如何从1个苯分子制备52种同位素标记物

如何从1个苯分子制备52种同位素标记物

氢原子的氘(D)、氚(T)同位素目前作为基本的研究方法应用于化学、生物学、药学领域中。除了其在光谱学、质谱、反应机理、药代动力学中的应用,这种同位素方法在药物分子合成中同样展现了潜力。氘代的分子在亨廷顿病的治疗中显示有作用。通过氘代处理,分子的新陈代谢过程加快、代谢产物得以改善,提高了药品的安全性和有效性。

有鉴于此,弗吉尼亚大学化学系W. Dehai Harmhai、橡树岭国家实验室等提出了氘代分子的合成新方法,通过4步反应将苯转化为氘代的环己烷,该反应中通过钨配合物的立体选择催化作用实现。通过调节和钨配合物结合的方法(蛋白质酸、氢化物),能够对氘代位置进行调节。通过这种方法,完成了对52种不同的环己烷同位素结构分子。

本文的方法可能对其他取代的环己烯同位素分子合成,并且对同位素作用在药物分子中的作用提供更多的相关机理信息。

如何从1个苯分子制备52种同位素标记物

本文要点:

要点1. 反应优化。通过去芳化的催化剂WTp(NO)(PMe3)对苯进行活化,并实现不同位点,不同数目的氘代环己烷。[WTp(NO)(PMe3)]-C6D6通过MeOH2+氢化、MeOD2+氘代、BH4-还原氢化、BD4‑氘代、DOTf氘代、Ph2NH2+氢代、Ph2ND2+氘代反应连续反应,实现了不同对不同位点碳上进行高选择性的氘标记。

要点2. 对三氟甲基苯进行了苯环上不同位点进行氘标记。并且在对苯进行氘标记过程中通过CN-取代、酯基取代、有机胺取代,得到了不同氘取代的羧酸//胺基取代的环己烷衍生物。


如何从1个苯分子制备52种同位素标记物

 可逆脱羧反应温和条件富集13C同位素标记羧酸、醛、酮、酯

化学稳定性较高的C(sp3)-COOH型羧基分子(芳基乙酸、丙二酸半酯等)在DMF溶液中进行的可逆的非催化反应。尤其是,在Brønsted 酸作用中无法进行光催化脱羧的分子能够进行相应的反应。通过同位素标记的13CO2,制备羧酸基13C标记的羧酸。通过进一步研究,发现羧酸能进一步反应生成羰基标记的醛、酮、α,β-不饱和酯。

基于稳定同位素标记和随时间变化代谢轮廓分析的外源性代谢物检测和鉴定分析方法

基于稳定同位素标记和随时间变化代谢轮廓分析的外源性代谢物检测和鉴定分析方法

建立高准确度和普适性的外源性代谢物检测和鉴定分析方法对于评价药物等化合物的安全性至关重要。基于液相色谱四极杆串联高分辨质谱技术(LC/HRMS/MS),先应用稳定同位素标记目标原型化合物(13C2H),再进行特征峰识别和配对同位素峰过滤鉴定代谢物,通过代谢物随时间变化的轮廓分析确证代谢物,建立了高准确度的外源性代谢物检测和鉴定分析方法。

该研究使用未标记、13C标记和2H标记的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)处理拟南芥属T87细胞,经液相色谱高分辨质谱分析后进行特征峰识别和配对同位素峰过滤,得到83个候选代谢物,确认了262,4-D的代谢物,其中包括10个已报道代谢物和16个新发现的代谢物。

具体研究策略见图1

基于稳定同位素标记和随时间变化代谢轮廓分析的外源性代谢物检测和鉴定分析方法

图1 T87细胞中2,4-D代谢物研究策略

该研究共包括三个数据集:1、未加药组和2,4-D给药组;2、2,4-D给药组和13C8-2,4-D给药组;3、2,4-D给药组和2H5-2,4-D给药组,每组细胞样品均在加药0、1、3、7和10天时间点取样分析。经质谱分析后数据集1得到30853个特征峰,扣除未加药组内源性特征峰并进行35Cl/37Cl同位素表型分析后,得到潜在代谢物645个,但这其中仍可能包含大量假阳性结果;数据集2得到34559个特征峰,对2,4-D给药组和13C8-2,4-D给药组在0、1、3、7和10天时间点的特征峰峰面积轮廓进行统计分析(火山图分析,log2-fold chhaige>|1|和p<0.05)排除内源性代谢物,得到差异特征峰1626个,再进行同位素特征峰配对过滤(Δm/z 8.0272 Da,质量偏差<5ppm),得到候选代谢物81个;数据集3分析处理流程与数据集2相同,得到候选代谢物76个。综合数据集2和数据集3数据,总共得到候选代谢物83个,三个数据集分析流程见图2。

