核素標(biāo)記化合物-檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)ppt課件

1、 放射性核素標(biāo)志化合物放射性核素標(biāo)志化合物核醫(yī)學(xué)教研室核醫(yī)學(xué)教研室第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、放射性核素標(biāo)志化合物定義一、放射性核素標(biāo)志化合物定義二、放射性核素的來(lái)源二、放射性核素的來(lái)源三、常用概念三、常用概念一、放射性核素標(biāo)志化合物一、放射性核素標(biāo)志化合物標(biāo)志化合物標(biāo)志化合物(labeled(labeledcompound)compound) 凡是分子中某一原子或多個(gè)原子或其化凡是分子中某一原子或多個(gè)原子或其化學(xué)基團(tuán)被其易辨識(shí)的同位素或其他易辨識(shí)學(xué)基團(tuán)被其易辨識(shí)的同位素或其他易辨識(shí)的放射性核素所取代，而成為一類易被識(shí)的放射性核素所取代，而成為一類易被識(shí)別的化合物，那么稱之為標(biāo)志化合物。被別的化

2、合物，那么稱之為標(biāo)志化合物。被放射性核素取代的化合物稱為放射性核素放射性核素取代的化合物稱為放射性核素標(biāo)志化合物。這種取代過(guò)程稱為標(biāo)志標(biāo)志化合物。這種取代過(guò)程稱為標(biāo)志labellabel二、放射性核素的來(lái)源二、放射性核素的來(lái)源1.反響堆消費(fèi)放射性核素反響堆消費(fèi)放射性核素2.加速器消費(fèi)放射性核素加速器消費(fèi)放射性核素3.從放射性核素發(fā)生器得到從放射性核素發(fā)生器得到1、反響堆原理、反響堆原理反響堆反響堆2 2、加速器原理、加速器原理3 3、放射性核素發(fā)生器、放射性核素發(fā)生器是一種能從較長(zhǎng)半衰期的放是一種能從較長(zhǎng)半衰期的放射性母體核素中分別出由它射性母體核素中分別出由它衰變而產(chǎn)生的較短半衰期的衰變而產(chǎn)

3、生的較短半衰期的放射性子體核素的安裝。放射性子體核素的安裝。放射性核素發(fā)生器放射性核素發(fā)生器 表示圖表示圖 三、三、 幾個(gè)根本概念幾個(gè)根本概念一、放射性濃度、放射性純度、放射化學(xué)一、放射性濃度、放射性純度、放射化學(xué) 純度和放射性比活度、純度和放射性比活度、二、同位素標(biāo)志與非同位素標(biāo)志二、同位素標(biāo)志與非同位素標(biāo)志三、定位標(biāo)志與非定位標(biāo)志三、定位標(biāo)志與非定位標(biāo)志一、放射性濃度、放射化學(xué)純度一、放射性濃度、放射化學(xué)純度和放射性比活度和放射性比活度1、放射性濃度、放射性濃度放射性濃度放射性濃度radioactive concentration:指單位體積的溶液中含有的放指單位體積的溶液中含有的放射性活

4、度，單位：射性活度，單位：Bq/L或或Bq/ml。放射性濃度=標(biāo)志化合物的放射性活度標(biāo)志化合物溶液的體積2 2、放射化學(xué)純度、放射化學(xué)純度放射化學(xué)純度放射化學(xué)純度(radiochemical(radiochemicalpuritypurity，RCPRCP： 在一種放射性核素產(chǎn)品中在一種放射性核素產(chǎn)品中, ,以某種以某種特定化學(xué)形狀存在的這種放射性核素特定化學(xué)形狀存在的這種放射性核素的百分含量。的百分含量。%100總放射性活度此核素各種化學(xué)形態(tài)的的放射性活度某一核素特定化學(xué)形態(tài)放射化學(xué)純度3 3、放射性比活度、放射性比活度放射性比活度放射性比活度a aspecific specific act

