核素标记技术
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第三章放射性示踪的标记技术
2．同位素交换标记法 （isotope exchange）
• （2）催化交换法
• 常用于氚标记化合物的制备。将欲标记的有机化 合物和催化剂（常用PdO-BaSO4或者Pd-C）置 于溶剂中，通入氚气，室温搅拌数小时后竟分离 纯化后即可得氚标记的化合物。此法可制备氚标 记的氨基酸、嘌呤类核苷和核苷酸、激素等。
• 用这种生物合成的方法，可以准确地制备 某种具有生理活性的旋光异构体。
2．3H标记化合物
• 在生物学示踪实验中，氚的重要性仅次于14C 。氚标记化 合物有许多突出的特点：
• （1）氚的半衰期为12.35a，故有充裕的时间制备标记化 合物和从事示踪研究。
• （2）氚的比活度高，可达1077.44GBq／毫克分子，比较 容易获得高比活度的标记化合物。并可借助核磁共振仪鉴 定3H在标记物中的标记结构。
应注意回收利用。 • （2）放射性核素标记需用微量或超微量方法进行
标记、纯化和鉴定。 • （3）尽量减少放射性核素的稀释，避免加入不必
要的载体； • （4）最好用同位素标记。如使用非同位素标记，
则标记位置应以不影响标记分子的特定功能为佳； • （5）标记过程应简单、快速。最好在标记的最后
阶段加入核素，以减少损失和污染；有条件时， 在标记前作冷实验，以取得经验。
• （3）氚为弱β-辐射体（Emax=18.4keV），射线能量低， 射程短，操作时易于防护，在放射自显影中具有很好的分 辨率。
• （4）氚的丰度高，标记化合物的制备方法较14C容易。一 些难以用14C标记的化合物，如肽类、蛋白质等，常可用 3H标记。此外，还能作为碳骨架结构的示踪剂，这点是 14C所不及的。
标记化合物的概念
• 凡是分子中某一原子或某些原子（或基团） 被放射性核素或稳定核素所取代，而成为 一类易被识别的化合物，则称之为标记化 合物。
cit 核素标记 cxcr4
cit 核素标记 cxcr4CXCR4是一种受体蛋白，它在人体中起着重要的作用。
本文将探讨CXCR4受体的特点以及使用核素标记CXCR4的应用。
我们来了解一下CXCR4受体的特点。
CXCR4是一种G蛋白偶联受体，它的全称是C-X-C亚型趋化因子受体4。
它主要通过与趋化因子CXCL12结合，参与机体免疫、炎症和肿瘤等多种生理和病理过程。
CXCR4在人体中广泛分布，尤其在免疫系统、造血系统和中枢神经系统中表达较高。
接下来，我们来探讨核素标记CXCR4的应用。
核素标记是一种将放射性同位素与分子结合的技术，可以用于显像和治疗。
CXCR4作为一种重要的受体蛋白，其在肿瘤转移、炎症和免疫相关疾病中起着关键作用。
因此，将CXCR4标记为核素可以用于肿瘤转移的早期诊断、炎症的定位和免疫相关疾病的治疗监测等方面。
在肿瘤转移的早期诊断中，核素标记CXCR4可以通过核医学显像技术，如正电子发射计算机断层显像（PET）或单光子发射计算机断层显像（SPECT），实现对CXCR4表达水平的定量检测。
通过检测CXCR4在转移灶的表达情况，可以帮助医生早期发现肿瘤转移的存在和位置，从而指导后续的治疗方案制定。
在炎症的定位中，核素标记CXCR4可以帮助医生准确定位炎症病灶的位置和范围。
炎症是许多疾病的共同特点，如风湿性关节炎、炎症性肠病等。
通过将CXCR4标记为核素，并结合核医学显像技术，可以实现对炎症病灶的非侵入性检测。
这对于早期发现和治疗炎症疾病具有重要意义。
在免疫相关疾病的治疗监测中，核素标记CXCR4可以帮助医生评估治疗效果和疾病进展情况。
免疫相关疾病包括自身免疫性疾病、器官移植排斥反应等。
通过核素标记CXCR4可以实现对CXCR4表达水平的动态监测，从而及时发现疾病的变化，并调整治疗方案。
核素标记CXCR4在肿瘤转移、炎症和免疫相关疾病等方面具有重要的应用价值。
通过将CXCR4标记为核素，并结合核医学显像技术，可以实现对CXCR4表达水平的定量检测、炎症病灶的定位和免疫相关疾病的治疗监测。
核技术在农业领域的应用
核技术在农业领域的应用引言核技术，指通过利用和研究原子核及其变化特性而应用于各个领域的技术。
在农业领域，核技术的应用已经取得了显著的成果。
本文将介绍核技术在农业领域的应用及其对农业发展的贡献。
核技术在种植业中的应用核辐照技术核辐照技术是一种利用辐射对作物进行杀虫、杀菌和贮藏保鲜的方法。
它通过照射作物或种子，使得该作物或种子的DNA发生突变，从而达到改良作物品质的目的。
核辐照技术可以提高作物的产量和品质，抑制作物疾病的发生，延长作物的保鲜期等。
核示踪技术核示踪技术是一种利用放射性同位素标记物质，通过检测标记物质在作物中的分布和迁移情况，从而研究作物的养分吸收、传输和转化过程。
核示踪技术可以帮助农民了解作物的养分需求，优化施肥方案，提高施肥效率，减少农作物对环境的污染。
核能肥料核能肥料是一种利用放射性同位素标记氮肥或磷肥，通过测定标记同位素在作物体内的分布情况，从而研究作物对肥料的吸收和利用效率。
核能肥料可以帮助农民科学施肥，提高氮肥或磷肥的利用率，减少肥料的浪费和环境污染。
核技术在畜牧业中的应用核素标记技术核素标记技术是一种利用放射性同位素标记饲料或药物，通过测定标记同位素在动物体内的分布和代谢情况，从而研究动物的饲料消化、代谢和药物利用情况。
核素标记技术可以帮助畜牧业者科学饲养动物，优化饲料配方，改善饲料利用效率，提高动物生产性能。
