1、第四章 放射性核素標記化合物 1 基本概念 一、幾個重要參數(shù) 1、放射性濃度(radioactive concentration)：指單位體積的溶液中所含有的放射性活度。以Bq/L或Bq/ml等表示。 2、放射化學純度(radiochemical purity)：指所指定（規(guī)定化學形式）的放射性標記化合物的放射性活度占該樣品的總放射性活度的百分比。要求放化純度要達到95%以上。,3、放射性比活度：已講過。 4、放射性核素純度：是指特定的放射性核素的放射性活度占總放射性活度的百分比。 放射性核純度(%)=特定放射性核素的活度/樣品的總放射性活度100% 一般要求放射性核素純度要達到99%以上。,

2、二、同位素標記與非同位素標記 1、同位素標記(isotopic labeling)： 指化合物中的某一穩(wěn)定核素被其放射性同位素置換。比如用3H取代化合物分子中的1H。 2、非同位素標記(non-isotopic labeling)： 采用并非原化合物所含元素的放射性核素進行標記而稱之。如蛋白質(zhì)用131I或125I標記，所得標記物與原來化合物不完全相同。,三、定位標記與非定位標記 1.定位標記(specific labeling)： 指標記原子標記在化合物的指定位置上，以符號“S”表示。例如1(S)- 14C-醋酸，表示14C標記在醋酸羧基碳上，即CH314COOH。 2.非定位標記(non-s

3、pecific labeling)： 指標記原子可標記在化合物分子的任意部位上。它又可分為均勻標記和全標記。,3.均勻標記(uniform labeling) 是指放射性原子均勻地分布于分子中，以“U”表示。 4.全標記(general labeling) 是指放射性核素的原子隨機地無嚴格定位地分布于被標記化合物分子結(jié)構(gòu)上，以“G”表示，又稱普通標記。如用同位素交換法制備氚標記化合物，標記分子中的所有氫原子都可被取代，但機率各不相同。如G-3H-膽固醇。,四、雙標記及多標記(double labeling and multiple labeling) 指在化合物分子的不同部位，引入二種或二種以

4、上元素的同位素原子(如3H、14C)或引入一種元素的兩種或兩種以上同位素原子。雙標記及多標記在同一機體或離體組織中可以同時觀察兩個指標。,2 放射性核素標記化合物的制備,一、放射性核素標記化合物的制備 1、同位素交換法：將需要標記的化合物AX和放射性化合物BX*在一定的條件下混合，X與X*之間發(fā)生交換反應(yīng)生成標記化合物AX*，反應(yīng)式如下： AX+BX*AX*+BX 比如125I-鄰碘馬尿酸鈉就是采用該方法（密封容器中，油浴155條件下）制備的。,2、化學合成法： 包括單純核素標記法和絡(luò)合物形成法。以簡單的放射化合物作原料，通過一定的化學反應(yīng)后，把放射性原子結(jié)合在指定的位置上，得到所需要的，帶放

5、射性的化合物。該法是放射性標記化合物制備的主要方法。 3、生物合成法 是將簡單的放射性化合物在體內(nèi)或體外置于生物(動植物或微生物)生長的環(huán)境中，利用生物體在代謝過程中對它的吸收利用而制得某些標記化合物。,二、放射性碘標記化合物的制備 (一)、碘的同位素及125I的特性：碘元素的同位素較多，常用的有131I和125I，其次是123I。125I是廣泛用于體外放射分析試劑的標記制備，它的特點是，T1/2為60天，核豐度高(95%)，能發(fā)射28 kev和35 kev能量的射線(能量不高)，穩(wěn)定好。 (二)、碘標記化合物的制備：碘標是最常用的標記方法，除了生產(chǎn)單位生產(chǎn)碘標記化合物，實驗室還可自己標記。,

