檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)系列標(biāo)記化合物與放射性藥物

1、（1）放射性試劑（radioactive agent）診斷用放射性藥物 (Diagnostic Pharmaceutical ) 診斷用藥 顯像劑(示蹤劑) 要求： 射線，能量100-300Kev T1/2：10小時(shí)左右 組成： 放射性核素與被標(biāo)記物 例: 99mTc MDP 放射性核素 非放射性載體 (示蹤) (導(dǎo)向)治療用放射性藥物 (Therapeutic Pharmaceutical ) 要求： - 射線 T1/2 較長(zhǎng) 如 32P（1711 keV，14天） 131I（336 keV，8天）適宜的射線能量和在組織中的射程是選擇性集中照射病變組織而避免正常組織受損并獲得預(yù)期治療效果的基

2、本保證。特點(diǎn) 放射性藥物的輻射作用有一定的范圍，即使不直接進(jìn)入病變細(xì)胞內(nèi)，也可對(duì)鄰近的病變細(xì)胞產(chǎn)生致死殺傷作用。 由于放射性藥物的選擇性靶向作用，在體內(nèi)可達(dá)到高的靶/非靶比值，明顯減少對(duì)正常組織的損傷。 放射性藥物持續(xù)照射釋放超分割的劑量，可以更有效地殺傷腫瘤和減少正常組織的損傷。 顯像藥物：201TlCl心肌顯像劑異氰類：MIBI, TBI-99mTcTc N類， NOET焦磷酸類：Tc-P53硝基咪唑類腦顯像劑18F-FDGHMPAO123I-多巴胺受體11C-螺旋哌啶酮腫瘤顯像劑99mTc / 111In/ 186Re -McAb123I/ 99mTc -受體, Octra 肽顯像劑治療

3、藥物臨床應(yīng)用的放射性核素可通過加速器生產(chǎn)、反應(yīng)堆生產(chǎn)、從裂變產(chǎn)物中提取和放射性核素發(fā)生器（generator）淋洗獲得。 1、加速器生產(chǎn)： 11C13N15O18F67a201Tl18O (p, n) 18F貧中子核素，無載體，價(jià)格高 RDS Eclipse 回旋加速器 醫(yī)用回旋加速器（cyclotron）和其它各種正電子顯像儀器的問世及推廣應(yīng)用，11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性核素的應(yīng)用也逐年增多，在研究人體生理、生化、代謝、受體等方面顯示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì) 。常用的正電子放射性核素的制備4、放射性核素發(fā)生器：99Mo-99mTc發(fā)生器188W-188Re發(fā)生器 82Sr-82Rb發(fā)生

4、器68Ge-68Ga發(fā)生器81Rb-81mKr發(fā)生器裂變型發(fā)生器： Al2O3凝膠型發(fā)生器： ZrMoO399Mo-99mTc 發(fā)生器 含帶有絡(luò)合基團(tuán)的藥物、還原劑SnCl2、保證pH值的緩沖物質(zhì)、輔劑的凍干品。99Mo-99mTc 發(fā)生器配套藥盒 被標(biāo)記物是指由有機(jī)或無機(jī)化學(xué)合成和經(jīng)藥物檢測(cè)符合人體用藥要求的“凍干品”和/或藥盒，且經(jīng)各種化學(xué)和物理檢測(cè)方法（熔點(diǎn)測(cè)定、元素分析、紅外光譜、1H和13C核磁共振譜、化學(xué)或場(chǎng)解吸質(zhì)譜及X線晶體衍射分析等）對(duì)其進(jìn)行印證。就是將放射性核素以一定的化學(xué)形式引入到物質(zhì)的分子之中，使之成為物質(zhì)分子中的重要組成成分的一門技術(shù)。它包括放射性核素的標(biāo)記、分離、純化

5、和鑒定等步驟。（一）標(biāo)記常用方法 利用不同化學(xué)狀態(tài)下，同一元素的兩種同位素之間的互相交換而制得所需標(biāo)記化合物的方法。只有在特定條件下（例：加熱、加壓或加催化劑等pH值）獲得的放射性核素標(biāo)記化合物，才能在常溫常壓下穩(wěn)定存在。特點(diǎn)： 同位素交換法制備標(biāo)記化合物不需要前體，方法簡(jiǎn)便，易于操作，適宜于稀有、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物的標(biāo)記。 但總體來說，較難制得高比活度標(biāo)記化合物，其穩(wěn)定性也較差。2. 化學(xué)合成法 定義：通過各種化學(xué)反應(yīng)，將放射性核素引入到待標(biāo)記化合物特定位置上的標(biāo)記方法。 是制備標(biāo)記化合物的主要方法。 原則上凡能用化學(xué)合成法制備的各種化合物也可用相同的方法制備標(biāo)記化合物，二者原理相近，但也