核医学影像技术核医学影像技术是一种利用放射性同位素标记药物，通过检测标记药物在动物体内的分布和代谢情况，从而研究动物的器官功能和疾病诊断。
核医学影像技术可以帮助兽医科学诊断动物疾病，指导治疗措施，提高兽医诊断水平。
核技术在农业环境保护中的应用核能测土仪核能测土仪是一种利用放射性同位素检测土壤中的养分含量和污染物含量的仪器。
它可以帮助农民了解土壤的养分水平，调整土壤施肥方案，减少肥料的过量施用和土壤养分的流失。
此外，核能测土仪还可以检测土壤中的重金属等有害物质，帮助农民进行农产品安全检测。
核反应与核素标记技术
核反应与核素标记技术核反应是指核物质在受到外界刺激或条件改变时发生的变化过程。
核素标记技术是利用放射性核素的特性，将其引入到所研究的物质中，通过测量放射性核素的衰变来研究物质的性质和变化。
核反应与核素标记技术在科学研究、医学诊断和工业生产等领域发挥着重要作用。
一、核反应的基本概念和分类核反应是指核物质在受到外界刺激或条件改变时发生的变化过程。
核反应可以分为两类：裂变和聚变。
1. 裂变：裂变是指重核（如铀、钚等）在受到中子轰击时发生的核反应。
裂变反应释放出大量的能量，同时产生两个或多个中子，这些中子又可以继续引发其他核反应，形成连锁反应。
裂变反应在核能的利用中起着重要作用，如核电站中的核裂变反应可以产生大量的热能，用于发电。
2. 聚变：聚变是指轻核（如氢、氦等）在高温高压条件下发生的核反应。
聚变反应是太阳和恒星的能量来源，也是人类追求的理想能源形式。
聚变反应需要高温和高压的条件，目前还没有找到有效的方法来实现可控的聚变反应。
二、核素标记技术的原理和应用核素标记技术是利用放射性核素的特性，将其引入到所研究的物质中，通过测量放射性核素的衰变来研究物质的性质和变化。
核素标记技术可以分为两类：放射性标记和非放射性标记。
1. 放射性标记：放射性标记是指将放射性核素引入到所研究的物质中，通过测量放射性核素的衰变来研究物质的性质和变化。
放射性标记技术在医学诊断、生物学研究和环境监测等领域有广泛的应用。
例如，放射性同位素碘-131可以用于甲状腺疾病的诊断和治疗，放射性同位素碳-14可以用于测定物质的年龄和起源。
2. 非放射性标记：非放射性标记是指利用非放射性核素或稳定同位素来标记物质。
非放射性标记技术在化学分析、材料科学和环境监测等领域有广泛的应用。
例如，稳定同位素氢-2可以用于追踪化学反应的路径和机理，稳定同位素氧-18可以用于研究水循环和气候变化。
三、核反应与核素标记技术的应用案例1. 医学诊断：核反应和核素标记技术在医学诊断中有广泛的应用。
核医学影像诊断技术和其他影像学相比，优势在哪里？
核医学影像诊断技术和其他影像学相比，优势在哪里？核医学的成像取决于脏器或组织的血流、细胞功能、细胞数量、代谢活跃程度和排泄引流等因素，是一种功能代谢显像，引入的放射性示踪剂具有与人体内天然的新陈代谢物质相同的生理生化特征，借此可了解人体器官的功能、生理生化、代谢与基因表达等方面的变化。
而CT、MRI、B超等检查主要是通过显示脏器或组织的解剖形态学的变化，尽管分辨率很高，但核医学影像诊断技术在疾病诊断、治疗过程监测等方面具有独特的优势。
这些优势让核医学影像技术成为临床医学中必不可少的一种诊断方式。
下面我们就一起来了解下吧！1.什么是核医学影像诊断技术核医学影像诊断技术是将放射性核素标记的示踪剂引入体内，利用核医学仪器在体外对放射性核素发射的γ射线进行采集和处理后获得图像。
不同的放射性核素标记的药物针对不同的疾病、不同的组织器官和不同的病变，具有很强的特异性。
通常采用的核医学影像诊断技术包括：单光子发射计算机断层成像(SPECT)、正电子发射计算机断层成像(PET)等。
这些技术可用于检测和评估许多疾病，如癌症、心血管疾病、神经系统疾病和骨骼系统疾病等，可以为临床治疗提供有用的信息，目前已经得到广泛应用，并不断优化，使其更加安全、可靠、精确和高效。
1.核医学影像诊断技术的常用检查方法（1）单光子发射计算机体层摄影（SPECT）及SPECT/CT单光子发射计算机体层摄影，简称SPECT（single photon emissioncomputed tomography），它是γ相机和计算机技术相结合，增加了断层显像的能力，通过将放射性同位素标记的药物注入患者体内，然后γ探测器记录该同位素的放射性粒子在体内的分布情况并转换为相应图像。
与传统的X线和CT等成像技术相比，SPECT可以提供更全面的组织信息和生物代谢活动信息，同时还具有较高的灵敏度和特异性，对诊断许多疾病和评估治疗效果具有重要意义。
（2）正电子发射断层扫描（PET）及PET/CTPET是正电子发射计算机断层显像（positron emission computed tomography）的缩写，是一种核医学影像诊断技术。
第五章放射性核素标记化合物
一标记率测定1纸层析基本原理是以层析纸为固定相以适当的展开液为流动相当流动相沿着纤维素分子上行时待测样品点在滤纸的下端也随之移动由于样品中各个组分的性质不同其在固定相上的吸附能力和在流动相中的溶解度不同各个组分随流动相的移动速度也不同引起各个组分在固定相上的移动距离不一样从而使样品中各个组分能有效的分开
第三节、蛋白质（多肽）的放射性 碘标记
蛋白质（多肽）的放射性碘标记
碘——非金属卤族元素，其氧化价态范围-1到 +7。常用放射性碘的同位素131I、123I、125I
核素 123I
125I 131I
半衰期 13.0h
60d 8.04d