基于稳定同位素标记和随时间变化代谢轮廓分析的外源性代谢物检测和鉴定分析方法

2 数据集分析流程(a, 数据集1b, 数据集2c, 数据集3

83个候选代谢物进行了鉴定,通过Metabolizer软件预测了2,4-D可能的所有代谢反应和代谢产物,包括Ⅰ相代谢(氧化/脱烷基化/羟基化)和Ⅱ相代谢(葡萄糖醛酸结合/氨基酸结合/谷胱甘肽结合/硫酸结合)反应,得到7029个推测代谢物。将83个候选代谢物高分辨质谱数据与推测代谢物进行比对(质量偏差<5ppm),鉴定得到了26个代谢物,其中包括10个已报道代谢物和16个新发现的代谢物。作者等人通过二级质谱特征离子终确证了16个新发现代谢物的结构。图3为推测的2,4-DT87细胞内的代谢途径和代谢物随时间变化的代谢轮廓。

基于稳定同位素标记和随时间变化代谢轮廓分析的外源性代谢物检测和鉴定分析方法

3 推测的2,4-D代谢途径(a)和部分代谢物随时间变化的代谢轮廓(b

根据代谢反应的不同将鉴定的代谢物分为6组(A-F)。根据每组外源性代谢物随时间变化代谢轮廓的不同进一步对鉴定的26个代谢物进行了确证(见图4)。

基于稳定同位素标记和随时间变化代谢轮廓分析的外源性代谢物检测和鉴定分析方法

4 各组代谢物(A-F)随时间变化的代谢轮廓分析

该研究建立的基于稳定同位素标记和代谢物随时间变化的代谢轮廓分析方法有助于外源性代谢物在生物体内的准确检测和鉴定,可有效减少假阳性率,为全面的外源性代谢物的高通量鉴定提供了参考。

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wyf 12.17

(13)C标记氨基酸及代谢物同位素丰度的方法

(13)C标记氨基酸及代谢物同位素丰度的方法

1.生物分离技术是指从生物有机体及其代谢产物中提取、分离、纯化有用物质的技术,对于具体实验要进行具体分析。

(1)纸层析法:各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。

(2)差速离心法:利用不同的离心速度所产生的不同强度的离心力,使具有不同质量的物质分离。

2.同位素标记法的应用分析

同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物,化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性,有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。

同位素标记法的大致流程为:用同位素标记某物质或结构→同位素标记的物质或结构与无同位素标记的物质或结构混合→分析同位素存在的物质或结构及其数量的变化→得出结论。

在解答同位素示踪法应用问题时,先需分清所标记的化合物,根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

1)标记某元素,追踪其转移途径

鲁宾和卡门用18O标记H2O,光合作用只产生18O2,再用18O标记CO2,光合作用只产生O2。证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不是来自于CO2H218O18O2

卡尔文等用14C 标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性,证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳。14CO214C3→(14CH2O

用同位素14C标记,研究生长素的极性运输问题等。

2)标记特征元素,探究化合物的作用

如蔡斯和赫尔希的T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,发现大肠杆菌体内有放射性物质;用35S标记蛋白质,大肠杆菌体内未发现放射性物质。由此证明了DNA是噬菌体的遗传物质。

132P——DNA,证明DNA是遗传物质。

235S——蛋白质,证明蛋白质外壳未进入细菌体内,不知蛋白质是不是遗传物质。下结论时,不用特意说明蛋白质不是遗传物质。

3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理

如用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;

3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;

15N标记DNA,证明了DNA复制的特点是半保留复制。

4)模型构建同位素在实验研究中的其他应用

 ①利用放射性同位素标记自显影技术,证明细胞分裂间期的最大特点是完成DNA复制、RNA和蛋白质的合成;用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸并追踪,研究DNA的复制;用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪,研究RNA的合成;用放射性元素标记氨基酸并追踪,研究蛋白质的合成。

