穩(wěn)定的放射性標記復合物。應用：常用于多肽、蛋白類物質的金屬放射性核素標記,例：111In標記單克隆抗體（McAb）,四、放射性標記化合物的制備方法,生物合成法（ biosynthesis method）是利用動物、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在體內或體外引入化合物中而制得所需標記物的。應用：合成具有生物活性的放射性核素

13、標記的激素、蛋白質、糖等化合物,四、放射性標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，用強光照射數分鐘，通過自動分離裝置得到11C-葡萄糖。時間30min,產率50％，可用于臨床。,四、放射性標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）法碘標記蛋白,四、放射性標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狀態(tài)之間發(fā)生交換反應制備標記化合物.X,X*: 分別為同一元素的穩(wěn)定同位素和放射性同位素AX:為欲標記化合物BX*: 為放射性同位素的簡單化合物,四、放射性標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）氚標記的常用方法，基本原理是將欲標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氚－氫發(fā)生交換反應，從而得到氚標記物交換反應可能有如下幾種情況反沖氫原子與欲標記物分子之間的反應,四、放射性標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、的氚原子與欲標記物分子之間的反應3.被氚輻射激活或離子化的欲標記物分子與氚之間的反應,四、放射性標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：鄰碘馬尿酸的標記,四、放射性標記化合物的制備方法,金屬絡合法（ metal complexing method） 采用金屬放射性核素形成絡合

17、物的方法進行標記。 常用此法的金屬放射性核素： 99mTc, 67/68Ga, 111In, 188/186Re, 153Sm等,四、放射性標記化合物的制備方法,金屬絡合法（ metal complexing method） 以99mTc為例（1）特點標記反應對試劑濃度、pH值、反應溫度等條件敏感。中心核及價態(tài)，配位形式可隨反應條件的不同而不同例如DMSA（二巰基丁二鈉）與99mTc的標記反應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、放射性標記化合物的制備方法,金屬絡合法（ metal complexing method） 以99mTc為例（2）直接標記例如：,四、放射性標記化合物的制備方法,金屬絡合法（ metal complexing method） 以99mTc為例（2）配體交換例如：,四、放射性標記化合物的制備方法,金

19、屬絡合法（ 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，對于四齒配體，原子與锝的配位能力： S4> S2N2 > N2O2 > O4,五、放射性標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 放射性標記化合物的質量鑒定,質量鑒定包括：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。