5、ivityactivity：定義：定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量所含的放射性活度。單位質(zhì)量所含的放射性活度。單位：?jiǎn)挝唬築q/gBq/g、Bq/mgBq/mg、Bq/molBq/mol、Bq/mmolBq/mmol等等mmAaA二、同位素標(biāo)志與非同位素標(biāo)志二、同位素標(biāo)志與非同位素標(biāo)志化合物中的原子被其同位素原子取代，稱為同化合物中的原子被其同位素原子取代，稱為同位素標(biāo)志位素標(biāo)志isotopic labelling，由于標(biāo)志化合，由于標(biāo)志化合物的化學(xué)、物理、生物學(xué)性質(zhì)不會(huì)引起顯著差物的化學(xué)、物理、生物學(xué)性質(zhì)不會(huì)引起顯著差別，亦稱理想標(biāo)志，如別，亦稱理想標(biāo)志，如13N-NH3，15O-H2O用化合物組成以外的原子

6、標(biāo)志，稱非同位素標(biāo)用化合物組成以外的原子標(biāo)志，稱非同位素標(biāo)志志(nonisotopic labelling)，又稱非理想標(biāo)志，又稱非理想標(biāo)志，如如131I-AFP甲胎蛋白，甲胎蛋白， 99Tcm DTPA三、定位標(biāo)志與非定位標(biāo)志三、定位標(biāo)志與非定位標(biāo)志定位標(biāo)志定位標(biāo)志specific labeling：分子中的標(biāo)志原：分子中的標(biāo)志原子限定在指定的位置上，用子限定在指定的位置上，用“S表示。如：表示。如：S-5-T-尿嘧啶，其中尿嘧啶，其中95%以上以上3H標(biāo)志在尿嘧啶分子標(biāo)志在尿嘧啶分子的第五位碳原子的的第五位碳原子的C-H鍵上。鍵上。非定位標(biāo)志非定位標(biāo)志non-specific labeli

7、ng：標(biāo)志原子：標(biāo)志原子的結(jié)合部位無(wú)法確定，稱之為非定位標(biāo)志。的結(jié)合部位無(wú)法確定，稱之為非定位標(biāo)志。雙標(biāo)志雙標(biāo)志double labelling)：在化合物不同部位：在化合物不同部位引入兩種不同示蹤核素稱之為雙標(biāo)志，該化合物引入兩種不同示蹤核素稱之為雙標(biāo)志，該化合物稱為雙標(biāo)志化合物。稱為雙標(biāo)志化合物。均勻標(biāo)志、全標(biāo)志均勻標(biāo)志、全標(biāo)志第二節(jié) 放射性核素標(biāo)志化 合物的制備一、放射性核素標(biāo)志化合物的制備方法二、14C、3H、32P、35S等標(biāo)志化合物的制備略三、放射性碘標(biāo)志化合物三、放射性碘標(biāo)志化合物 的制備的制備一、同位素交換法略一、同位素交換法略二、蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志二、蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志三

8、、核酸的碘標(biāo)志簡(jiǎn)三、核酸的碘標(biāo)志簡(jiǎn)蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志一、一、 常見(jiàn)的標(biāo)志方法常見(jiàn)的標(biāo)志方法一一 蛋白質(zhì)、多肽碘標(biāo)志的原那么：蛋白質(zhì)、多肽碘標(biāo)志的原那么： 1 1、待標(biāo)志物要有可被碘原子結(jié)合的基團(tuán)。、待標(biāo)志物要有可被碘原子結(jié)合的基團(tuán)。 2 2、 要將要將NaNa* *I I中的中的* *I-I-離子氧化成離子氧化成* *I0I0或或* *I+I+OH*ICH2CHCOOH NH2酪氨酸NHN*ICH2CHCOOH NH2組氨酸組氨酸NHCH2CHCOOH NH2*I色氨酸色氨酸*I1、直接標(biāo)志法、直接標(biāo)志法 1氯胺氯胺-T法法 2乳過(guò)氧化物酶法乳過(guò)氧化物酶法 3Iodoge

9、n法法2、間接標(biāo)志法、間接標(biāo)志法 蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志二二 常用的標(biāo)志方法常用的標(biāo)志方法1、直接標(biāo)志法蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志 1 氨胺-T法(Ch-T)B、Ch-T標(biāo)志實(shí)例放射性標(biāo)志實(shí)例放射性AFP的制備的制備5、向管中參與新穎配制的偏重亞硫酸鈉、向管中參與新穎配制的偏重亞硫酸鈉Na2S2O5 水溶液水溶液20ul20ug，充分混勻，充分混勻，中止反響中止反響2、再向管中參與、再向管中參與50mmol/L的的PBpH7.525ul,3、向管中參與無(wú)載體、向管中參與無(wú)載體Na125I溶液溶液37MBq2ul4、向管中參

