一种放射性核素¹²⁵I标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法

专利名称：一种放射性核素¹²⁵I标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法
技术领域：
本发明涉及核医学中放射性标记物在体内的生物学分布研究领域，尤其涉及 一种放射性核素1251标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法。
背景技术：
羟磷灰石(Hydroxyapatite， HA)是种弱碱性的磷酸转盐，分子式为 Ca10(PO4)6(OH)2，是人体和动物骨骼、牙齿等硬组织的主要无机成分。机体硬 组织中的天然羟基磷灰石是种呈针状六方棱形的纳米结构，长度为200-400nm， 厚度为15-30nm。人工合成的羟基磷灰石具有优良的生物相容性和化学稳定性， 广泛地应用骨缺损的修复治疗纳米羟基磷灰石不但具有良好的生物相容性和生 物活性，还具有纳米材料独特的小尺寸效应和表面效应。将纳米羟基磷灰石植 入于骨组织后，能与骨组织形成牢固的化学键结合，且具有骨传导性和骨诱导 性，己广泛地应用各种骨缺损的修复治疗，是目前组织工程植入材料研究的重 点和热点之一。
由于纳米羟基磷灰石具有纳米材料的独特性能，表现出尺寸小、比表面积 大、表面活性高、吸附能力强等优良特性和新的功能，能够有选择性地作用于 特殊组织和细胞。有研究将纳米羟基磷灰石作为载体，应用于缓释药物的开发； 也有研究利用纳米羟基磷灰石诊断和治疗各种肿瘤。
随着纳米技术的发展，纳米材料在生物医学领域的应用将日趋广泛，关于 纳米材料的生物安全性问题也将逐渐被人们所重视。研究纳米材料的生物安全 性，就有必要对纳米材料在机体中的应用进行示踪，以研究纳米材料在机体中 代谢的生物学分布和评价纳米材料对机体功能的影响。对纳米材料进行放射性 核素标记是研究纳米材料体内生物学分布的重要方法。
纳米羟基磷灰石表面的构晶离子很容易通过离子交换或吸附作用等方式吸 附周围环境中的离子、分子和颗粒，这就为纳米羟基磷灰石颗粒进行放射性核 素标记提供可能。纳米羟基磷灰石颗粒作为一种无机纳米颗粒，很难将放射性
3核素直接标记到纳米羟基磷灰石颗粒上。目前，对纳米羟基磷灰石进行放射性 核素标记的的常用方法是通过将放射性核素标记到适当的配体上，再将配体通 过化学反应与羟基磷灰石结合，从而实现对纳米羟基磷灰石颗粒进行标记，用
于纳米羟基磷灰石标记的放射性核素有153Sm、 9QY、 99mTc等。但现有的标记方 法和所采用的放射性核素在纳米羟基磷灰石体内显像和生物学分布研究方面存 在诸多不足，主要归纳有以下几点
(1) 可能改变了纳米羟基磷灰石颗粒的组成相和几何尺寸现有的标记方
法通过连接配体对纳米羟基磷灰石颗粒进行放射性核素标记，其主要依靠配体 与羟基磷灰石中部分官能基团通过化学反应进行连接，这就可能改变羟基磷灰 石的组成相，甚至改变羟基磷灰石化学性能。另外，由于纳米羟基磷灰石颗粒 是由羟基磷灰石晶体组成的，单个纳米颗粒中含有较多羟基磷灰石分子，标记 过程中，在与配体发生化学反应时，单个纳米颗粒就有可能结合较多的配体， 纳米颗粒的几何尺寸可能发生较大的变化。
(2) 没有合适的半衰期由于纳米羟基磷灰石是种化学性能稳定的无机物 质，在体内降解周期长，所以要研究纳米羟基磷灰石在体内的生物学分布，就 要求标记的放射性核素具有合适的半衰期。目前常用的各种放射性核素中，大
多半衰期过短或过长，如^Sm的半衰期为46.3h， ^Y的半衰期为64.1h， 99mTc 的半衰期为6.02h，这些放射性核素的半衰期都不适合用于研究纳米羟基磷灰石 的体内生物学分布。