射线及能量 （MeV） EC，0.159 β+，1.535 EC，0.035 β-,0.6063 γ,0.364
碘源选择比放高、新鲜配制 氯胺-T的用量要适当： 反应的体积不宜过大：一般在100-300μl 氯胺T在光和空气中不稳定，需新鲜配制。 反应体系的pH值：最佳pH值在7-8之间 。
2、乳过氧化酶法(LPO)： 少量过氧化氢存在时，乳过氧化酶能促使过氧化氢 将碘离子I-转化为活性形式I+,而使蛋白质碘化。 优点：对蛋白质的损伤小。 缺点：标记率比较低。
直接法
1、氯胺T法 氯胺-T（Chloramine-T），化学名叫：N-氯代对甲 苯磺酰胺钠盐，是一种较温和的氧化剂 。 氯胺T在水溶液中水解产生次氯酸，使碘的阴离子 氧化成碘分子。 加入过量的还原剂偏重亚硫酸钠（Na2S2O5)即可以 终止反应。用量为氯胺T的1.5倍—2倍左右。
注意事项
一，标记化合物的提纯
标记好以后的标记化合物一般要鉴定其纯度，放射 性标记化合物的放射化学纯度应≥95%。一般的鉴定 包括三个步骤： ①标记率的测定
第三节、蛋白质（多肽）的放射性 碘标记
蛋白质（多肽）的放射性碘标记
碘——非金属卤族元素，其氧化价态范围-1到 +7。常用放射性碘的同位素131I、123I、125I
核素 123I
125I 131I
半衰期 13.0h
60d 8.04d
射线及能量 （MeV） EC，0.159 β+，1.535 EC，0.035 β-,0.6063 γ,0.364
碘源选择比放高、新鲜配制 氯胺-T的用量要适当： 反应的体积不宜过大：一般在100-300μl 氯胺T在光和空气中不稳定，需新鲜配制。 反应体系的pH值：最佳pH值在7-8之间 。
2、乳过氧化酶法(LPO)： 少量过氧化氢存在时，乳过氧化酶能促使过氧化氢 将碘离子I-转化为活性形式I+,而使蛋白质碘化。 优点：对蛋白质的损伤小。 缺点：标记率比较低。
直接法
1、氯胺T法 氯胺-T（Chloramine-T），化学名叫：N-氯代对甲 苯磺酰胺钠盐，是一种较温和的氧化剂 。 氯胺T在水溶液中水解产生次氯酸，使碘的阴离子 氧化成碘分子。 加入过量的还原剂偏重亚硫酸钠（Na2S2O5)即可以 终止反应。用量为氯胺T的1.5倍—2倍左右。
注意事项
一，标记化合物的提纯
标记好以后的标记化合物一般要鉴定其纯度，放射 性标记化合物的放射化学纯度应≥95%。一般的鉴定 包括三个步骤： ①标记率的测定
放射性标记化合物的制备及其应用优质内容
高级培训
4
（3）标记化合物的若干基本概念 1）同位素标记与非同位素标记 同位素标记：
化合物中的原子被其同位素的原子所取代，由于 取代后化合物在物理、化学和生物学性质上不会引起 显著差异，因此亦称理想标记。131I→ 127I；3H → 1H； 14C → 12C等。
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5
非同位素标记（非理想标记）： 用组成化合物以外的原子进行标记，非同位素标
有两大类：全生物合成法和酶促合成法。
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23
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。
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24
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
或其原子团所置换而达到标记目的的方法。 此法常用于氚和放射性碘的标记。
RX T2 催化剂,碱性溶液 RT TX RH 2131I 氧化剂R131I H 131I
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4）间接标记法： 把放射性核素先标记在某种易与欲标记物反应的
试剂，然后再与欲标记物偶联；
借助于具有双功能基团的螯合剂进行标记，先把某 种双功能螯合剂结合到欲标记分子上，再将放射性核 素核素标记到此螯合剂上，由此形成稳定的放射性核 素-螯合剂-欲标记化合物复合物。
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。
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12
表 几种重要的放射性标记核素
核素 T1/2
无载体时的比活度 主要射线种类及能量，MeV
3H 14C 32P 35S 99Tcm 123I 125I 131I
6.放射性核素示踪技术
④相对比活度：两个解剖部位中同一化 合物比活度的比值或两种化合物比活度 的比值。用于反映组织中某物质的来源 及组织与血液交换的速率，可排除血液 中比活度不恒定的影响。 四、示踪实验中的同位素效应 物质转化时，如分子中某一原子被 它的同位素所取代，虽然反应性质不变， 有时却会发生反应速度的改变，称为同 位素效应(isotope effect)。 在作物质 动力学研究时，应考虑同位素效应。
二、主要特点 1. 灵敏度高：灵敏度可达 10 -14 ～ 10 -18 g 水平，因而对研究体内或体外实验系统内 的微量物质具有特别重要的价值。 2.检测方法简便。 3. 合乎生理条件：引入高比放射性示踪 剂，不会改变体内或体外系统的正常生理 平衡，实验结果接近正常生理状态物质的 变化。 4.能定位和定性。比如利用RAG可检测示 踪剂在组织、细胞内的分布情况等。
