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医用放射性标记化合物

医用放射性标记化合物. 显像. 治疗. 标记化合物（ labeled compound ）： 化合物中某一个或多个原子或其化学基团，被其 易辨认 的 同位素或其它易辨认的核素，或其基团 所取代而得到的产物。标记包括同位素标记和非同位素标记。. 一、概述.

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医用放射性标记化合物

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Presentation Transcript

  1. 医用放射性标记化合物

  2. 显像 治疗

  3. 标记化合物（labeled compound）：化合物中某一个或多个原子或其化学基团，被其易辨认的同位素或其它易辨认的核素，或其基团所取代而得到的产物。标记包括同位素标记和非同位素标记。

  4. 一、概述 • 标记化合物的命名无机化合物：只要在化合物名称前面标记核素的符号（如：131I-NaI），也可在分子式中直接注明标记核素（如：Na131I）。有机标记化合物：采用前置方括号命名法。即在标记化合物名称中表示标记核素所处部位之前，加一方括号，标明核素标记的位置与数目，希腊字母或词头以及标记核素的符号（如：25-羟基[26，27-甲基-T]维生素D3）。

  5. 分类

  6. 基本概念 • 同位素标记（isotopic labeling）化合物中的原子被其同位素原子取代，称为同位素标记。又称理想标记。如：131I-OIH和3H-TdR（3H-thymidine,3H-胸腺嘧啶）。

  7. 非同位素标记（non-isotopic labeling）用化合物组成以外的原子标记，称非同位素标记，又称非理想标记。如：131I-甲胎球蛋白，99Tcm –DTPA 。

  8. 定位标记（specific labeling）(S) 95%以上的标记原子限定在指定位置在指定位置。如：S-[5-T]尿嘧啶。

  9. 名义定位标记（nominal labelling）(n) 标记过程中从标记方法预测，标记原子应该在某特定的位置上，而实际结果未作鉴定，或特定位置上的标记物不能肯定大于95%。如：[6,7(n)-T]雌二醇。

  10. 全标记（general labeling）(G)它是指标记分子中所有稳定位置上的氢原子都可能被标记原子所取代，只是程度不同。如：[G-T]胆固醇。 • 均匀标记（uniform labeling）(U)统计学上标记原子均匀分布在标记化合物分子中。如[U-14C] 葡萄糖。

  11. 全标记和均匀标记皆为非定位标记，可得到较高比活度，但不能观察分子上特定原子的行为。全标记和均匀标记皆为非定位标记，可得到较高比活度，但不能观察分子上特定原子的行为。

  12. 双标记（double labeling）与多标记（multiple labeling） 化合物分子中的原子被两种或多种元素的同位素的原子以及被同一种元素的两种或多种同位素所取代。如：14C3H314CO13COOH15NH214CH2COOH • 可同时观察两个或多个指标，减少工作量，但制备难，价格贵。

  13. 放射性核素的选择 • 研究的目的（基础研究、诊断、治疗） • 诊断（、） • 治疗（、、e俄歇、eIT） • 核素的性质（物理化学性质、核性质） • 标记化合物的质量（标记率、比活度、纯度、测量） • 其它（价格、毒性）在化合物标记过程中，应优先考虑同位素标记，也可用非同位素标记。

  14. 医用放射性标记化合物的特点与制备要求特点：放射性医用放射性标记化合物的特点与制备要求特点：放射性 • 标记具有时间性 • 操作时需注意放射性污染和防护问题 • 废物处理很重要 • 不稳定性（包括分解、脱落、位移等）

  15. 要求：标记率高，回收未标记的放射性核素浓度低，需要微量及超微量技术（包括标记、分离、鉴定技术）尽量在标记的最后阶段引入放射性核素纯化要求：标记率高，回收未标记的放射性核素浓度低，需要微量及超微量技术（包括标记、分离、鉴定技术）尽量在标记的最后阶段引入放射性核素纯化

  16. 放射性标记化合物的制备方法 • 化学合成法(Chemical Synthesis Method) • 生物合成法(Biosynthesis Method) • 同位素交换法(Isotope Exchange Method) • 金属络合法(Metal Complexing Method) • 其它标记方法

  17. 化学合成法 （chemical synthesis method） 通过化学反应将放射性核素引入化合物中，可用来进行定位标记，但合成步骤较多。化学合成标记法又可分为： • 逐步合成法 • 加成法 • 取代法 • 间接标记法

  18. 逐步合成法：用最简单的含放射性核素的化合物按预定合成路线逐步合成复杂的有机化合物；逐步合成法：用最简单的含放射性核素的化合物按预定合成路线逐步合成复杂的有机化合物； • 反应易控制，有较好的重复性； • 收率、比活度、化学纯度、放射化学纯度高； • 制备复杂化合物时，步骤多，副反应产物多， 纯化困难。 （繁琐，但核素种类、位置、比活度可预先设计）

  19. 加成法（不饱和键） RCH=CH2+T2RCHTCH2T

  20. 取代法（置换法）有机化合物分子中的原子或原子团被放射性核素或其原子团取代，得到相应的标记化合物。氚标记：卤氚置换法。取代法（置换法）有机化合物分子中的原子或原子团被放射性核素或其原子团取代，得到相应的标记化合物。氚标记：卤氚置换法。

  21. 碘标记：氧化剂存在下，碘取代化合物中的氢。碘标记：氧化剂存在下，碘取代化合物中的氢。 常用的氧化剂： H2O2, 氯胺T (Chloramine-T, Ch-T), 溴代琥珀酰亚胺(N-Bromosuccinimide,NBS),乳过氧化物酶（lactoperoxidase, LPO）, 氯甘脲（Iodogen）。