6、有差別。 不同之處在于：合成的路線可能不同。合成所需要的前體常需自行合成。需要考慮放射性核素標(biāo)記的位置。為了提高放射性核素利用率，常在合成的最后一、二步引入放射性核素。特點(diǎn)：化學(xué)合成法能制備高比活度的標(biāo)記化合物，標(biāo)記位置明確，穩(wěn)定性佳，產(chǎn)品易于純化。3. 生物合成法 利用生物的生理代謝或離體酶的生物活性將簡(jiǎn)單的放射性物質(zhì)在活體內(nèi)或試管中轉(zhuǎn)化成為具有生物活性的放射性核素標(biāo)記化合物。 生物合成法包括全生物合成法和酶促合成法兩類。前者是利用生物整體或某一器官的生理活動(dòng)在活體內(nèi)進(jìn)行的合成，后者則利用生物組織中某一種或幾種酶在試管中參加生化反應(yīng)來制備標(biāo)記化合物。特點(diǎn)： 生物合成法 可以制備一般的化學(xué)合成

7、法難于合成的生物活性物質(zhì)，例如特定的旋光異構(gòu)體等。 以 14CCO2 作為唯一的碳源在密閉的有光照的容器里培養(yǎng)植物（藻類等）合成碳水化合物和蛋白質(zhì)（可得到有活性的L型氨基酸光學(xué)異構(gòu)體） 不能定位標(biāo)記，比活度低。 利用核反應(yīng)產(chǎn)生放射性核素的高動(dòng)能作用與有機(jī)化合物分子發(fā)生反應(yīng)，生成放射性核素的標(biāo)記化合物 例如：3He(n,p)3H; 14N(n,p)14C等反應(yīng)中生成的放射性核素取代有機(jī)化合物分子中相應(yīng)的穩(wěn)定性原子。4、熱原子反沖標(biāo)記法（二）幾個(gè)常用的概念2. 放射核素純度(radionuclide purity) 是指以某一放射性核素活度占標(biāo)記化合物體系中的總放射性活度的百分比。3. 放射性濃度

8、（radioactive concentration） 是指單位體積的溶液中含有的放射性活度，以Bq/L或Bq/ml表示。 四、蛋白質(zhì)/多肽的碘標(biāo)記技術(shù)基本原理：將離子碘氧化成單質(zhì)碘，單質(zhì)碘與蛋白質(zhì)或多肽分子中的酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基上的苯環(huán)或咪唑環(huán)反應(yīng)，取代上面的氫，形成放射性碘標(biāo)記化合物。環(huán)烴比直鏈烴易標(biāo)記。根據(jù)氧化劑的不同，分成各種碘標(biāo)記方法。常用125I 碘標(biāo)記容易，在一般的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)即可進(jìn)行。125I 半衰期60d，足夠標(biāo)記生產(chǎn)，運(yùn)輸，使用，有足夠的貨架期。125I 放出X線和射線，測(cè)量容易。125I 放出俄歇電子，可做病變組織局部?jī)?nèi)放射治療。（一）直接標(biāo)記法1. 氯胺-T法原理：

9、 氯胺-T（Chloramine-T），化學(xué)名叫：N-氯代對(duì)甲苯磺酰胺鈉鹽，是一種較溫和的氧化劑，在水溶液中水解產(chǎn)生次氯酸，次氯酸可使碘的陰離子氧化成碘分子（單質(zhì)碘），后者可與蛋白質(zhì)或多肽分子上的酪氨酸等殘基反應(yīng)得以進(jìn)行碘標(biāo)記。Na*I氧化I * + I2 *NHCH2OH+*I + (*I2)+ OHCH2NH*ISO2NCH3SO2NNa+ClNa+ClNNNNpolystyreneO OClClClClChTIodobeadIodogen標(biāo)記實(shí)例：放射性碘標(biāo)記VIP蛋白質(zhì)方法：20條件下，在1.5ml錐形離心管內(nèi)依次加入以下試劑：（1）50mmol/L 蛋白質(zhì)5l (pH 7.5) (含

10、蛋白質(zhì)5g）（2）0.3mol/L磷酸緩沖液(pH 7.5)25l，（3）Na125I溶液37MBq，（4）新鮮配制的氯胺T水溶液4l(4g)， 充分混勻反應(yīng)40-50秒，終止反應(yīng)：加新鮮配制的偏重亞硫酸鈉水溶液4l(8g) ，標(biāo)記混合物立即進(jìn)行分離純化:在硅膠薄板上層析,展開劑為氯仿:甲醇=7:3，計(jì)算碘標(biāo)記率，根據(jù)直接法計(jì)算標(biāo)記VIP的比活度。葡聚糖凝膠拄分離標(biāo)記蛋白和未標(biāo)記的游離放射性碘3. 固相氧化法SO2NCH3SO2NNa+ClNa+ClNNNNpolystyreneO OClClClClChTIodobeadIodogen標(biāo)記實(shí)例：蛋白質(zhì)標(biāo)記(二) 間接標(biāo)記法（聯(lián)接標(biāo)記）HOCH