§1 放射性核素示踪技术的原理及特点 一、基本原理 放射性核素示踪实验的原理基于两 个方面： 1、相同性：即放射性核素及其标记化 合物和相应的非标记化合物具有相同的 化学及生物学性质，在生物体内的变化 相同； 2、可测量性：即放射性核素能发出各 种不同的射线，可被放射性探测仪器所 测定或被感光材料所记录。
(二)核素反稀释法(inverse
nuclide dilution)： 用已知量的非标记物测定样品 中标记物含量的方法称之为核素反 稀释法。反稀释法与正稀释法测定 的原理相同，可以用同样的公式计 算，只是选择的未知数不同，反稀 释法的测定对象是求标记物的化学 量m1 。
四、放射性核素稀释法的应用 放射性核素稀释法当初建立时，曾 大量用于体外样品的定量工作。但自从 灵敏度更高的放射免疫分析方法及由此 发展起来的非放射性分析方法推广以来， 现已较少使用。但是在某些领域，核素 稀释法仍有不可取代的优越性。一是测 定生理性物质的体内代谢库或测定整体 内各种体液成分的量，二是作为考核其 它超微量分析方法可靠性的参比。
核医学技术及在医学上的应用
核医学技术及在医学上的应用核医学是一门关于利用核反应的放射性同位素及其放射性变换原理，在医学领域实现诊断和治疗的学科。
核医学技术具有高灵敏性、高特异性、非侵入性等优点，已经广泛应用于医学领域。
核医学技术主要包含三个方面：核素标记的影像诊断、核素治疗和核素描记。
一、核素标记的影像诊断核素影像学是核医学技术的主要应用领域。
通过将放射性标记剂注射到人体内，利用放射性探测器记录所发射的放射线，就可以得到人体内部的图像。
与传统的X线摄影不同，核医学技术无需对患者进行任何创伤性的操作，如穿刺、切口等。
这样既可以降低患者的风险，又可以获得更精准的诊断结果。
常见的核医学影像诊断技术包括：单光子发射计算机断层扫描（SPECT）、正电子发射断层扫描（PET）、计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）等。
1.SPECT技术SPECT技术是一种基于单光子发射的分子成像技术。
通过将少量的放射性同位素标记到药物分子，例如放射性碘（131I）、放射性骨盐（99mTc-MDP）等，放射性物质会发出带有特定能量的伽马射线，探测器可以测到不同能量的伽马射线，进而用计算机进行图像重建。
这种技术可用于肿瘤、心脏、骨骼、肺部等病变的诊断，例如肺癌、冠心病、骨肿瘤等。
2.PET技术PET技术是一种基于正电子发射的分子成像技术。
与SPECT 不同，PET技术采用放射性同位素标记到药物分子上，例如放射性葡萄糖（18F-FDG），放射性染料等。
这种放射性物质不仅可以发出伽马射线，还会释放出正电子。
和负电子结合时，会产生能量，进而形成两个相反的伽马光子，通过伽马射线探测器测量后，再用计算机进行图像重建。
PET技术可以用于脑部、心脏、肿瘤等疾病的诊断和研究。
二、核素治疗核素治疗是核医学技术的另外一个应用领域。
通过向患者体内注射放射性同位素，利用放射性原理杀灭癌细胞、减轻疼痛等效果，达到治疗疾病的目的。
与传统的化学治疗不同，核素治疗可以精准到达要治疗的组织和细胞，没有副作用，具有针对性和特异性。
医学影像学的核医学生物标记
医学影像学的核医学生物标记医学影像学是一门研究人体疾病的诊断、治疗及监测的学科，核医学作为其中的重要分支之一，通过使用特定的放射性核素作为生物标记物，在体内进行放射性示踪和影像记录，为医学诊断提供重要的信息。
本文将重点介绍医学影像学中的核医学生物标记，包括其基本原理、常用的生物标记和广泛应用的临床领域。
一、基本原理核医学生物标记是通过将放射性核素与特定的生物分子结合，利用核医学技术对其进行定位、影像记录和特异性检测的一种方法。
其基本原理包括以下几个方面：1. 放射性核素的选择：核医学中常用的放射性核素包括碘-131、锝-99m、氟-18等。
不同的核素选择取决于其半衰期、能量及易于合成的特性。
2. 生物分子的选择：生物分子可以是蛋白质、多肽、抗体、核酸等各种生物活性物质。
根据研究目的，选择特异性结合靶组织或病变的生物分子。
3. 核医学影像技术：核医学影像技术主要包括放射性示踪、断层扫描及正电子发射断层扫描等方法，可以对生物标记物的分布、代谢及功能进行准确的定量和定位分析。
二、常用的生物标记核医学生物标记的选择与应用广泛，根据其分子结构及功能特点，常用的生物标记可以分为以下几类：1. 放射性碘标记物：碘-131是常用的放射性碘核素，其与甲状腺相关的生物标记物结合后，可以用于甲状腺功能评估、肿瘤治疗监测等。
如碘-131-iobenguane用于嗜铬细胞瘤的检测和治疗监测。
2. 锝标记物：锝-99m是应用最广泛的放射性核素之一，其与多肽、抗体等结合后可用于肿瘤的检测、感染病灶的定位以及心血管疾病等的评估。
如锝-99m-DTPA用于肺通气灌注扫描、锝-99m-MIBI用于乳腺癌的检测等。
3. 正电子发射断层扫描(PET)标记物：PET技术是一种较新的核医学影像技术，常用的生物标记物包括氟-18标记的葡萄糖、氟-18标记的氨基酸等。
PET技术在肿瘤学、神经科学等领域有着广泛的应用。
三、临床应用核医学生物标记在临床医学中有着广泛的应用，常见的应用领域包括：1. 肿瘤学：核医学影像技术可用于肿瘤的早期诊断、分期、治疗监测及转移病灶的定位。
实验核医学(第四章)
如3H-TdR的制备：
O N ON
CT3
+
O N
ON
dR
脱氧 核糖转移 酶 37℃ ， 1h