10、與用、向管中參與用PB新穎配制的氯胺新穎配制的氯胺-T 10ug 10ul,立刻充分混勻，室溫反響立刻充分混勻，室溫反響60秒左右秒左右1、向、向1.5ml錐形離心管中參與含錐形離心管中參與含AFP5ug的的 50mmol/L的的PB磷酸鹽緩沖液磷酸鹽緩沖液5ul6、參與、參與KI 100ug標(biāo)志物立刻進(jìn)展分別純化，并標(biāo)志物立刻進(jìn)展分別純化，并進(jìn)進(jìn) 行薄板層析，計(jì)算碘標(biāo)志率、行薄板層析，計(jì)算碘標(biāo)志率、125I-AFP的比活的比活度、度、 放射化學(xué)純度放射化學(xué)純度.蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志 C、Ch-T標(biāo)志本卷須知1 1、氧化劑與復(fù)原劑、氧

11、化劑與復(fù)原劑Ch-T和和Na2S2O5遇水、空氣、陽(yáng)光都不穩(wěn)定，應(yīng)新遇水、空氣、陽(yáng)光都不穩(wěn)定，應(yīng)新穎配制，穎配制，1小時(shí)內(nèi)運(yùn)用。小時(shí)內(nèi)運(yùn)用。Ch-T用量應(yīng)適當(dāng)，過(guò)多易損用量應(yīng)適當(dāng)，過(guò)多易損傷標(biāo)志物的生物活性，過(guò)少那么標(biāo)志率降低或標(biāo)不上，傷標(biāo)志物的生物活性，過(guò)少那么標(biāo)志率降低或標(biāo)不上，實(shí)際上實(shí)際上37mBq的的*I僅需僅需0.08ug，實(shí)踐用量比實(shí)際高，實(shí)踐用量比實(shí)際高，普統(tǒng)統(tǒng)過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定。普統(tǒng)統(tǒng)過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定。 Na2S2O5用于復(fù)原用于復(fù)原Ch-T以以終止碘化反響，用量往往是終止碘化反響，用量往往是Ch-T的的1.5-2倍。倍。2 2、反響體系的、反響體系的pHpH普通最正確普通最正確pH在在

12、7-8之間，過(guò)低過(guò)高均影響標(biāo)志率。之間，過(guò)低過(guò)高均影響標(biāo)志率。為保證反響體系足夠的緩沖容量，常用為保證反響體系足夠的緩沖容量，常用50 500 mmol/L的的PB。3 3、反響體積、反響體積待標(biāo)志物和待標(biāo)志物和*I的化學(xué)量極少，反響體積不宜過(guò)大，過(guò)的化學(xué)量極少，反響體積不宜過(guò)大，過(guò)大使反響物濃度變小，影響標(biāo)志率，普通體積在大使反響物濃度變小，影響標(biāo)志率，普通體積在50-500ul。4 4、溫度與反響時(shí)間、溫度與反響時(shí)間室溫下，反響時(shí)間控制在室溫下，反響時(shí)間控制在1分鐘左右。過(guò)短，標(biāo)志率低；分鐘左右。過(guò)短，標(biāo)志率低；過(guò)長(zhǎng)，雖然標(biāo)志率高，但易損傷標(biāo)志物生物活性。溫度過(guò)長(zhǎng)，雖然標(biāo)志率高，但易損傷標(biāo)

13、志物生物活性。溫度降低可適當(dāng)延伸反響時(shí)間。降低可適當(dāng)延伸反響時(shí)間。5 5、放射性、放射性* * I I的選擇的選擇應(yīng)選擇新穎、比活度高、無(wú)復(fù)原劑的應(yīng)選擇新穎、比活度高、無(wú)復(fù)原劑的*I，放射性濃度在，放射性濃度在1.85-37GBq/ml為宜。為宜。D Ch-T運(yùn)用范圍與特點(diǎn) 運(yùn)用范圍運(yùn)用范圍適用于分子中含酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基的蛋白質(zhì)和多肽的碘標(biāo)志。 特點(diǎn)特點(diǎn)方法簡(jiǎn)便、標(biāo)志率高、反復(fù)性好、不受標(biāo)志分子的空間要素影響，試劑易得，是經(jīng)典的蛋白質(zhì)碘標(biāo)志方法，運(yùn)用最為廣泛。蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志 2乳過(guò)氧化物酶法乳過(guò)氧化物酶法 Lactoperoxidase，LPOA 方法學(xué)原理