  ②利用同位素14C标记植物组织,证明了植物生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。

   ③用放射性同位素(32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针,根据DNA分子的杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,可应用于产前诊断和环境监测。

知识网络图:

 (13)C标记氨基酸及代谢物同位素丰度的方法

稳定性同位素/放射性同位素示踪技术的运行和变化规律

稳定性同位素/放射性同位素示踪技术的运行和变化规律

同位素示踪所利用的放射性核素或稳定性核素及它们的化合物,与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的,只是具有不同的核物理性质。因此,就可以用同位素作为一种标记,制成含有同位素的标记化合物(如标记食物,药物和代谢物质等)代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质,就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等,稳定性同位素虽然不释放射线,但可以利用它与普通相应同位素的质量之差,通过质谱仪,气相层析仪,核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂(tracer),但是,稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低,可获得的种类少,价格较昂贵,其应用范围受到限制;而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度,测量方法简便易行,能准确地定量,准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点。

同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,生物学中常用的放射性同位素(原子核不稳定会发生衰变,发出α射线或β射线或γ射线的同位素)有3H14C32P35S45Ca51Cr59Fe125I131I198Ag等,稳定性同位素(原子核结构稳定,不会发生衰变的同位素)有2H13C15N18O等。

同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律

1.光合作用中氧气的来源

1939年,鲁宾和卡门用18O分别标记H2OCO2,然后进行两组对比实验:一组提供H2OC18O2,另一组提供H218OCO2。在其他条件相同情况下,分析出第一组释放的氧气全部为O2,第二组全部为18O2,有力地证明了植物释放的O2来自于H2O而不是CO2

2DNA的半保留复制

1957年,美国科学家梅塞尔森和斯坦尔用含15N的培养基培养大肠杆菌,使之变成“重”细菌,再把它放在含14N的培养基中继续培养。在不同时间取样,并提取DNA进行密度梯度离心,根据轻重链浮力等的不同,就分出新生链和母链,这就证实了DNA复制的半保留性。

放射性同位素示踪技术

1.分泌蛋白的合成与分泌

20世纪70年代,科学家詹姆森等在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸。3min后被标记的亮氨酸出现在附有核糖体的内质网中;17min后,出现在高尔基体中;117min后,出现在靠近细胞膜内侧的囊泡中及释放到细胞外的分泌物中。由此发现了分泌蛋白的合成与分泌途径:核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→外排。

2.光合作用中有机物的生成

20世纪40年代美国生物学家卡尔文等把单细胞的小球藻短暂暴露在含14CCO2里,然后把细胞磨碎,分析14C出现在哪些化合物中。经过10年努力终于探索出了光合作用的“三碳途径”——卡尔文循环。为此,卡尔文荣获“诺贝尔奖”。

3.噬菌体侵染细菌的实验

1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,用35S32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,再让被35S32P分别标记的两种噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心处理后,分析放射性物质的存在场所。此实验有力证明了DNA是遗传物质。

4.基因工程

在目的基因的检测与鉴定中,采用了DNA分子杂交技术(如32P)。将转基因生物的基因组DNA提取出来,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记,以此为探针使之与基因组DNA杂交,如果显示出杂交带,就表明目的基因已导入受体细胞中。

另外,还可采用同样方法检测目的基因是否转录出了mRNA,不同的是从转基因生物中提取的是mRNA

5.基因诊断

基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子作探针,依据DNA分子杂交原理,鉴定被检测样本上的遗传信息,从而达到检测疾病的目的。

示踪原子不仅用于科学研究,还用于疾病的诊断和治疗。例如,射线能破坏甲状腺细胞,使甲状腺肿大得到缓解。因此,碘的放射性同位素就可用于治疗甲状腺肿大。

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稳定同位素示踪技术在氨基酸代谢调控中的应用

稳定同位素示踪技术在氨基酸代谢调控中的应用

氨基酸在合成代谢和分解代谢中起着关键作用,它们不仅是蛋白质的组成部分,而且是许多关键代谢产物的前体,并被氧化以提供能量。氨基酸在体内的代谢包括4个方面(图2):

转化为非蛋白的含氮化合物,如嘌呤、嘧啶、胆碱等;

通过脱氨基作用转化为NH3α-酮酸,α-酮酸终转变成糖类、酮体或经过TCA氧化成二氧化碳和水,并放出能量;