O N ON
dR
CT3
+
O N
ON
[甲基-3H]胸腺嘧啶 尿嘧啶核苷 啶
[甲基-3H]胸腺嘧啶核苷 尿嘧
三、放射性碘标记物的制备
常用的放射性碘同位素
核素 123I 125I
127I 131I
半衰期 13.06h
能定位标记； 纯化较容易； 放射性比活度高。
缺点：
需特定的原料或中间体； 需特殊的微量操作和射线防护技术； 合成步骤较多，对复杂化合物的标记有困难。
（二）14C标记化合物的生物合成 1.全生物合成
采用一些低等生物，如细菌、绿藻、酵母等，利 用它们的代谢活泼，繁殖迅速，可把简单的放射性原 料（如14CO2）掺入到细胞内，再进一步处理得到所 需标记物。
125I ──性质活泼，易与蛋白质和多肽发生 取代反应，且发射的γ射线易测量。
P、S──核酸、蛋白质的组成元素， 32P、 33P、35S在DNA测序等分子生物学中广泛应用。
一、14C标记化合物的制备
C的主要同位素
核素 半衰期 衰变方式 射线能量(MeV) 天然丰度 生产核反应
11C 20.38分
第四章 放射性核素标记化合物
第一节 基本概念
1.放射性浓度──单位体积溶液中含有的放射性活 度，Bq/L、Bq/ml。
2.放射化学纯度──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。
3.放射性比活度──单位质量放射性物质的放射性 比活度。重要参数，根据实验设计要求。
4.同位素标记──各种化合物上的元素被该种元 素的放射性同位素所取代的标记。
核医学放射性标记化合物
7
②准定位标记（符号n）：预测可能在某 一位置，但不以能保证。
③非定位标记
均匀标记（符号 u）：
放射性原子均匀地分布于分子中； 每一位置的标记概率相同。
全标记（符号G）：
如同位素交换制备氚标记，既不均 匀，又不定位，某一类原子被取代的概 率不相同，代表整个分子代谢，比活度 高，制备方法多。
8
④双标记及多标记： 指在化合物分子的不同部位，引入
位重量所含放射性活度来表示。
制备和使用高比活度标记物注意：
a、受原料比活度和制备方法的限制； b、比活度越高，制备操作越难； c、比活度高时，氚标记物有辐射自分解。
10
4、放射化学纯度：
指所需标记物的放射性（特定化学态）占总 放射性的百分值，一般要求95%以上。
5、标记化合物的不稳定性：
引入放射性原子增加了不稳定因素： ①放射性衰变； ②辐射自分解； ③放射性原子脱落、移位。
11
三、制备标记化合物基本方法
由人工核反应制得放射性核素，均 为简单的化合物，为制得合适的分析试 剂或示踪试剂，需进一步以简单放射性 化合物为原料来制备或合成。
12
1、同位素交换法
AX + BXO = AXO + BX 如：制备[G-3H]-河鱼屯毒素
可逆反应，反应速度的快慢与反应条件 有关，常以交换半值期作为选择最适反应条 件的指标。 交换半值期的物理意义：产物的浓度等于交换 反应达到平衡时产物浓度的1/2所需时间。
优点：碘化效率高，对标记物的损伤程度小。 34
5、核酸碘标记：
即探针，原理同上。 举例：DNA的125I标记技术。操作程序
①DNA常规提取纯化； ②DNA加热（70℃），分为单股DNA； ③用TLCL3将Na125I氧化产生125I2 ④调PH4.7，125I将取代嘧啶环上第5位的碳原子，
②准定位标记（符号n）：预测可能在某 一位置，但不以能保证。
③非定位标记
均匀标记（符号 u）：
放射性原子均匀地分布于分子中； 每一位置的标记概率相同。
全标记（符号G）：
如同位素交换制备氚标记，既不均 匀，又不定位，某一类原子被取代的概 率不相同，代表整个分子代谢，比活度 高，制备方法多。
8
④双标记及多标记： 指在化合物分子的不同部位，引入
位重量所含放射性活度来表示。
制备和使用高比活度标记物注意：
a、受原料比活度和制备方法的限制； b、比活度越高，制备操作越难； c、比活度高时，氚标记物有辐射自分解。
10
4、放射化学纯度：
指所需标记物的放射性（特定化学态）占总 放射性的百分值，一般要求95%以上。
5、标记化合物的不稳定性：
引入放射性原子增加了不稳定因素： ①放射性衰变； ②辐射自分解； ③放射性原子脱落、移位。
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三、制备标记化合物基本方法
由人工核反应制得放射性核素，均 为简单的化合物，为制得合适的分析试 剂或示踪试剂，需进一步以简单放射性 化合物为原料来制备或合成。
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1、同位素交换法
AX + BXO = AXO + BX 如：制备[G-3H]-河鱼屯毒素
可逆反应，反应速度的快慢与反应条件 有关，常以交换半值期作为选择最适反应条 件的指标。 交换半值期的物理意义：产物的浓度等于交换 反应达到平衡时产物浓度的1/2所需时间。
优点：碘化效率高，对标记物的损伤程度小。 34
5、核酸碘标记：
即探针，原理同上。 举例：DNA的125I标记技术。操作程序
①DNA常规提取纯化； ②DNA加热（70℃），分为单股DNA； ③用TLCL3将Na125I氧化产生125I2 ④调PH4.7，125I将取代嘧啶环上第5位的碳原子，
放射性标记化合物
功能测定 eg. Na131I, 测定甲状腺功能
热区：111In-McAb, 直肠癌 功能显像
冷区：11C-棕榈酸，心肌显像
刀
治疗
体外治疗