  22. 酪氨酸残基的羟基邻位发生碘化反应

  23. 影响蛋白质碘化效率的因素 • 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（主要） • 碘化物的用量、反应条件（pH、温度、反应时间等）以及所用氧化剂的性质和量等。

  24. Ch-T(CH3C6H4SO2NClNa·χH2O, N-氯代对甲苯磺酸胺钠盐)。常用于标记蛋白质、肽和甾类化合物。Ch-T是强氧化剂，需加入还原剂偏重亚硫酸钠终止反应，标记率高，但降低活性。

  25. 标记过程中应注意的问题 • Ch-T水溶液遇光及暴露于空气中很不稳定，需临时配制 • Ch-T过量 74MBq---100μg • pH=7.3~7.8，磷酸盐缓冲容量足够 • 反应体积要小 • 混匀 • 反应时间（1~10min) • 偏重亚酸钠终止反应的量约为Ch-T的量1.0~1.5倍

  26. 溴代琥珀酰亚胺(N-Bromosuccinimide,NBS)

  27. LPO法 此法是利用LPO促进微量H2O2氧化I*-进行蛋白质碘化反应。 反应时间30~60min,加巯基已醇或用缓冲液稀释终止反应

  28. LPO法注意事项： • pH=4.0~8.5，范围较宽 • LPO量最好不超过总蛋白质用量的1%，以减少酶自身碘化而带入放射化学杂质 • 过氧化氢应保持低浓度，如高于0.1mmol/L，对酶的活性有抑制作用

  29. LPO的特点： • 优点：反应条件温和，标记化合物能保持原有的生物和免疫活性 • 缺点：标记率较低，一般20~40%；LPO酶本身可能被碘化。

  30. Iodogen法：氯甘脲（Iodogen）不溶于水，易溶于二氯甲烷等有机溶剂。标记之前，应先涂管；标记；终止标记。优点：固-液反应体系；弱氧化剂；无需加入还原剂。主要用于标记蛋白质和多肽（酪氨酸残基）。Iodogen法：氯甘脲（Iodogen）不溶于水，易溶于二氯甲烷等有机溶剂。标记之前，应先涂管；标记；终止标记。优点：固-液反应体系；弱氧化剂；无需加入还原剂。主要用于标记蛋白质和多肽（酪氨酸残基）。

  31. Iodogen标记过程 • 涂管 • 碘化

  32. 涂管 氮气 溶有Iodogen的二氯甲烷

  33. 碘化 Iodogen与蛋白质最适摩尔比为8：1，pH值为6.0~8.5，反应温度为0~室温，反应时间为2~20min。

  34. Iodogen法特点 • 标记率高 • 步骤简化, 条件宽松 • 固相氧化 , 损伤小 • 终止反应不加还原剂 ,损伤更小 • Iodogen不溶于水 , 直接对活细胞标记

  35. 另外，碘可与重氮化合物、有机硼化物和有机锡化物置换，实现碘标记。另外，碘可与重氮化合物、有机硼化物和有机锡化物置换，实现碘标记。

  36. 间接标记法1）Bolton-Hunter碘标记法：Ch-T法125I标记酰化剂3-（4-羟基苯）丙酸琥珀酰亚胺脂，再与游离的氨基酸残基（如赖氨酸残基）的氨基缩合。间接标记法1）Bolton-Hunter碘标记法：Ch-T法125I标记酰化剂3-（4-羟基苯）丙酸琥珀酰亚胺脂，再与游离的氨基酸残基（如赖氨酸残基）的氨基缩合。

  37. 2）双功能基团的螯合剂连接的标记（如90Y的标记）2）双功能基团的螯合剂连接的标记（如90Y的标记）

  38. 生物合成法（biosynthesis method）.全生物合成法(利用完整的生物或其某一个器官的生理代谢过程进行标记。).酶促合成法(利用生物组织中的特定酶促进标记前体物质的合成反应。) • 同位素交换法（isotope exchange method）AX+BX*=AX*+BX

  39. 金属络合法（metal complexing method）金属放射性核素：99Tcm, 67Ga, 113Inm, 201Tl等。标记特点：1 直接标记，形成络合物。目前99Tcm许多标记的药物以试剂盒的形式存在，SnCl2作为还原剂。2标记反应对试剂浓度、pH值、离子强度等反应条件极其敏感。络合物（complex compound, or coordination compound）螯合物（chelate） • 其它标记方法（略）

  40. 放射标记化合物的纯化方法 • 必要性标记化合物在标记过程中引入了 一些成份;标记化合物本身的不稳定性。 • 指标放射性纯度、放射化学纯度等。

  41. 纯化方法医用标记化合物的分离一般采用色谱法和电泳法分离。纯化方法医用标记化合物的分离一般采用色谱法和电泳法分离。 • 质量鉴定质量鉴定包括物理鉴定、化学鉴定和生物鉴定

  42. 单克隆抗体的标记（Monoclone antibody labeling）McAb由于具有特异的免疫反应，可很好地定位，在核医学得到了广泛应用，如放射免疫显像（RII），放射免疫治疗（RIT）。

  43. 标记技术直接标记法：是通过放射性核素与蛋白质上的碳原子形成共价键来实现的。Ch-T ------131I; 99Tcm-McAb,预锡化，使得抗体中的二硫键断开，变成疏基基团。间接标记法：借助于双功能键，单抗与螯合剂连接，而放射性核素与螯合剂结合，从而放射性核素标记抗体。在标记过程中，可加入适当的配体，防止放射性核素的水解。

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