(3) 放射性活度检测的不便为研究纳米羟基磷灰石颗粒的体内生物学分 布情况，需要对体内重要脏器进行放射性活度的定量检测。目前，常用的放射 性核素的放射性活度多采用液体闪烁技术检测。在进行体内生物学分布研究时， 需在对器官组织内的放射性活度检测前将器官组织进行消化，使其变成液态， 如果如果液体有颜色还要进行脱色，同时放射性测量时要进行淬灭校正，这将 极大增加器官组织放射性活度测定的难度和成本。

发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术中放射性核素标记纳米羟基磷灰石颗粒所存在的缺点，提供一种放射性核素1251标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法，该方 法包含如下步骤。
一种放射性核素1251标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法，其包括
(1) 采用Iodogen碘化法制备1251 -肽标记物；
(2) 将纳米羟基磷灰石配成无水乙醇悬浮溶液，加入步骤(1)制得的1251-肽标记物，得到纳米羟基磷灰石吸附1251-肽标记物；
(3) 用甲醛对步骤(2)制得的吸附1251-肽标记物的纳米羟基磷灰石颗粒进 行表面处理后，得到最终产物。
上述方法中，步骤(1)中采用的肽为小分子肽，其分子量为6700。所述的 的纳米羟基磷灰石的颗粒大小为短径10-20nm，长径30-40nm。所述的表面处理 的方法是用50ul 37%的甲醛加到lml吸附有1251-肽的纳米羟基磷灰石颗粒均匀 悬浮液中，4'C放置过夜，然后用水洗去残余甲醛。
本发明相对现有的放射性核素标记纳米羟基磷灰石的方法相比具有以下优 点(1)选用化学活泼性高的放射性核素1251具有合适的半衰期，为60天，可 以用于纳米羟基磷灰石体内显像和生物学分布研究，且放射性核素1251可以发射 Y射线，利用这一特性，可以在不进行组织消化、不使用液体闪烁技术的情况下， 简便快捷地对纳米羟基磷灰石的体内显像和生物学分布研究。(2)通过吸附方 法将1251-肽标记物吸附到纳米羟基磷灰石颗粒上，得到的放射性核素标记的纳米 羟基磷灰石颗粒，放射性核素与纳米羟基磷灰石颗粒结合较为紧密且稳定。(3) 纳米羟基磷灰石颗粒对1251-肽标记物吸附的主要方式是电荷吸附，该方式不改变 纳米羟基磷灰石的化学组成，对其几何尺寸的影响也很小。


图1为硅胶薄层纸层析法(ITLC/SG法)对吸附有1251-肽的纳米羟基磷灰石颗 粒的鉴定结果图2为吸附有1251-肽的纳米羟基磷灰石颗粒的室温环境下21天的稳定性变 化的结果图3a为纳米羟基磷灰石标记颗粒标记前的粒径图；图3b为纳米羟基磷灰石标记颗粒标记后的粒径图。
具体实施例方式
现依据附图，对本发明做进一步的描述。 实施例1 1251-肽标记物的制备
本步骤中所用肽为重组人纽兰格林，是一种重组的小分子肽生长因子，分 子量6,700。具体制备方法采用Iodogen碘化法。
先将Iodogen溶于有机溶剂，涂于反应管底，每管25ug，并使之干燥。标 记时，依次加入肽溶液50ul(0.1mg/ml)， Na^r溶液2 4ul (18GBq/ml)，室温条 件下搅拌反应5min后，加入0.5ml 0.01mol/LpH7.4的PBS缓冲液终止反应。以 上反应液用Sephadex G-15层析柱(lcmx30cm)进行纯化，0.01mol/L pH7.4的PBS 缓冲液进行洗脱，流速为lml/min。收集洗脱液(lml/管)并依次测量各管的放射 性量，合并收集到1251-肽标记物。
实施例2 1251-肽标记物的纯度鉴定
实施例1制得的^I-肽标记物放射性化学纯度鉴定用三氯乙酸沉淀法(TCA 分析法)进行鉴定100pl含有放射性样本置于小离心管中，直接加入1.5ml 3。/。TCA水溶液，混匀后，3500rpm离心5min，吸去上清液，测量TCA沉淀的 放射性计数(cpm)。鉴定结果放射性化学纯度都>95%。