敷贴法： 90Sr, ,表皮毛细血管瘤 60Co针：治疗食道癌
Na131I, ，治疗甲状腺癌
体内治疗
32P-Na3PO4, , 白血病、淋巴瘤 BNCT, 10B(n,)7Li, 脑神经胶质瘤
Na131I, ，治疗甲状腺癌
体内治疗
32P-Na3PO4, , 白血病、淋巴瘤 BNCT, 10B(n,)7Li, 脑神经胶质瘤
一、医用放射性核素的来源
临床应用的放射性核素可通过加速器生产、反应堆生产、从裂 变产物中提取和放射性核素发生器（generator）淋洗获得。
1、加速器生产： ➢11C ➢13N ➢15O ➢18F ➢67Ｇa ➢201Tl
2、标记物的纯化：
最常用的有效方法是色谱法，或叫层析法。 主要有柱层析、薄层层析和纸层析，凝胶过滤法，高效液相色谱和气 相色谱也是目前常采用的方法。 其次还有透析法和电泳法等。
纸层析（paper chromatography, PC）纯化：
纸层析是以层析纸作为固定相，以适当的展开剂作为流动相，当样 品随着流动相从点样的下端沿着纤维素分子上行时，由于样品组分 的性质不同，在固定相上的吸附能力和在流动相中的溶解度的不同， 各个组分在固定相上的移动距离也就不同，从而使各个组分能有效 地分开。
特点
放射性药物的辐射作用有一定的范围，即使不直接进入 病变细胞内，也可对邻近的病变细胞产生致死杀伤作用。
由于放射性药物的选择性靶向作用，在体内可达到高的 靶/非靶比值，明显减少对正常组织的损伤。
放射性药物持续照射释放超分割的剂量，可以更有效地 杀伤肿瘤和减少正常组织的损伤。
核素示踪技术-检验核医学
如分析对象为液体，以及稀释前后物质在 深液中的浓度基本不变，则可用放射性浓 度（如dpm/ml）代替放射性比活度，用稀 释前后的v代替质量m，则上式可写成：
C2（v1+v2）=C1v1
若C2>>C1，则：C2v2=C1v1
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2、正稀释法
用已知量的标记物为示踪剂来测定未 知量的非标记物的稀释法称为核素正 稀释法。
求m2（v2）
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例1：
用放射性浓度为3×106cpm/ml的125I-HSA1ml注入 一成人体内，待平衡后取静脉血1ml，测其放射性 浓度为500cpm/ml，问该人的血容量是多少？
C1= 3×106cpm/ml v1=1ml C2=500cpm/ml 求v2？
C2（v1+v2）=C1v1 因C2>>C1，则：C2v2=C1v1
（1）基因组DNA探针 （2）cDNA探针 （3）RNA探针 （4）寡核苷酸探针
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2、核酸探针的标记
（1）DNA全链标记 （2）DNA末端标记 （3）RNA全链标记
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（1）DNA全链标记
5’ 3’
1）缺口平 移法（用 于标记双 链DNA）
3’ 5’
双链DNA
DNA酶I Mg++
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（5）放射比活度
由于示踪实验时，示踪剂被稀释，故原始的比活 度应足够高，才能满足测量要求。
原始比活度的可根据下式计算： ACE/D>2B
A：原始比活度 C：原始放射性示踪剂用量 E：仪器的探测效率 D：稀释倍数 B：仪器的本底
核素标记方法
核素标记方法核素标记方法，听起来就像是给原子世界的小居民们挂名牌一样。
你可以想象原子们是一群调皮捣蛋的小豆子，而核素标记就是给它们贴上独一无二的小标签。
就好比在一个超级巨大的幼儿园里，每个小朋友（原子）都长得差不多，但是核素标记就像是妈妈给小朋友们特制的姓名贴。
比如说碳 - 14这种核素，它就像是带着特殊标记的小明星碳原子。
这个标记可不得了，就像是给碳原子穿上了一件闪闪发光的魔法斗篷，让它在一堆原子里脱颖而出。
核素标记方法的手段也是千奇百怪。
有一种放射性标记，这就像是给原子安装了一个会发光发声的小喇叭。
它会不断地向外发射信号，告诉周围的世界：“嗨，我是被特殊标记的哟！”这信号就像小喇叭喊出的响亮声音，能让科学家们轻易地在复杂的环境里找到它。
标记核素有时候像一场超级精细的化妆舞会。
科学家们就像是舞会的组织者，他们精心地给某些原子画上独特的妆容（标记）。
这个妆容不仅独特，而且还得经久不脱。
就像给原子涂上了永不褪色的口红，无论它跑到哪里，都能被认出来。
还有那些非放射性的核素标记，它们就像是原子世界里的低调奢华款。
虽然没有放射性标记那么张扬地大喊大叫，但它们也有自己独特的识别码。
这就像是穿着高级定制的黑色礼服，虽然低调，但在懂行的人眼里，一眼就能看出它的与众不同。
在生物领域，核素标记就像是给生物分子们装上了GPS追踪器。
那些小分子们在细胞这个巨大的迷宫里穿梭，要是没有核素标记这个GPS，科学家们可就要像无头苍蝇一样到处乱找啦。
有了标记，就像在每个小分子身上绑了一个会闪烁的小灯，在细胞的黑暗迷宫里清晰可见。
而且核素标记还像一场原子之间的秘密游戏。
科学家们制定规则，原子们按照规则被标记。
这就像在玩捉迷藏，被标记的原子就是那个身上带着特殊铃铛的玩家，不管它躲到哪个角落里，都很容易被发现。
核素标记方法就像是打开原子神秘大门的一把奇特钥匙。
