放射性标记化合物的制备及其应用讲解.ppt

自1912年G. Hevesy和F. Paneth将放射性核素作为示踪剂以来，示踪实验已成为目前科学研究的重要手段之一。 该技术在生物学、医学和农业科学等领域中，已得到了广泛的应用，对带有示踪原子的标记化合物的需求量增大，标记化合物的制备就成为示踪实验能否进行的前题。 四十年代后期，人工放射性核素大规模生产； 快速制备方法与快速分离技术的发展，为半衰期短的如11C、13N、15O等作为标记物的使作提供了可能。 3、核素的物理、化学性质和核性质以及生产方式、产品纯度是不合适； 4、标记、测量、鉴定的方法是否容易； 5、实验周期的长短，核素本身和杂质的毒性以及价格等要进行考虑。 标记化合物的同位素效应与辐射自分解 1、同位素效应 不能忽视因同位素效应引起标记化合物与原化合物之间产生的性质上的差异。 主要是3H和14C，其它核素的同位素效应并不显著。 在共价键结构的有机化合物分子中，12C-12C的键能为82.6kcal.mol-1，而14C-12C的键能要高6-10%； 3H-O、3H-N、3H-C键要比1H-O、1H-N、1H-C键稳定得多。 2、辐射自分解 分初级内分解、初级外分解和次级分解。 分初级内分解： 它是由标记化合中放射性核素衰变所造成的，核衰变结果产生含有子核的放射性或稳定杂质。 初级外分解： 它是由标记的放射性核素放出的射线与标记化合物分子作用，造成化学键的断裂，产生放射性或稳定杂质。 次级分解： 标记化合物周围的介质分子，由于吸收射线的能量而被激发或电离，进而生成一系列自由基、激化分子或离子，它们再与标记化合物作用，使分子断键而分解。次级分解常常是标记化合物辐射自分解的主要因素。 用以下方法可减少标记化合物的分解 1、降低标记化合物的比活度 2、加入自由基的清除剂 3、调节贮存温度 降低温度，使分解产生的自由基与标记化合物作用的速度减慢，能使标记化合物的分解减少。 优点： 放射性核素的种类、标记位置、标记数量和比活度预先设计； 反应易于控制，有较好的重现性； 放射性核素的收率，产品的比活度、化学纯度和放射化学纯度均较高，是制备放射性标记化合物最常用的一种方法。 全生物合成法 是利用完整的生物或其某一个器官的生理代谢过程来进行标记的。 常用的生物有：细菌、绿藻、酵母等低等生物。 14C-标记物。 海绿藻合成14C均匀标记的多种氨基酸： 1、海绿藻避光24h，造成“光饥饿”； 2、通入14CO2，光照36h，使14CO2随光合作用掺藻体细胞内； 3、从标记的海绿藻中提取蛋白质； 4、将其水解，用离子交换或薄层色谱法分离水解产物，可得到14C标记的16种氨基酸。 酶促合成法 利用生物组织中某些特定的酶促进标记前体物质的合成反应，生成所需的标记产物。酶促合成法也可作是应用物殊催化剂的化学合成法。 （3）同位素交换法 同位素交换法是利用同一元素的放射性同位素与稳定同位素在两种不同化学状态之间发生交换反应来制备标记化合物。 AX+BX* AX*+BX 目前同位素交换法是制备氚标记化合物的重要方法，它也可用于放射性碘、磷、硫的标记。 有：气相曝射交换法；液相催化交换法。 气相曝射交换法 原理：将欲标记物置于高比活度的氚气中曝射，借助于氚衰变的辐射能量诱导氚-氢发生交换反应，从而得到氚标记物。 此法反应速度慢、能产生各种副反应和辐射分解产物。 改正： 一是用高频放电、X射等能量来激活或电离氚和被标记物； 二扩大氚与被标记物的接触面； 三反应体系中加入催化剂等。 （4）金属络合法 上述合成法多用于非金属放射性核素的标记，而用于医用的一些金属放射性核如 、 、 、 ， 金属放射性核素直接形成络合物。 络合物又称配位化合物，它是由一定数目的可以给出孤对电子或多个不定域电子的离子或分子与具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位原子或离子按一定的组成和空间结构所形成的化合物。 由两部分组成，即中心原子及配位体构成。 [Cu(NH3)4]SO4 Cu：中心原子； NH3：配位体； N：配位原子； 4：配位数。 螯合物 具有环状结构的络合物为螯合物。