11、2CH2COONOO( N - SHPP )Na*IOONOCH2CH2CHOO*IP - NH2*IOHOCH2CH2CNHP碘可標(biāo)記核酸，蛋白質(zhì)，膽固醇，受體，配體等 99mTcO4- 還原 99mTc+1+5 藥物：帶有或引入絡(luò)合基團(tuán)。藥物（絡(luò)合劑）+ 99mTcO4- +SnCl2 適宜條件 99mTc-藥物+少量99mTcO4-+少量 99mTc-Sn膠體單克隆抗體的標(biāo)記99mTcO4-/H2O 99mTcL 99mTcL1 L+還原劑L1+還原劑L3. 間接標(biāo)記法雙功能絡(luò)合劑：含有一個(gè)可與金屬離子絡(luò)合的基團(tuán)和可與抗體共價(jià)結(jié)合的基團(tuán)。cDTPA、HYNIC（肼基聯(lián)氨基煙酰胺）、MAG

12、3NNSNOOHHCOHCOC6H5O-O99mTcO4-+SnCl2pH=11.7OO-COOONSNN99mTc-OEDCpH=6O99mTc-NNSNOOOCOO99mTc-NNSNOOOCOOHFFFFOFFFFAb-NH2pH=9.5NHAbMAG3六、放射性銦六、放射性銦111In標(biāo)記標(biāo)記1. 直接標(biāo)記 銦的最穩(wěn)定的價(jià)態(tài)是3價(jià)，可以與含配位基團(tuán)的分子絡(luò)合，形成配位數(shù)為6(少數(shù)為5)的絡(luò)合物。2. 間接標(biāo)記 通過雙功能螯合劑進(jìn)行標(biāo)記，一般用于單克隆抗體與多肽的標(biāo)記。常用DTPA雙環(huán)酐 ( CDTPA ) 作為雙功能螯合劑，但在體內(nèi)放射性銦容易脫落而濃聚在肝中。1、放射性雜質(zhì)的來源 ：

13、標(biāo)記和貯存中產(chǎn)生。貯存過程中產(chǎn)生放射性雜質(zhì)的原因主要是輻射自分解。因此，放射性核素標(biāo)記產(chǎn)物，必須進(jìn)行必要的純化，使用前也應(yīng)進(jìn)行放射化學(xué)純度的監(jiān)測(cè)，根據(jù)有無分解進(jìn)行純化。 產(chǎn)品的放射性計(jì)數(shù)放射化學(xué)純度 (%) = 放射性總計(jì)數(shù).3、標(biāo)記物的鑒定（1）放射化學(xué)純度的測(cè)定常用的方法有：放射性紙層析或薄層層析法，放射性高效液相層析法和放射性凝膠電泳法。其中，放射性凝膠電泳法常用于蛋白質(zhì)和多肽的放射化學(xué)純度鑒定，聚丙烯酰胺凝膠電泳是常見的凝膠電泳方法。凝膠電泳除了一般的電泳分離的電荷效應(yīng)外，還兼有凝膠的分子篩效應(yīng)，因此，在聚丙烯酰胺凝膠電泳中，各種蛋白質(zhì)的遷移率取決于它們的凈電荷多少，以及分子的大小和形

14、狀等因素。（2）生物活性的鑒定4、標(biāo)記物的質(zhì)量控制 性狀（1）物理性質(zhì)檢測(cè) 放射性活度 放射性核純度 pH值（2）化學(xué)性質(zhì)檢測(cè) 化學(xué)純度 放射化學(xué)純度(一) 紙層析法（paper chromatography, PC）(二）薄層色譜法（TLC） 固定相：硅膠板(三）高效液相色譜（HPLC） 分離速度快、分離效率高放射化學(xué)純度測(cè)定方法目的要求 了解放射性標(biāo)記化合物的定義和原理。 了解同位素標(biāo)記和非同位素標(biāo)記。 掌握放射化學(xué)純度和放射性核素純度的定義和聯(lián)系；了解標(biāo)記化合物的純度鑒定。 了解標(biāo)記化合物的方法；掌握碘標(biāo)記化合物的標(biāo)記原理和方法。 了解放射性藥物的定義、分類；了解放射性藥物對(duì)核素的要求。診斷用放射性藥物 (Diagnostic Pharmaceutical ) 診斷用藥 顯像劑(示蹤劑) 要求： 射線，能量100-300Kev T1/2：10小時(shí)左右 組成： 放射性核素與被標(biāo)記物 例: 99mTc MDP 放射性核素 非放射性載體 (示蹤) (導(dǎo)向)特點(diǎn)： 生物合成法 可以制備一般的化學(xué)合成法難于合成的生物活性物質(zhì)，例如特定的旋光異構(gòu)體等。 以 14CCO2 作為唯一的碳源在密閉的有光照的容器里培養(yǎng)植物（藻類等）合成碳水化合物和蛋白質(zhì)（可得到有活性的L型氨基酸光學(xué)異構(gòu)體） 不能定位標(biāo)記，比活度低。2. 放射核素純度(radionuclide puri