它让我们能够深入到微观世界，去探索原子们的秘密生活。
这个微观世界就像一个充满惊喜和未知的小宇宙，而核素标记则是我们在这个小宇宙里导航的重要工具。
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第二章放射性示踪的标记技术第一节放射性标记的基本知识•天然放射性核素，半衰期比较长，比活度较低，分布分散而且品种有限。
•人工放射性核素，可用核反应堆、加速器和核素发生器生产，其原始状态通常都是无机盐类。
例如Ba14CO3，NaH232PO4，45CaCl2，59FeCl3•14C、3H、32P、35S和125I等作示踪原子，并且要把它们做成与体内物质相应的有机化合物而开展示踪研究。
标记化合物的概念•凡是分子中某一原子或某些原子（或基团）被放射性核素或稳定核素所取代，而成为一类易被识别的化合物，则称之为标记化合物。
标记化合物的分类1．同位素标记化合物（isotopic labeled compound）化合物中某元素的稳定同位素原子被同一元素的放射性同位素或稳定同位素原子取代，取代前后的化合物在理化性质上完全相同（同位素效应除外），这类标记称为同位素标记（isotopic labeling）。
2．非同位素标记化合物（nonisotopic labeled compound）该类标记化合物是用化学性质相似或根本不同的放射性核素取代原化合物中所含的某元素的稳定核素原子。
这种标记称非同位素标记（nonisotopic labeling）。
标记化合物的命名•有机标记化合物的命名，通常先指出标记位置，再列出标记核素，最后是化合物的名称，如l-14C-醋酸。
•无机标记化合物命名，通常在化合物的前面注明放射性核素，也可把标记核素直接写在分子式内，如125I-碘化钠（125I-NaI）或Na125I。
标记化合物的分型•l. 定位标记S（specific labeling）•它是指放射性核素只局限于标记化合物分子中某一特定的位置上，而在其他位置上的同种原子就不具有放射性。
常用“S”表示，如1-14C（S）-乙酸或1-14C-乙酸，表示第1位碳原子被放射性14C标记。
• 2. 准定位标记n（nominal labeling）•在3H标记中，理论上应获得预期的定位标记分子，实际上，3H在预期位置上的分布，有时低于化合物中3H总量的95％，或百分比值不详。
此类标记称准定位标记，用“n”表示。
这是一种名义上的定位标记，因此，也称名义定位标记。
标记化合物的分型• 3. 均匀标记U（uniform labeling）•是一种非定位标记（non-specific labeling），常用于14C标记的化合物中。
它是指整个分子中某元素所有的原子均可能被放射性同位素取代，取代的几率是相等的，而且放射性原子在分子中的分布是均匀的，达到统计学上的均一性。
• 4. 全标记G（general labeling）•它是指化合物中某种原子不管在什么位置上都可能是带放射性的。
全标记主要用于3H标记的化合物，在化合物分子中，任何有氢元素的位置上，都可能被氚所取代。
但是由于各个氢原子在分子中的位置不同，在标记制备过程中被氚取代的几率不同，不具有统计学上的均一性，因而全标记的化合物往往是全而不均的。
标记化合物的分型• 5. 双标记或多标记（double labeling or multiple labeling）•在生物学示踪实验中，有时需要在化合物分子中引入两种或两种以上元素的同位素，或引入一种元素的两种或两种以上的同位素原子，这种标记化合物称为双标记或多标记化合物。
例如15NH214CH２COOH（氨基乙酸）第二节放射性标记的基本方法•1．标记核素的选择•（1）合适的核性质：γ射线；半衰期；比活度；•（2）得到的产物与被示踪化合物性质应尽量接近；•（3）标记方便，标记的化合物稳定放射性核素标记的基本方法•2．核素标记的要求：•（1）放射性核素标记率应尽量高，未标记的核素应注意回收利用。
•（2）放射性核素标记需用微量或超微量方法进行标记、纯化和鉴定。
•（3）尽量减少放射性核素的稀释，避免加入不必要的载体；•（4）最好用同位素标记。
如使用非同位素标记，则标记位置应以不影响标记分子的特定功能为佳；•（5）标记过程应简单、快速。
最好在标记的最后阶段加入核素，以减少损失和污染；有条件时，在标记前作冷实验，以取得经验。
放射性标记基本方法•1．化学合成标记法（chemical synthesis）•此方法是通过化学反应将放射性核素引入化合物中。
换言之，就是将放射性核素的初始原料，通过选定的工艺步骤，合成所需要的标记化合物。
此法不仅比活度高，而且能够定位标记，但合成步骤较多。
14C、3H和放射性碘标记化合物常用此法进行合成标记。
这类标记化合物已广泛用于药理、代谢和分子的化学结构等方面的研究。
对于需要制备的标记化合物来说，当然是已知结构的物质。
•化学合成标记法（chemical synthesis）•注意以下几个问题：•（1）必须注意操作量与比活度的关系对生物学示踪实验来说，使用的标记化合物的量愈少，愈接近于生物体的正常生理状态。
但另一方面，示踪物质进入生物体以后，要受到大量正常物质的稀释，需要使用的标记化合物的比活度愈高愈好。
1. 化学合成标记法•（2）必须有较高的反应产物。
因为有机反应常常伴随许多副反应产物。
较高的反应产物一方面使原料的利用率高，更主要的是减少了样品中的放射性杂质。