通过脱羧作用依次转化为胺、醛、酸,终生成二氧化碳和水;

过剩氨基酸将通过排泄方式排出体外。在氨基酸代谢调控研究中,稳定同位素示踪技术多用于研究氨基酸的合成与转化,通过对特定氨基酸进行同位素标记,根据标记原子追踪该氨基酸的代谢路径,精确了解氨基酸的代谢情况,进而研究其在机体内的重要功能。


稳定同位素示踪技术在氨基酸代谢调控中的应用

研究了冬虫夏草中茶氨酸的积累多于其他植物的机制,比较了冬虫夏草与其他植物(如金花茶、山茶花、玉米、拟南芥和番茄)中茶氨酸的含量,并用稳定同位素示踪技术阐明其生物合成途径。通过质谱法对相关中间体和代谢物进行定量分析发现,补给2N5-乙胺后,所有植物均产生2N5-茶氨酸,这就暗示乙胺的可用性将是茶氨酸在冬虫夏草和其他植物中积累差异的原因。


前期发现啮齿目动物膳食必需氨基酸(NEAAs)作为氮源的重要性,且每个必需氨基酸均具有不同的促生长活力。他们对必需氨基酸进行同位素标记(15N,比较膳食中必需氨基酸氮素代谢的差异,借助氨基酸分析仪和串联质谱分别测定肠道及血浆中氨基酸的浓度和相应的15N丰度。终揭示了大鼠肠道中必需氨基酸氮代谢的异同,暗示膳食中必需氨基酸的氮素主要通过肠内代谢大量进入氨基酸氮循环。


通过描述载脂蛋白M与脂代谢其他成分间的相互作用来更好地明确其在动脉粥样硬化中的潜在优势。给14名男性受试者持续注入14 h 2H3-亮氨酸,每小时取1次血样并用液相色谱串联质谱进行分析,脂蛋白中的部分分解速率和产率采用房室模型进行计算。结果表明,低密度脂蛋白动力学在载脂蛋白M周转过程中发挥关键作用,血浆三酰甘油对载脂蛋白M1-磷酸鞘氨醇在脂蛋白间的分布均起作用,进一步证实了载脂蛋白M分泌后可被结合到高密度脂蛋白中,然后与非脂蛋白相关的室进行快速交换,也可被结合到低密度脂蛋白被慢慢分解代谢。


此外,CO2呼气法是同位素标记氨基酸用于临床诊断的一种新方法。其原理是给患者口服或静脉注射一定量某种13C标记的氨基酸,根据其身体某部位上发生特定的氧化代谢,产生含13CCO2,经肺呼出后用NaOH吸收,将生成的Na213CO3用酸处理获得13CO2气体,经纯化后,利用13C-呼气试验专用质谱仪来检测13CO2的浓度变化,绘出13CO2排出特征曲线。某种疾病的患者对某种氨基酸的氧化能力与正常人不同,因此,所获得曲线也存在明显的差异,从而可以进行临床诊断。Kirschmhai[46]用实验的方法控制两栖类动物的生理应激,通过呼吸测量法和13C呼气试验检测发展和蜕变过程中能量和营养物质的消耗。研究结果为幼虫生长和发育之间生理平衡的近因提供了证据,并为整个生命阶段能量和营养的消耗提供了新的认识。


稳定同位素标记氨基酸的检测方法快速准确、灵敏度高,现已应用于科学研究的各个领域。采用稳定同位素标记的氨基酸作为示踪剂,可准确把握氨基酸的合成与代谢途径,对揭示其在生物体内的转化规律起到了关键性作用;同时还可追踪蛋白质合成与代谢过程,利用患病状况下蛋白质合成的异常来诊断疾病。

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新推实验外包服务(放射性同位素标记小分子化合物/抗体/纳米粒子/生物蛋白药物定制化合物)

金畔生物新推实验外包服务(放射性同位素标记小分子化合物/抗体/纳米粒子/生物蛋白药物定制化合物)

上海金畔生物科技有限公司是国内主要的同位素标记产品供应商,合成一些列同位素标记的小分子或产品,我们自产的产品包括有氘标记的化合物,N-15无机标记化合物,N-15有机标记化合物,N-15生物标记化合物,C-13标记化合物以及氘标记的药物或小分子抑制剂,我们还可以提供一系列定制合成的同位素标记产品,含18F/-18标记生物蛋白与多肽、99mTc/99m放射性药物、125I标记抗体、68Ga标记显像剂定制服务。

