检验核医学：放射性核素标记化合物.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,放射性核素标记化合物,Radionuclide Labeled Compounds,几种常见的放射性核素标记化合物的制备,放射性标记化合物的纯化与鉴定,放射性标记化合物的辐射自分解与贮存,如何研究抗鼻咽癌细胞,CNE,2,的单克隆抗体,BAC,5,在荷瘤裸鼠体内的分布特性？,制备标记化合物（包括标记、纯化和鉴定,),体内示踪,应用思考,:,概念,放射性核素标记化合物,:,分子中某一原子或某些原子被放射性核素所取代的化合物,.,mcAb,125,I-mcAb,CaCl,2,45,CaCl,2,TdR,3,H-TdR,DG,14,C-DG,特点：相同生物学特性,稳定性,可探测（追踪）,一、放射性标记化合物的制备,放射性核素的选择,放射性标记化合物制备的基本方法,1.,放射性核素的选择,射线性质：,显像,：,射线，,E,100,150keV,，半衰期短,治疗,：,、,射线，能量高,半衰期适中,实验研究,：,、,射线，能量低，半衰期长,标记要求、价格,标记物的稳定性,常用标记放射性核素主要性质,核素,3,H,14,C,35,S,32,P,131,I,125,I,衰变方式,能量（,MeV,）,0.0186,0.156,0.167,1.711,0.365,0.0355,0.027,半衰期,12.33y,5730y,87.4d,14.28d,8.04d,60.2d,2.,放射性标记化合物制备的基本方法,同位素交换法,将某一放射性核素或其化合物和待标记的化合物中,相同元素,的非放射性核素进行,交换反应,.,RH+T,2,RT,氚气曝射交换法：,3,H-,秋水仙碱,K,14,C,N H,2,O,CH,3,CHO CH3-CH-,14,C,N CH3-CH-,14,C,OOH,NH,3,NH,2,NH,2,催化加氢、催化卤素置换、氚化金属还原,化学合成标记,应用放射性核素的原料，通过各种,化学反应,，将放射性核素标记到待标记化合物的特定位置。,H,3,32,P,O,4,DNA,DNA-,32,P,culture,生物合成标记,利用动物、植物、酶和微生物的,生理代谢过程或生物活性,，将简单的放射性物质在体内或体外引入所需化合物。,络合物,/,螯合物生成法,根据,金属离子,容易生成络合物或螯合物的原理,将放射性金属离子和具有特定功能的化合物进行,络合或螯合反应,.,二、几种常见放射性核素记,化合物的制备,放射性碘标记物的制备,14,C,标记化合物的制备,氚标记化合物的制备,核素,半衰期,主要射线及能量,(MeV)(%),123,I,13.0h,EC:E=0.159(85),E=0.564(18),125,I,60d,EC:E=0.0355(6.7),E=0.027(119),E=0.031(26),127,I,稳定,无辐射,131,I,8.04d,-,:E=0.336(13),E=0.336(86),:E=(81),E=(7.2),常用的放射性碘的同位素,1.,蛋白质（多肽）的碘标记,氯胺,T,法原理,氧化剂使碘化物（,125,I,),氧化成分子态碘（,125,I,2,），而碘原子在,0,价或,1,价状态时就能直接取代肽链酪氨酸分子羟基旁边的氢原子。,氯胺,-T(Chloramine-T),化学名,:N-,氯代对甲苯磺酰胺钠盐,是一种较温和的氧化剂,在水溶液中水解产生次氯酸,次氯酸使碘的阴离子氧化成碘分子,.,氯胺,T,标记方法,反应液的组成,：,Na,125,I 74MBq,（,10l,）,BAC,5,5g,（,10l,）,磷酸盐缓冲液（,pH7.4,）,30l,氯胺,T,100g,（,10l,）,混合，室温反应,1,3min,加,Na,2,S,2,O,5,200g,（,0.2ml,）终止反应,。,固相氧化法,(Iodogen,法,),标记率高、反应体积小,可用低浓度的,125,I,原料、活性损失小、稳定等优点，系常规的碘化方法之一。,原理,Iodogen(,四氯二苯基苷脲）,与氯胺,-T,同属氯酰胺类,对,I,-,离子的氧化反应原理相同,.,难溶于水,可用二氯甲烷溶解,涂于试管壁,.,优点,:,标记过程中被标记样品不与,Iodogen,混合，标记后取出样品即停止反应，不使用任何还原剂,。,只在固相表面进行氧化反应,减少对标记物生物活性的损害,.,方法,标记之前，先把,Iodogen,溶于有机溶剂，涂于管底，并使之干燥。,标记时，将蛋白质溶液,10,20g/10l(0.5mol/L,pH7.5PB),置于反应管中，反应管置于冰浴中。在温和的连续的搅拌下,10min,，从反应管中转移出反应混合液，使其反应停止,。,碘标记的两个前提,:,待待标记物有易被碘原子结合或取代,的基团如酪氨酸残基等,必须先把,125,I,-,氧化成,125,I,2,标记实验的特殊要求：,制备原料价格较贵，必须充分利用。