四种放射性同位素标记方法介绍

介绍

常用放射性碘包括：125I(半衰期60.14d，可用于SPECT成像),131I(半衰期8.04d),124I(半衰期4.18d，可用于PET成像)。125I/131I/124I适用于多肽，抗体或蛋白类药物的标记，适用于大分子药物组织分布研究。

原理(以125I为例)

氧化反应:在氧化剂的作用下，可以将125I- 氧化成125I2。碘化反应:125I2可以置换酪氨酸残基苯环上羟基邻位的氢原子，使其碘化为单碘酪氨酸或双碘酪氨酸。

一般情况下，碘化反应只能发生在蛋白质或多肽的杂环氨基酸上(如下图所示)，且以空间结构中暴露的酪氨酸残基为主，酪氨酸最容易标记，其次是色氨酸和组氨酸。

标记方法

(2)Iodogen(氯甘脲)法

Iodogen全名1,3,4,6-四氯-3α,6α-二苯基甘脲，是一种固相氧化剂，使用时涂抹在反应管底部，可直接用于蛋白质的碘化反应。

Bolton-Hunter法的原理是先将碘标记在Bolton-Hunter试剂的苯环上(直接标记法)，再将标记试剂与蛋白游离的氨基偶联。

氯胺T法

Iodogen法

Bolton-Hunter法

标记原理

将碘负离子氧化成碘单质，然后取代酪氨酸苯环上羟基邻位的氢

先将碘标记在Bolton-Hunter试剂上，然后与抗体上的氨基共价结合

标记位点

酪氨酸（或者色氨酸和组氨酸）

氨基

优点

1.标记率高

2.反应时间短

3.费用低

1.操作简单，反应温和

2.标记率高

3.反应时间短

对蛋白活性影响小

缺点

会产生较多的双碘酪氨酸，对蛋白活性影响较大

对蛋白活性有一定影响

1.标记率低

2.操作过程复杂

89Zr

介绍

89Zr的半衰期为78.4h，平均正电子能量0.389 MeV，物理半衰期与单抗或单抗片段的生物半衰期相匹配，是PET免疫显像的理想核素，适用于抗体药物活体组织分布研究。

抗体标记

DFO-Bz-NCS的Bz-NCS基团可以和抗体的游离氨基发生偶联反应形成稳定的硫脲键，DFO的三个异羟肟酸基团可以与89Zr4+ 离子发生螯合反应，最终使抗体标记上89Zr，标记流程如下图所示。

细胞标记

(1)89Zr-Oxinate法

用四个8-羟基喹啉与89Zr4+ 形成配位结构，然后通过89Zr-Oxinate高脂溶性特征被动扩散将89Zr-Oxinate扩散到细胞中，并留在细胞内。

(2)89Zr-DBN法

通过2步合成，先将89Zr与p-NCS-Bz-DFO，89Zr记的p-NCS-Bz-DFO再与细胞膜表面蛋白氨基相结合，从而实现细胞的标记。如下图所示。

(3)两种标记方法比较

89Zr-oxinate4

89Zr-DBN

螯合剂

8-hydroxyquinoline

p-NCS-Bz-DFO

结构式

标记原理

依靠高亲脂性透过细胞膜并停留在细胞中

可标记多种细胞，主要与细胞表面氨基形成共价键

细胞流出

相对较多

较少

对细胞活性的影响

稍大

小

标记率

稍高

很低

68Ga

介绍

68Ga的半衰期为67.7min，衰变时89%的能量作为β+ 射线的形式释放，可用于PET显像。68Ga可直接从Ge68/Ga68发生器中淋洗出来，简便快捷。

直接标记

68Ga直接标记大分子仅限于某些特定蛋白质，如乳铁蛋白、转铁蛋白、铁蛋白等，或者直接标记具有螯合作用的小分子，如柠檬酸等。

间接标记

以双功能螯合剂作为桥梁，68Ga可以和生物活性物质形成稳定的标记物。常用于68Ga标记的双功能螯合剂为DOTA和NOTA。

DOTA和NOTA游离的羧基在结合了生物活性物质后，可以与68Ga进行螯合，形成稳定的标记物，如下图所示。

59Fe

介绍

59Fe的半衰期为44.5d，其能量主要以β和γ射线的形式释放，可用γ计数器检测59Fe，适用于含铁制剂的标记，如含Fe2O3/Fe3O4核磁造影剂，适用于含铁药物吸收，分布和物料平衡研究。

标记方法

通过工艺路线中将59FeCl3作为Fe原材料，经过工艺合成，可以得到含59Fe的标记产物，例如标记含Fe的纳米材料或含铁化合物。天然含Fe的生物活性物质如转铁蛋白、血红蛋白、固氮酶等，可以用59Fe置换普通Fe从而达到标记的目的。