 

放射性同位素是元素的原子由原子核和电子构成,而原子核又由质子和中子组成。同种元素具有相同的质子数,但可以有不同的中子数,这种具有相同的质子数而具有不同的中子数的元素叫同位素。其中有一些同位素的原子核能自发地发射出粒子或射线,释放出一定的能量,同时质子数或中子数发生变化,从而转变成另一种元素的原子核。元素的这种特性叫放射性,这样的过程叫放射性衰变,这些元素叫放射性元素。具有放射性的同位素叫放射性同位素。发生放射性衰变的元素称为母体,由放射性衰变形成的元素称为子体。

新推实验外包服务(放射性同位素标记小分子化合物/抗体/纳米粒子/生物蛋白药物定制化合物)

金畔生物可提供以下定制外包服务:

动物代谢SPECT/PET放射性同位素标记实验

注射标记有放射性药物的代谢物质进行成像

放射性同位素标记药物

放射性同位素标记与示踪

小动物影像和核素标记技术

显影成像标记定制服务

氚和其它放射性同位素标记

放射免疫分析技术

放射性同位素标记服务

放射性同位素标记蛋白

同位素外包实验

放射性核素标记和临床前药代动力学

放射性HPLC

小动物活体成像系统

蛋白类药物的同位素标记

临床前药代动力学

18F/-18标记生物蛋白与多肽

99mTc/99m放射性药物

125I标记抗体

68Ga标记显像剂

Fluorine-18

18f-18

99mtc:99m

125l放射性同位素标记服务

68Ga放射性同位素标记服务

放射性标记临床前药代动力学

蛋白药物放射性同位素标记

小动物活体成像系统服务

放射性核素标记

放射同位素外包实验

放射性同位素标记小分子化合物

放射性同位素标记抗体服务

放射性同位素标记纳米粒子

氨基酸类肿瘤显像剂氟-18标记

-18标记多巴胺DDSUB4/SUB受体显像剂

葡萄糖示踪剂氟18同位素

18F标记氟乙基胆碱

FECh/18F-FECh

 

放射性同位素的应用

放射性同位素技术已广泛应用于国民经济的许多领域,在工业、农业、医学、资源环境、军事科研诸多领域的应用已获得了显著的经济效益、社会效益、环境效益,也是核能利用的重要方面之一。

示踪原子

将一种稳定的化学元素和它的具有放射性的同位素混合在一起,当它们参与各种系统的运动和变化时,由于放射性同位素能发出射线,测量这些射线便可确定其位置与数量。只要测出了放射性同位素的分布和动向,就能确定稳定化学元素的各种作用。这种方法称为示踪原子方法,应用很广泛。

1)在石油工业上的应用。将含放射性γ 射线的物质压人井的管外通道或进入地层,或进入射孔孔道附近的地层面上,在此前后分别进行γ 测井,对比所测得的两条曲线就能知道注入的示踪剂沿井剖面的分布。若由于固井质量差或由于射孔及其他工程施工使水泥环破裂,造成层间串通,则对采油和注水均有不良影响,应及时测定并采取堵串措施。放射性示踪法是检查串槽的有效方法之一。当层间串槽、误射孔等需封堵时,也可用放射性示踪剂检查封堵效果。低渗透率地层经压裂后能增加产量,示踪测井能检查压裂效果。

2)在机械工业上的应用。在机械工程中,有的机体当磨损超过一定限度时会发生危险。可以在离机件表面某一规定深度处安置一些放射性物质,当机件磨损到该处时,在被润滑油带走的磨屑中便会出现放射性物质,从而可以采取相应措施。

3)在电子工业上的应用。在半导体元件制造工艺上,可用示踪原子的方法研究杂质在半导体中的扩散情况。例如,将放射性锌扩散到半导体锗中,然后逐层磨下,测量其放射性强度,就可知道扩散进去的锌在锗中的分布规律。

4)在农业上的应用。可用示踪原子研究施肥的效果。例如,将含有放射性磷的肥料施在成熟期的棉花根部,测量后发现在棉株中的放射性磷很少,这说明在棉桃成熟期时根部很少吸收肥料;若将磷肥洒在叶子上,则很快在棉株中找到放射性磷,这说明叶子能吸收肥料,且效果更佳。

