4、放射性核素标记化合物

1、第四章 放射性核素标记化合物 1 基本概念 一、几个重要参数 1、放射性浓度(radioactive concentration)：指单位体积的溶液中所含有的放射性活度。以Bq/L或Bq/ml等表示。 2、放射化学纯度(radiochemical purity)：指所指定（规定化学形式）的放射性标记化合物的放射性活度占该样品的总放射性活度的百分比。要求放化纯度要达到95%以上。,3、放射性比活度：已讲过。 4、放射性核素纯度：是指特定的放射性核素的放射性活度占总放射性活度的百分比。 放射性核纯度(%)=特定放射性核素的活度/样品的总放射性活度100% 一般要求放射性核素纯度要达到99%以上。,

2、二、同位素标记与非同位素标记 1、同位素标记(isotopic labeling)： 指化合物中的某一稳定核素被其放射性同位素置换。比如用3H取代化合物分子中的1H。 2、非同位素标记(non-isotopic labeling)： 采用并非原化合物所含元素的放射性核素进行标记而称之。如蛋白质用131I或125I标记，所得标记物与原来化合物不完全相同。,三、定位标记与非定位标记 1.定位标记(specific labeling)： 指标记原子标记在化合物的指定位置上，以符号“S”表示。例如1(S)- 14C-醋酸，表示14C标记在醋酸羧基碳上，即CH314COOH。 2.非定位标记(non-s

3、pecific labeling)： 指标记原子可标记在化合物分子的任意部位上。它又可分为均匀标记和全标记。,3.均匀标记(uniform labeling) 是指放射性原子均匀地分布于分子中，以“U”表示。 4.全标记(general labeling) 是指放射性核素的原子随机地无严格定位地分布于被标记化合物分子结构上，以“G”表示，又称普通标记。如用同位素交换法制备氚标记化合物，标记分子中的所有氢原子都可被取代，但机率各不相同。如G-3H-胆固醇。,四、双标记及多标记(double labeling and multiple labeling) 指在化合物分子的不同部位，引入二种或二种以

4、上元素的同位素原子(如3H、14C)或引入一种元素的两种或两种以上同位素原子。双标记及多标记在同一机体或离体组织中可以同时观察两个指标。,2 放射性核素标记化合物的制备,一、放射性核素标记化合物的制备 1、同位素交换法：将需要标记的化合物AX和放射性化合物BX*在一定的条件下混合，X与X*之间发生交换反应生成标记化合物AX*，反应式如下： AX+BX*AX*+BX 比如125I-邻碘马尿酸钠就是采用该方法（密封容器中，油浴155条件下）制备的。,2、化学合成法： 包括单纯核素标记法和络合物形成法。以简单的放射化合物作原料，通过一定的化学反应后，把放射性原子结合在指定的位置上，得到所需要的，带放

5、射性的化合物。该法是放射性标记化合物制备的主要方法。 3、生物合成法 是将简单的放射性化合物在体内或体外置于生物(动植物或微生物)生长的环境中，利用生物体在代谢过程中对它的吸收利用而制得某些标记化合物。,二、放射性碘标记化合物的制备 (一)、碘的同位素及125I的特性：碘元素的同位素较多，常用的有131I和125I，其次是123I。125I是广泛用于体外放射分析试剂的标记制备，它的特点是，T1/2为60天，核丰度高(95%)，能发射28 kev和35 kev能量的射线(能量不高)，稳定好。 (二)、碘标记化合物的制备：碘标是最常用的标记方法，除了生产单位生产碘标记化合物，实验室还可自己标记。,

6、氯胺-T法是放射性碘标记化合物的制备的最常用的方法，此方法简单，标记率高，重复性好，常用于蛋白质、多肽等化合物的标记，为一般实验室首选方法。 氯胺-T(化学名称是：N-氯代对甲苯磺酰胺钠盐)是一种氧化剂，能使放射性NaI溶液中的碘阴离子(I-)氧化成碘分子(I2)，然后取代酪氨酸残基芳香环上的氢。,3 放射性标记化合物的纯化与鉴定,一、标记率的测定 所谓标记率就是指放射性核素被标记到待标记化合物上的量占放射性总的投入量的百分比，即：标记率(%)=标记物的放射性/投入的总放射性100%。 二、标记物的分离纯化：最常用的是色谱法，又叫层析法，主要有纸层析、薄板层析、柱层析等，其中柱层析法中的凝胶过

7、滤法是一种高效、温和的纯化方法，在蛋白和肽类的标记化合物的纯化中得到广泛的应用。,三、标记物的鉴定 (一) 放射化学纯度：包括放射性纸层析法、放射性高效液相层析法、放射性凝胶电泳法等。 (二) 放射性浓度：取1ml产品，测其放射性活度，即为放射性浓度，单位为Bq/ml。 (三) 放射性比活度测定： 采用直接测定法，即将纯化后的标记物配成合适的溶液，测量其放射性浓度（Bq/L）及其化学纯度（mmol/L）。 放射性比活度=放射性浓度/化学纯度（Bq/mmol）,四、生物活性、免疫活性测定: 标记物制备过程中的各种因素都可能导致生物活性、免疫活性的改变，因此，生物活性、免疫活性测定是一个重要的质量

8、指标。生物活性、免疫活性测定，需要根据标记物的生物性质，以及示踪实验的具体要求而定。例如，免疫活性测定可以通过测定抗原和抗体的结合率来比较；受体配基的生物活性则可以通过受体与配基的结合率来说明。,4 放射性标记化合物的辐射自分解,由于标记化合物分子所含放射性核素电离辐射的作用，致使标记化合物本身的结构被破坏而丧失原有特性的现象，统称为辐射自分解(autoradiolysis)。 一、辐射自分解的方式 1、初级内分解(primary internal decomposition)：指标记核素本身的衰变，引起带有该核素的标记物分子结构发生变化，目前还不能人为加以控制。,2、初级外分解(primar

9、y external decomposition):标记核素所发出的射线直接作用于标记化合物分子，造成电离、激发或化学键断裂。比放射性愈高，标记分子愈集中，这种作用愈明显。 3、次级分解(secondary decomposition)：射线首先作用于标记化合物临近的分子(如水分子)，使其产生激活物质或称自由基，这些自由基化学性质活泼，可以作用于标记化合物分子，产生断键、氧化及分解作用。,二、影响辐射自分解的因素 1、与标记化合物吸收射线能量的效率有关：电离密度越大，吸收射线能量的效率越高。如射线电离密度比射线小得多，引起的辐射自分解也小得多。同为射线，但能量不同，吸收的效率也不同。例如32P与3H同为射线，前者能量大于后者，后者的射程短，射线的能量几乎全部或大部分为自己或相邻的分子所吸收，所以3H的辐射自分解大于32P。,2、与标记化合物的比活度有关：标记化合物的比活度愈高，化合物分子愈集中，它们相互间也就愈易受到自身射线的照射而使辐射自分解加重。 3、与标记化合物的纯度有关：杂质的存在，特别是那些容易被电离辐射所激发、分解、产生自由基的杂质，可加速辐射自分解，且随着时间的延长而逐渐加快。,三、控制辐射自分解的方法