实施例3 纳米羟基磷灰石吸附1251-肽标记物的制备
通过超声振荡，频率为40kHz，时间为30分钟，将纳米羟基磷灰石配成无 水乙醇悬浮溶液，调节溶液的pH值为10，加入实施例1制得的1251-肽标记物， 并继续超声及应30分钟，通过离心，收集沉淀得到产物。
实施例4 纳米羟基磷灰石吸附1251-肽标记物的鉴定
采用硅胶薄层纸层析法(ITLC/SG法)进行鉴定以快速硅胶薄层层析纸 (ITLC/SG)为载体，用2.5XBSA(W/W)的0.01mol/L pH7.4的PBS缓冲液展开，然后将每条层析纸剪成lcm等距离的小纸条，放入放射性测量试管中进行测定。 其结果请见图1所示，1251-肽标记物的Rf值为0.75 0.85， ^rRf值为0.80 0.95， 而吸附有1251-肽的纳米羟基磷灰石颗粒Rf值是0.00，说明1251-肽标记物已吸附 到纳米羟基磷灰石颗粒上。
实施例5 标记产物的稳定
将50ul 37%的甲醛加入到lml实施例3中制得的吸附有1251-肽的纳米羟基 磷灰石颗粒均匀悬浮液进行表面处理，4"C放置过夜后，并用水洗去残余甲醛， 就可得到稳定纳米羟基磷灰石颗粒吸附1251-肽标记物。将所得到的产物室温保 存，再用ITLC/SG法鉴定纳米羟基磷灰石颗粒吸附1251-肽标记物的稳定性，室 温保存21天后，其结果请见图2所示，纸层析结果表明纳米羟基磷灰石颗粒吸 附1251-肽标记物的稳定性良好。
实施例6 吸附有1251-肽的纳米羟基磷灰石颗粒的表征
采用X射线衍射(XRD)分析纳米羟基磷灰石颗粒标记前后组成相的变化， 透射电镜(TEM)检测标记前后纳米羟基磷灰石颗粒的粒径尺寸变化情况。其 结果请见图3a及图3b所示，纳米羟基磷灰石在标记前后，其化学组成相没有 发生变化，且几何尺寸基本未变化。
权利要求
1、一种放射性核素125I标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法，其包括(1)采用Iodogen碘化法制备125I-肽标记物；(2)将纳米羟基磷灰石配成无水乙醇悬浮溶液，加入步骤(1)制得的125I-肽标记物，得到纳米羟基磷灰石吸附125I-肽标记物；(3)用甲醛对步骤(2)制得的吸附125I-肽标记物的纳米羟基磷灰石颗粒进行表面处理后，得到最终产物。
2、 如权利要求1所述的方法中，步骤(1)中采用的肽为小分子肽，其分 子量为6700。
3、 如权利要求l所述的方法中，所述的的纳米羟基磷灰石的颗粒大小为短 径10-20nm，长径30-40nm。
4、 如权利要求l所述的方法中，所述的表面处理的方法是用501!137%的甲 醛加到lml吸附有1251-肽的纳米羟基磷灰石颗粒均匀悬浮液中，4'C放置过夜， 然后用水洗去残余甲醛。
全文摘要
本发明提供一种放射性核素¹²⁵I标记纳米羟基磷灰石颗粒的方法，该方法具有以下优点选用的放射性核素¹²⁵I具有合适的半衰期，可以用于纳米羟基磷灰石体内显像和生物学分布研究，且放射性核素¹²⁵I可以发射γ射线，利用这一特性，可以对纳米羟基磷灰石的体内显像和生物学分布研究。通过吸附方法将¹²⁵I-肽标记物吸附到纳米羟基磷灰石颗粒上，得到的放射性核素标记的纳米羟基磷灰石颗粒，放射性核素与纳米羟基磷灰石颗粒结合较为紧密且稳定。纳米羟基磷灰石颗粒对¹²⁵I-肽标记物吸附的方式是电荷吸附，该方式不改变纳米羟基磷灰石的化学组成，对其几何尺寸的影响也很小。
文档编号A61K51/02GK101628121SQ20081004076
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者丁婷婷, 皎 孙, 谢广平, 钟高仁 申请人:上海交通大学医学院附属第九人民医院