放射性射线

放射性射线的应用主要是:

l)射线探测。将丫射线透过样品,若样品中有砂眼或裂痕,则射线在该处的吸收就减小,因此在样品后面放上照相底片,显影后的底片上将留下相应的痕迹。另外,射线通过物质时都按照一定的规律被物质吸收或散射,这样就可测量物体的密度及厚度等。在石油勘探方面,应用丫射线等可研究地层的性质,求出泥质含量,区分岩性,测定岩层中的孔隙度,找出生油层、储油层。

2)在医疗上的应用。放射性射线可使癌肿的组织受到破坏,抑制癌肿的发展,利用它还可消毒杀菌、人体内部透视等。

3)在农业上的应用。种子经过射线适当照射后,可刺激生长发育,使农作物提早成熟,增加产量,培育新品种。目前我国已开展推广稀土农用技术,并获得了很好的经济效益。

4)在化工和其他方面的应用。例如,应用辐射化学进行乳汁融合来生产黏合剂;将核辐射技术用于印染助剂。射线穿过物质时能使物质的分子电离,利用它可使空气电离,获得导电能力,从而消除有害的静电积累。

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常用的稳定同位素有2H、13C、15N和18O

同位素标记法也叫同位素示踪法,它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

同位素是具有相同原子序数但质量数不同的核素。同一元素的不同核素之间互称为同位素。

例如,氢有如1H2H3H三种核素互称同位素。同位素可分为稳定性同位素和放射性同位素两类,稳定性同位素是原子核结构稳定,不会发生衰变的同位素。放射性同位素是原子核不稳定会自发衰变的同位素。

同位素示踪法即同位素标记法,包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。放射性同位素示踪法在实践中运用较广,因为其灵敏度高,且容易测定。常用的放射性同位素有3H14C32P35S131I42K等。如对孕妇及儿童某些疾病诊断中,要将食物或药物成分用示踪剂标记,就不能使用或多或少具有毒副作用的放射性同位素,而只能使用对人体无害,使用安全的稳定性同位素。常用的稳定同位素有2H13C15N18O等。

鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中,就是用18O分别标记CO2H2O。还有梅塞尔森做的DNA半保留复制实验中,是用15N标记亲代的DNA分子。

技术应用

同位素稀释法

    利用已知质量和比放射性的标记物加入到待测样品的系统中,经充分混匀稀释后,再测其比放射性,根据稀释前后比放射性的变化推算待测样品质量的方法。  设M为标记物的质量,S为标记物的比放射性,Sx为稀释后样品的比放射性,Mx为待测样品的质量,则此法简单、方便、灵敏度高,且S愈大准确度愈高。许多生物样品常含有多种性质相近的成分,用经典分析法分析需将这些成分定量的分离并纯制后,方可分析。实际上,纯制过程往往不易定量回收。若用同位素稀释法,将和待测成分相同的标记物加入到样品系统中去,只要将稀释后的样品纯制到比放射性恒定,就可准确地求出待测成分的量,从而省去了成分分离和定量回收等麻烦费时的操作。在某些场合下,此法还可解决一些用其他方法不能解决的问题。例如测定人体的血容量,可将一定量已知同位素浓度的氘水给予受试者(氘是稳定性同位素,对人体无危害,可用质谱仪或密度法测定),与上述原理相同,根据稀释前后氘浓度的变化,可准确地推算出活体的血溶量。

同位素试剂供应产品:

3C同位素标记的松柏醇葡萄糖甙    

(11C、13C、14C、D、3H、18O)同位素标记葡萄糖    

13C同位素标记木素木素-木聚糖复合体13C-NMRHSQC    

14C标记葡萄六糖    

(13)C标记尿苷二磷酸葡萄糖    

同位素标记寡糖和多糖    

13C稳定性同位素标记1,6缩水β-D-吡喃葡萄糖    

同位素标记仿生糖/糖组    

N-糖链双同位素标记    

同位素标记1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸    

同位素标记2-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸    

葡萄糖-D-13C6    

稳定同位素标记吉西他滨-13C/15n2    

双标记尿嘧啶核苷-(13C,15N2)    