14、方法學(xué)原理以以LPO為催化劑和微量為催化劑和微量H2O2作用，釋放出新作用，釋放出新生態(tài)氧，從而將離子碘生態(tài)氧，從而將離子碘I-氧化成單質(zhì)碘氧化成單質(zhì)碘I0 ，由此標(biāo)志在蛋白或多肽中酪氨酸殘基，由此標(biāo)志在蛋白或多肽中酪氨酸殘基，也稱之為酶促標(biāo)志。也稱之為酶促標(biāo)志。蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志3Iodogen法A Iodogen法原理Iodogen1，3，4，6-四氯四氯-3，6 二苯基甘脲，二苯基甘脲， 1，3，4，6-Tetrachloro-3，6 diphenlglycoluril，簡(jiǎn)稱氯苷，簡(jiǎn)稱氯苷脲，是一氧化劑，引起碘化反響的機(jī)制與脲，是一氧化劑，引起碘化反響的機(jī)制與Ch-

15、T類似。但其類似。但其不溶于水，可溶于二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亞砜等有機(jī)不溶于水，可溶于二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亞砜等有機(jī)溶劑。將其溶于有機(jī)溶劑，然后涂到反響管內(nèi)壁，參與配溶劑。將其溶于有機(jī)溶劑，然后涂到反響管內(nèi)壁，參與配好的待標(biāo)志蛋白多肽和好的待標(biāo)志蛋白多肽和*I后，混勻即可進(jìn)展標(biāo)志，將反響后，混勻即可進(jìn)展標(biāo)志，將反響液取出或稀釋即可終止反響。液取出或稀釋即可終止反響。蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志B Iodogen法舉例將將Iodogen用二氯甲烷溶解，參與試管內(nèi)，用用二氯甲烷溶解，參與試管內(nèi)，用 N2吹干，使管壁上涂上一層吹干，使管壁上涂上一層Idogen薄膜。薄膜。向管中參與

16、向管中參與50mmol/LPB20ul、待標(biāo)志的蛋、待標(biāo)志的蛋白質(zhì)或多肽白質(zhì)或多肽10ul混勻?；靹颉?參與參與37MBqNa*I10ul混勻反響混勻反響10-15分鐘。分鐘。 將反響液吸出，按常規(guī)方法進(jìn)展分別、純化。將反響液吸出，按常規(guī)方法進(jìn)展分別、純化。蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志2、間接標(biāo)志法又稱聯(lián)接標(biāo)志，用于標(biāo)志分子上不含酪氨酸、組氨酸又稱聯(lián)接標(biāo)志，用于標(biāo)志分子上不含酪氨酸、組氨酸或色氨酸殘基，或該殘基位于分子的活性基團(tuán)上，直或色氨酸殘基，或該殘基位于分子的活性基團(tuán)上，直接標(biāo)志后影響分子生物活性的蛋白質(zhì)或多肽。接標(biāo)志后影響分子生物活性的蛋白質(zhì)或多肽。先將放射性碘標(biāo)志在一個(gè)較

17、為活潑的載體分子上如先將放射性碘標(biāo)志在一個(gè)較為活潑的載體分子上如Bolton-HuntorBolton-Huntor試劑，然后再將這個(gè)小分子蛋白質(zhì)試劑，然后再將這個(gè)小分子蛋白質(zhì)或多肽結(jié)合，完成標(biāo)志?；蚨嚯慕Y(jié)合，完成標(biāo)志。蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志間接標(biāo)志法特點(diǎn)間接標(biāo)志法特點(diǎn)防止了蛋白質(zhì)和氧化劑直接接觸，防止在碘標(biāo)志防止了蛋白質(zhì)和氧化劑直接接觸，防止在碘標(biāo)志過(guò)程中氧化劑對(duì)標(biāo)志分子的損傷；過(guò)程中氧化劑對(duì)標(biāo)志分子的損傷；需經(jīng)二步標(biāo)志，碘的利用率及標(biāo)志率均很低；需經(jīng)二步標(biāo)志，碘的利用率及標(biāo)志率均很低；標(biāo)志時(shí)需引入一個(gè)較大的聯(lián)接劑，對(duì)小分子的肽標(biāo)志時(shí)需引入一個(gè)較大的聯(lián)接劑，對(duì)小分子的肽類的