,采用微量或超微量技术，操作规模通常限制在,10,-6,10,-3,摩尔的较微量的水平上,应将放射性核素引入到化合物的稳定位置或指定位置上，并进行充分的分离和提纯。,2.,14,C,标记化合物的制备,核素,半衰期,衰变方式,射线能量,(MeV),11,C,20.38,分,+,0.968,12,C,稳定,-,13,C,稳定,-,14,C,5730,年,-,0.155,14,C,标记化合物的化学合成,例,:1-,14,C-,乙酸的制备,:,CH,3,OH CH,3,I CH,3,MgI CH,3,14,C,OOMgI CH,3,14,C,OOH,HI,Mg,14,C,O,2,需特定的原料或中间体,;,特殊微量操作和防护技术,;,合成步骤多,对复杂化合物的标记有困难,.,14,C,标记化合物的生物合成,14,C-,核酸,14,C-,核苷酸,小球藻,14,C-,小球藻,14,C-,蛋白质,14,C-,氨基酸,14,-,多糖,14,C-,葡萄糖和甘露糖,14,CO,2,光合作用,酶解,水解,水解,合成方法简单,可制备结构复杂,有天然活性的标记物,;,但分离纯化困难,标记率低,标记位置不能预先控制,.,3.,氚标记化合物的制备,核素,半衰期,射线及能量,(keV),1,H(H),氕,稳定,-,2,H(D),氘,稳定,-,3,H(T),氚,12.33,年,-,(Emax=18.6),氢的同位素,同位素交换法,RH+,T,2,R,T,+H,T,化学合成法,RCH=CH,2,RCH,T,CH,T,生物合成法,如：,3,H,TdR,T,2,三、放射性标记化合物的纯化与鉴定,标记率的测定,标记化合物的纯化、鉴定,标记化合物的鉴定,1.,标记率（,Labeled Rate),的测定,概念：放射性核素被标记到待标记化合物上的量占放射性核素投入量的百分比,.,标记率（）,100,放射性杂质的来源：,未被标记的游离的放射性核素,;,待标记样品中的不纯物被标记上,;,贮存时由于标记物本身的不稳定或者辐射自分解产生,纸层析（,paper chromatography),原理：,展开液中不同组分的位移速度不同,展开液,(chromatographic solution),：,2N HCl,：,5,KI,1:1,结果测量,分段测量,放射性扫描,放射自显影,SPECT,2.,标记化合物的纯化,目的：分离得到高放化纯度的标记化合物。,要求分离效率高、产品回收率高、条件温和、简便易行。,分子筛效应。小分子物质速度慢，大分子物质速度快,凝胶过滤层析法：,凝胶层析过程,层析柱：,sephadex G-25,淋洗曲线,淋洗液,:PBS,速度,:,自然状况,检测,:280nm(,蛋白峰,),其它分离纯化方法,3.,标记化合物的鉴定,放射化学纯度,（,radiochemical purity),所指定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,.,放化纯度,(%)=100%,标记物的放射性活度,样品总的放射性活度,方法,:,放射性纸层析或薄板层析,放射性高效液相层析,放射性凝胶电泳法,放射性浓度,（,radioactive concentration),单位体积的溶液中含有的放射性活度,.Bq/ml,放射性比活度：,单位质量放射性核素标记化合物中所含的放射性活度。,MBq/mmol,A,放射性活度,Y,标记率,W,化学量,生物活性和免疫活性的测定,四、放射性标记化合物的辐射自分解与贮存,辐射自分解的,概念,辐射自分解的方式,影响辐射自分解的因素,辐射自分解的控制,1.,概念,由于标记化合物分子所含放射性核素的,电离辐射,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称为辐射自分解,(Autoradiolysis,）。,后果：,产生放化杂质或化学杂质,2.,辐射自分解的方式,初级内分解,(primary internal decomposition),由核素本身的衰变引起,如,14,C,衰变为,14,N,导致分子破坏,初级外分解,(primary external decomposition),射线导致该分子或临近的同种分子化学键断裂,次级分解,(secondary decomposition),射线作用于溶剂分子,形成自由基等,导致分子的氧化和分解,.,3.,影响辐射自分解的因素,射线的种类和能量,:,低能,辐射自分解显著,标记化合物的比活度和浓度,:,比活度越高,次级外分解的频率越高,样品纯度及所用的溶剂,:,产生自由基的难易不同,储存温度,:,温度越低,辐射自分解越慢,4.,辐射自分解的控制,降低比活度,降低放射性浓度,加入自由基清除剂,降低贮存温度,思考题,放射性标记化合物的主要质量指标是什么,?,什么是辐射自分解,?,其影响因素有哪些,?,如何控制,?,