13)C-海藻糖    

13C稳定性同位素标记纤维素    

15N稳定性同位素标记L-谷氨酸    

(125)I标记胰高糖素    

稳定同位素巯基化合物标记    

(13)C标记氨基酸化合物    

同位素标记哌虫啶    

同位素标记环氧虫啶    

同位素标记顺硝烯新烟碱类化合物    

吖啶酮类稳定同位素巯基化合物标记    

稳定同位素标记N‑(4‑(吖啶酮‑10‑基)‑苯基)‑N    

同位素标记马来酰亚胺基团    

稳定同位素标记莨菪亭213C    

稳定同位素13C标记C60    

稳定同位素标记脱氧核苷代码    

稳定同位素标记脱DNA N6-甲基腺嘌呤    

稳定同位素15N标记化合物    

同位素标记有机金属钌化合物    

同位素标记蛋白酪氨酸磷酸酶1B    

丙酯草醚和苦皮藤素同位素标记物    

稳定同位素标记碱性橙Ⅱ    

稳定同位素标记苯    

稳定同位素标记硝基苯    

氘代有机化合物    

氘标记化合物    

同位素标记氨基甲酸酯(3a-3c)    

蓝藻碳稳定同位素标记    

稳定同位素标记氮素    

稳定同位素MALDI-TOF-MS    

植物碳同位素标记    

稳定同位素标记卤代苯-Dsub5/sub    

稳定同位素标记13C6结晶紫    

稳定同位素标记13C6隐色结晶紫    

稳定同位素标记15N-N,N-二甲基苯胺    

稳定同位素氘标记D6-结晶紫    

稳定同位素标记溴布特罗-D9    

稳定同位素标记卤代苯-D5    

稳定同位素标记D4-罗丹明B    

稳定同位素标记氨基甲酸乙酯-D5    

稳定同位素标记碱性嫩黄O-D12    

同位素标记氨基甲酸乙酯-D5    

稳定同位素标记敌百虫    

稳定同位素标记甲氧基一D/甲氧基姻6    

稳定同位素标记卤代苯    

同位素标记D6-苯    

稳定同位素标记碱性嫩黄O-D(12)    

稳定同位素标记硼氘化钠    

稳定同位素标记妥布特罗-D9    

稳定同位素标记D6-二甲基黄    

稳定同位素标记孔雀石绿-D12    

稳定同位素标记2-异丙基硫杂蒽酮-D3    

稳定同位素标记双氰胺    

同位素标记2异丙基硫杂蒽酮    

稳定同位素氘标记亚磷酸二甲酯或亚磷酸三甲酯    

稳定同位素氘标记有机磷杀虫剂    

稳定同位素标记三苯甲烷类化合物    

稳定同位素标记克伦普罗化合物    

同位素标记2,6二氯苯胺    

同位素标记3,5二氯4氨基苯乙酮    

同位素标记3,5二氯4氨基α溴代苯乙酮    

稳定同位素标记1(4氨基3,5二氯)2异丙基氨基乙酮    

同位素标记1(4氨基3,5二氯)2异丙基氨基乙酮    

稳定同位素氘标记DDT    

同位素标记双酚A或双酚F衍生物    

13C3-三聚氰酸    

15N3-三聚氰胺    

稳定同位素标记脂肪酸    

同位素标记蛋白质    

同位素标记血红素/叶绿素    

同位素标记酶/激素    

同位素标记木醇/甲醇    

同位素标记酒精(乙醇)    

同位素标记甘醇(乙二醇)    

同位素标记甘油(丙三醇)    

同位素标记石炭酸(苯酚)    

同位素标记蚁酸(甲酸)    

同位素标记水杨醛(邻羟基苯甲醛)    

同位素标记肉桂醛(β-苯基丙烯醛)    

同位素标记巴豆醛(2-丁烯醛)    

同位素标记氯仿(三氯甲烷)    

同位素标记草酸(乙二酸)    

同位素标记苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)    

同位素标记甘氨酸(α-氨基乙酸)    

同位素标记丙氨酸(α-氨基丙酸)    

同位素标记谷氨酸(α-氨基戊二酸)    

同位素标记D-葡萄糖    

同位素标记果糖    

同位素标记RNA(核糖核酸)    

DNA(脱氧核糖核酸)    

同位素标记阿司匹林(乙酰水杨酸)    

同位素标记煤酚皂或来苏儿(47%-53%的三种甲酚的肥皂水溶液)    

同位素标记福尔马林(40%的甲醛水溶液)    

同位素标记扑热息痛(对羟基乙酰苯胺)    

同位素标记尼古丁(烟碱)    

上述产品可接受定制,仅用于科研!