18、生物活性有影響，不適于類的生物活性有影響，不適于MW 10000MW 10000的小肽。的小肽。蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志蛋白質(zhì)、多肽的碘標(biāo)志三、核酸的碘標(biāo)志三、核酸的碘標(biāo)志核酸是重要的生物大分子，其放射性碘化標(biāo)志是核酸是重要的生物大分子，其放射性碘化標(biāo)志是將放射性碘標(biāo)志到構(gòu)成單元的堿基上，如尿嘧啶將放射性碘標(biāo)志到構(gòu)成單元的堿基上，如尿嘧啶和胞嘧啶的嘧啶環(huán)上。方法：先將和胞嘧啶的嘧啶環(huán)上。方法：先將DNA加熱到加熱到70，使之解析成單股的，使之解析成單股的DNA，再用氧化劑三，再用氧化劑三氯化鉈、濃氯化鉈、濃HNO3將離子碘將離子碘I-氧化成單質(zhì)氧化成單質(zhì)碘，后者與嘧啶環(huán)上的第五位碳原子呈共價(jià)鍵結(jié)碘

19、，后者與嘧啶環(huán)上的第五位碳原子呈共價(jià)鍵結(jié)合，從而到達(dá)標(biāo)志合，從而到達(dá)標(biāo)志DNA的目的。的目的。四、四、99mTc標(biāo)志化合物的制標(biāo)志化合物的制備備略略第三節(jié)、放射標(biāo)志化合物第三節(jié)、放射標(biāo)志化合物的純化、質(zhì)量鑒定、輻射的純化、質(zhì)量鑒定、輻射自分解和儲(chǔ)存自分解和儲(chǔ)存一純化方法一純化方法1、層析法、層析法1紙層析2柱層析 凝膠柱層析 離子交換層析 親和層析紙層析原理紙層析原理比移植Rf=b/c二、質(zhì)量鑒定二、質(zhì)量鑒定包括物理鑒定、化學(xué)鑒定和生物鑒定。物理鑒定：外觀、放射性活度和比活度，放射性純度等；用譜儀、活度計(jì)等化學(xué)鑒定：放射化學(xué)純度，化學(xué)純度、載體含量、酸度等；高壓液相色譜、紙層析、分光光度計(jì)等生

20、物鑒定：細(xì)菌、熱原、生物毒性和生物活性等。細(xì)菌培育、鱟實(shí)驗(yàn)、家兔熱原實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等三、輻射自分解三、輻射自分解1、定義2、機(jī)理3、方式輻射自分解輻射自分解(autoradiolysis)： 由于放射性核素電離輻射的作用，由于放射性核素電離輻射的作用，致使標(biāo)志化合物本身產(chǎn)生電離、激發(fā)致使標(biāo)志化合物本身產(chǎn)生電離、激發(fā)或化學(xué)鍵斷裂，或者作用于相鄰的分或化學(xué)鍵斷裂，或者作用于相鄰的分子，使其激活物質(zhì)，例如產(chǎn)生自在基子，使其激活物質(zhì)，例如產(chǎn)生自在基等，這種景象稱為輻射自分解。等，這種景象稱為輻射自分解。1、定義、定義核素本身的衰變和射線能量在標(biāo)志化合核素本身的衰變和射線能量在標(biāo)志化合物及其臨近分子上的轉(zhuǎn)移所導(dǎo)致分子內(nèi)物及其臨近分子上的轉(zhuǎn)移所導(dǎo)致分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂，并由此產(chǎn)生的一系列物化學(xué)鍵的斷裂，并由此產(chǎn)生的一系列物質(zhì)化學(xué)形狀和性質(zhì)的改動(dòng)。這種能量的質(zhì)化學(xué)形狀和性質(zhì)的改動(dòng)。這種能量的轉(zhuǎn)移常表如