6、氯胺-T法是放射性碘標記化合物的制備的最常用的方法，此方法簡單，標記率高，重復(fù)性好，常用于蛋白質(zhì)、多肽等化合物的標記，為一般實驗室首選方法。 氯胺-T(化學名稱是：N-氯代對甲苯磺酰胺鈉鹽)是一種氧化劑，能使放射性NaI溶液中的碘陰離子(I-)氧化成碘分子(I2)，然后取代酪氨酸殘基芳香環(huán)上的氫。,3 放射性標記化合物的純化與鑒定,一、標記率的測定 所謂標記率就是指放射性核素被標記到待標記化合物上的量占放射性總的投入量的百分比，即：標記率(%)=標記物的放射性/投入的總放射性100%。 二、標記物的分離純化：最常用的是色譜法，又叫層析法，主要有紙層析、薄板層析、柱層析等，其中柱層析法中的凝膠過

7、濾法是一種高效、溫和的純化方法，在蛋白和肽類的標記化合物的純化中得到廣泛的應(yīng)用。,三、標記物的鑒定 (一) 放射化學純度：包括放射性紙層析法、放射性高效液相層析法、放射性凝膠電泳法等。 (二) 放射性濃度：取1ml產(chǎn)品，測其放射性活度，即為放射性濃度，單位為Bq/ml。 (三) 放射性比活度測定： 采用直接測定法，即將純化后的標記物配成合適的溶液，測量其放射性濃度（Bq/L）及其化學純度（mmol/L）。 放射性比活度=放射性濃度/化學純度（Bq/mmol）,四、生物活性、免疫活性測定: 標記物制備過程中的各種因素都可能導致生物活性、免疫活性的改變，因此，生物活性、免疫活性測定是一個重要的質(zhì)量

8、指標。生物活性、免疫活性測定，需要根據(jù)標記物的生物性質(zhì)，以及示蹤實驗的具體要求而定。例如，免疫活性測定可以通過測定抗原和抗體的結(jié)合率來比較；受體配基的生物活性則可以通過受體與配基的結(jié)合率來說明。,4 放射性標記化合物的輻射自分解,由于標記化合物分子所含放射性核素電離輻射的作用，致使標記化合物本身的結(jié)構(gòu)被破壞而喪失原有特性的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為輻射自分解(autoradiolysis)。 一、輻射自分解的方式 1、初級內(nèi)分解(primary internal decomposition)：指標記核素本身的衰變，引起帶有該核素的標記物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，目前還不能人為加以控制。,2、初級外分解(primar

9、y external decomposition):標記核素所發(fā)出的射線直接作用于標記化合物分子，造成電離、激發(fā)或化學鍵斷裂。比放射性愈高，標記分子愈集中，這種作用愈明顯。 3、次級分解(secondary decomposition)：射線首先作用于標記化合物臨近的分子(如水分子)，使其產(chǎn)生激活物質(zhì)或稱自由基，這些自由基化學性質(zhì)活潑，可以作用于標記化合物分子，產(chǎn)生斷鍵、氧化及分解作用。,二、影響輻射自分解的因素 1、與標記化合物吸收射線能量的效率有關(guān)：電離密度越大，吸收射線能量的效率越高。如射線電離密度比射線小得多，引起的輻射自分解也小得多。同為射線，但能量不同，吸收的效率也不同。例如32P與3H同為射線，前者能量大于后者，后者的射程短，射線的能量幾乎全部或大部分為自己或相鄰的分子所吸收，所以3H的輻射自分解大于32P。,2、與標記化合物的比活度有關(guān)：標記化合物的比活度愈高，化合物分子愈集中，它們相互間也就愈易受到自身射線的照射而使輻射自分解加重。 3、與標記化合物的純度有關(guān)：雜質(zhì)的存在，特別是那些容易被電離輻射所激發(fā)、分解、產(chǎn)生自由基的雜質(zhì)，可加速輻射自分解，且隨著時間的延長而逐漸加快。,三、控制輻射自分解的方法