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放射性同位素VS稳定性同位素

放射性同位素VS稳定性同位素

同位素为相同化学元素的原子,由于在原子核中存在不同的中子数而具有不同的质量,有轻、重同位素之分;根据物理特性,又可将同位素分为放射性和稳定性两种形式。放射性同位素(如:3H14C)经历着自身的衰变过程,并放射出辐射能,是不稳定的,具有物理半衰期;稳定性同位素无放射性,物理性质稳定,以一定比例(丰度)存在于自然界,对人体无害,可采取化学合成的方法将其标记到药物分子中去,并通过气质、液质等仪器对其进行跟踪检测。

放射性同位素VS稳定性同位素

放射性同位素标记

放射性同位素得以广泛应用于活性物质示踪主要依赖于其重要的两个特点:1)是与被示踪的物质有同一性,即放射性核素与其同种元素的非放射性核素在化学和生物学行为上具有高度一致性,不致扰乱和破坏体内外生理过程的平衡状态;2)是与被示踪的物质有可区别性,放射性核素的原子核不断衰减,发出能被放射性探测仪所探测的射线,从而实现对标记物的定量及定位。此外,放射性同位素示踪技术还具有灵敏度高、专属性强、适用性广、检测方法简便等优点,因此在药物ADME研究中得到了广泛的应用,且美国FDA早已将放射性同位素标记药物给药后的药动学数据作为新药安全性评价的重要依据,并制定了相关指南。

稳定性同位素标记

稳定同位素标记试剂较放射性同位素标记试剂而言,主要的优点在于无放射性、无需复杂的放化设备及防辐射防护措施,且无环境污染。目前,在我国国内已完成了15N18O20Ne22Ne13C等稳定同位素分离技术的研究,并逐步将稳定同位素标记试剂的制备和检测技术进行国产化研发,从而打破国外垄断。

“同位素标记”在药物研发过程中的两个主要方向。

药代动力学研究

在定量分析灵敏度方面,放射性同位素标记化合物要高于稳定同位素标记物,且放射性的测量不受非放射性杂质和化学状态的影响,因此定量分析更加简便,分析结果更加准确。放射性同位素标记化合物除了用于解决常规分析方法无法解决的分析难题,更重要的是可用作示踪剂,从而来研究药物在体内的分布、代谢、疗效、作用机制等,为药物的药代动力学研究提供重要的依据,同时为创新药物的研发提供方法。

毒性研究

潜在毒性研究是药物的发现和临床过程中必须进行的一个环节,以往的毒性研究多采用对大量的化合物进行体外实验和动物实验,需要花费大量的金钱和时间,且对毒性产生的机理也无法解释。使用稳定同位素标记的化合物可以追踪药物的代谢过程,找出毒性产生的原因,并能预测新化合物潜在的毒性。

稳定同位素标记有机化合物

同位素13C标记多肽

稳定同位素13C标记氨基酸

同位素13C15N修饰多肽氨基酸

氘代同位素标记多肽氨基酸

12C 13C 15N 18O标记多肽氨基酸

同位素标记碳水化合物

同位素标记多肽蛋白

13C标记稳定同位素标记标准品

同位素标记磷脂和脂肪酸

氘代同位素标记抑制剂和小分子

13C/15N标记抗肿瘤药

氘代同位素标记肿瘤抑制剂

同位素标记化合物用于MRI追踪

MRI同位素追踪标记产品

D氘标记小分子/抑制剂

稳定同位素标记核酸/核糖核酸

稳定同位素标记聚合物

D3/D6氘标记物(同位素标准品)

-13标记物,13C标记多肽蛋白小分子

13C,15N标记小分子化合物

稳定同位素标记化合物定制合成

特殊稳定同位素标记定制合成服务

12C 13C 15N 18O同位素标记定制合成

稳定同位素标记药物前体

同位素标记医药中间体原料药

稳定同位素标记药物

N15有机标记化合物

N15无机标记化合物

N-15生物标记化合物,N15标记多肽氨基酸

氘标记化合物/D3/D6标记小分子

稳定同位素标记前体化合物

稳定同位素标记生物活性分子

上述产品仅用于科研,不可用于人体实验!