同位素标记化合物【中国同辐】
来源:   日期:2018-09-26

  什么是同位素标记化合物

  同位素标记化合物是指化合物中某一个或多个原子或其化学基团被其易辨认的同位素或其它易辨认的核素或基团所取代而得到的产物。这种取代过程称为标记。放射性标记化合物:

  若取代的核素是放射性核素,则所得产物就称为放射性标记化合物。此标记过程称为放射性标记。

  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、150等作 为标记物的使作提供了可能。

  常用同位素标记化合物

  14 C常用的标记化合物为多种氨基酸,如亮氨酸、赖氨酸、脯氨酸等。其中最常用的是亮氨酸,因这种氨基酸在各种蛋白质中都广泛存在。 14 C标记的位置有多种,但在应用于mRNA的 生物 活性测定时都可采用。至于选择何种氨基酸,需视拟合成的蛋白质性质、成分而定。

  3H常用的标记物有氨基酸或核苷酸。氨基酸的用途同 14 C的氨基酸。核苷酸中最常用的核苷如尿嘧啶核苷及胸腺嘧啶核苷,用于细菌及哺乳动物细胞培养时的核酸标记。核苷三磷酸中以a型的NTP及dNTP为最常用。此处N代表A、G、C、U或T四种碱基。用于核酸的标记,如缺口翻译标记。也可用于染色体原位杂交或电镜核酸分析等。

  35 S标记的氨基酸最常用的是蛋氨酸,用途同 14 C标记。[α- 35 S]dNTP中的α位磷酸基中的氧用硫取代,得到的核苷三磷酸,可用于核苷酸序列分析,也可用于缺口翻译法标记DNA。

  32 P常用标记物为各种核苷三磷酸。 32 P的标记分两大类。一类标在γ位置,做磷酸转移法标记核酸用,另一类标在α位置,做核苷酸转移标记核酸用。如标记核酸的末端常用[γ- 32 P]ATP,而在缺口翻译标记时则用各种[a- 32 P]dNTP。

  125 I常用的是碘化钠溶液,主要用途是标记单链核酸如RNA等分子以及蛋白质。

  同位素标记化合物的应用:

  第6届国际同位紊和同位紊标记化合物合成及其应用研讨会于1997年9月14日至18日在美国费城召开,来自20余个国家和地区的400余人参加了会议.会上发表论文200余篇,涉及30余种同位紊的应用和标记化合物。其中短寿命同位紊"c."C和F等约占30%。而长寿命同位素"C,H和稳定同位紊D(氘)约占50%。由于绝大多数化合物特别是有机化合物和生物括性物质皆台有碳和氢,故这两种元素的放射性同位紊H,"c和"C等用来标记示踪物,以保证标记后的化合物与标记前的化合物结构完全一致。因此,在标记化合物的合成及应用中,氢,碳的同位紊H,"C,"C同位素应用最为广泛。

  会议内容有标记化台物的合成,标记化合物的分析和鉴定,同位素的应用和放射性废物处理四大方面。同位素应用还包括在临床研究和药物中的应用,特别是药物药理,药物动力学研究,在有机与生物有机合成中的应用,在高分子(蛋白.核酸,单抗)研究中的应用。在药物代谢和毒理方面的应用,以及药物学和农业方面的应用。

  药物学方面的应用,多偏重于药理和生化机理方面基础研究,如全身代谢、骨钙动力学、抗特异性药物动力学,用生化药物示踪剂研究稳定同位素,标记化合物的连续流动与同位素的比例测算,放射性药物在血色素中的结合等。另外,还有一些如早老性痴呆症,遗传舞蹈病的早期诊断,关节病的治疗等,还有乳腺癌的早期诊断与治疗.乳腺癌是40岁以上妇女多发病,美国每年有l8万新的乳腺府患者,其中3.5%的患者死亡。

  为减少死亡率,除了定期进行体格检查外,早期诊断是减少死亡率的重要手段,而放射性标记药物为早期诊断的重要手法之一,长寿命和短寿命放射性同位紊标记药物广泛应用于评价人体(健康志愿者及病人)中的药用该法得到大量的,灵敏的和基本的信息是不可能用其他效学和药物动力学行为、方法得到的。 

  细胞的全面死亡的快速评价,排泄平衡,组织分布和全面代谢等,都可以在适当的时间内用放射性同位紊的标记化合物来获得.近年来这些方面的研究均取得很大的进展. 短寿命同位紊还用于新药作用机制的评价。PET(PositionEmissionTomography,正电子发射断层显像)技术已用于研究体内物理和生化过程,测量体内生化和药理,诸如代谢的中间产物,各种癌变早期诊断,评价药物受体的内部反应与治疗效果.作用物代谢.脑血流量,神经传递和受倬传递等.特别是中枢神经系统的疾患的诊治。