•（3）标记化合物必须在完全密封的系统内有机合成因为所有的标记化合物的合成都要从简单的放射性无机盐类开始，大部分中间产物都是低分子量的放射性气体或者挥发性液体，为了安全防护和防止物料损失，一般反应要在“真空线中”进行。
2．同位素交换标记法（isotope exchange）•同位素交换标记法是利用同一元素的放射性核素与化合物中的非放射性核素之间的交换反应来制备所需要的标记化合物。
该方法操作快速、简便。
在放射性核素半衰期短、化学合成步骤多的情况下，该方法的实用意义更大。
适用于大量有机化合物、天然产物或难以制得前体的标记化合物的制备，是制备3H标记化合物的重要方法。
•同位素交换法包括酶促合成法、催化交换法和气体曝射法。
2．同位素交换标记法（isotope exchange）•（1）酶促合成法•在酶的催化下，可以合成某些特殊的标记化合物，例如γ-32P-ATP的合成常用此法。
•反应机理是利用非放射性的腺苷三磷酸在3-磷酸甘油酸激酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶的催化下，使腺苷三磷酸γ位上的磷酸与磷-32标记的无机磷酸盐之间进行同位素交换反应。
2．同位素交换标记法（isotope exchange）•（2）催化交换法•常用于氚标记化合物的制备。
将欲标记的有机化合物和催化剂（常用PdO-BaSO4或者Pd-C）置于溶剂中，通入氚气，室温搅拌数小时后竟分离纯化后即可得氚标记的化合物。
此法可制备氚标记的氨基酸、嘌呤类核苷和核苷酸、激素等。
•液相的催化交换法是将待标记物溶解在氚水（3H2O）中，用钯、铂作催化剂，在一定pH值和温度下，置特定的真空系统里进行氢和氚的交换反应。
2．同位素交换标记法（isotope exchange）•（3）气体曝射法•将需要标记的有机化合物置于比活度很高的氚气中，密封放置几天至几星期，使氚气中的氚与有机化合物中的氢原子发生交换反应而制得氚标记化合物。
•可用高频放电、微波、紫外线、γ射线照射等促使氚气电离，或者在反应中加贵金属作催化剂，使交换标记过程加速。
3．生物合成标记法（biosynthesis）•该方法是利用酶、微生物、动植物的生理代谢过程，引入放射性核素合成有机化合物。
特别是对目前尚不能用人工方法合成的有机化合物，如某些激素、蛋白质、抗生素、核酸、维生素等，可用生物合成法制备。
•生物合成法比化学合成法容易，能够从自然界直接获得有生物活性的异构体。
•生物合成的缺点是产额低，标记位置不易控制，易造成类似标记物，增加了标记的分离和提纯的难度。
•生物合成法可分为两类：全生物合成法和酶促合成法（enzymatic synthesis method ）。
3．生物合成标记法（biosynthesis）•（1）全生物合成法它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。
如生物合成氨基酸、糖和核酸均为全生物合成。
常用的生物有细菌、藻类、酵母等低等生物，它们容易在实验室中培育，代谢旺盛，繁殖迅速，因而制备效率高。
3．生物合成标记法（biosynthesis）•（2）酶促合成法•它是利用生物组织中某种特定的酶，促进标记前体物质的合成反应，生成所需的标记产物。
在酶的催化下，可将放射性核素结合到生物分子上。
•该方法合成的标记化合物很多是具有旋光性的异构体，产物不必经过分离。
因此，酶促合成法也可看作是应用特殊催化剂的化学合成法。
例如，应用3H、32P、35S等核素标记的核苷酸类就属于酶促合成法。
常用标记化合物及其制备•1．放射性碳的标记化合物•生物医学中用得最多的是14C和11C。
•14C半衰期为5730年,半衰期长，能保证连续实验，又不需要进行放射性衰变校正。
•只发射β-粒子（0.159MeV），用液闪测量很方便；•外照射较弱，易防护；用于自显影时，影像清晰；•14C标记化合物的放射性比活度可高达2308.8MBq／毫克原子，丰度可达100％（商品达80％以上）；•14C可定位标记，纯化方便。
•与3H相比，14C标记化合物辐射自分解速度低；•由于构成物质的C－C键比较牢固，标记化合物中的14C原子也比较稳定。
1．放射性碳的标记化合物•由反应堆生产的14C为Ba14CO3，放射性碳的标记常从最简单的化合物（如11CO2或Ba 14CO3）为原料，先制备出一批基本的“钥匙”化合物，然后逐步合成得到更复杂的所需的产品。
•14C标记化合物制备工艺复杂，要求设备条件高和防护措施全。
一般放射性实验室从事14C标记有一定的困难。
•14C标记化合物的制备方法，基本上分为化学合成法、生物合成法和辐射合成法三类。
（1）14C标记化合物的有机合成•以Ba 14CO3为起始物制备14C的标记化合物可通过以下三条途径：•①通过14CO2合成•②通过14C–氰化钠（Na14CN）合成•③通过14CH≡14CH合成（2）14C标记化合物的生物合成•将某一植物放在充满14CO2的密闭室里，用强光照射时，叶子进行光合作用。
几个小时以后，叶子中已合成了标记的葡萄糖、淀粉和其他化学成分。
•如果植物的量足够多，根据需要可进行分离提取，有些标记的药物就是这样制备出来的。
•用这种生物合成的方法，可以准确地制备某种具有生理活性的旋光异构体。
2．3H标记化合物•在生物学示踪实验中，氚的重要性仅次于14C 。
氚标记化合物有许多突出的特点：•（1）氚的半衰期为12.35a，故有充裕的时间制备标记化合物和从事示踪研究。
•（2）氚的比活度高，可达1077.44GBq／毫克分子，比较容易获得高比活度的标记化合物。