放射性核素68Ga及标记方法简介

        正电子发射计算机断层显像(PET)在临床诊断中应用越来越广泛。正电子核素 68 Ga在PET显像中的应用仅次于18F。68Ga的广泛应用得益于它优良的核素性质、 由68Ge-68Ga锗镓发生器制备、简单的化学标记性质以及便于药盒化。68Ga的半衰期为68分钟，正电子衰变率为89%，适合标记能够在体内快速分布并到达靶点的小分子，并在静脉注射1小时左右获得高质量的图像。较短的半衰期有效降低了病人承受的辐照剂量，同时也给核医学化学师足够的制备时间。

 68Ga的生产

        68Ga由发生器上半衰期较长的母体68Ge产生，使得68Ga放射性药物不再依赖于定点的加速器。68Ge／68Ga发生器中，母体68Ge由加速器生成，通过电子俘获衰变，半衰期370.8 d，能供应68Ga约1~2年。68Ga半衰期较短，要求其标记药物能迅速到达靶向部位，在靶点停留时间在约45-60 分钟内，完成显像68Ga标记药物对患者的辐射剂量相对较低，可对患者1 d内多次给药。68Ga由发生器生产，药物易实现药盒化，可能部分替代18F，制备PET显像药物。用5 mL注射器抽取0.05moL/L HCl 5 mL,对68Ge-68Ga发生器进行淋洗，同时西林瓶收集洗脱液，每瓶0.5~1 mL，共5~8瓶。对每只西林瓶进行放射性活度检测，取活度最大的2~3瓶收集用于标记。放射性废物按照一般放射性废物处理方法进行，在控制区放置10个半衰期后再行处理。

图1. 68Ge-68Ga发生器

 68Ga放射性核素标记

        68Ga标记方法主要有直接标记和螯合剂介导标记。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。68Ga直接标记相对分子质量较低配合物，通常用于灌注显像剂的开发或生物过程显像，其中显像剂的摄取取决于电荷、亲脂性和分子大小。螯合剂介导的68Ga标记，要合成既包含载体分子又包含能与放射性金属离子进行配位螯合部分的双功能螯合剂，该显像剂的主要组成部分是靶向载体、螯合剂和放射核素。其中较为稳定最为常用的螯合基团为DOTA、NOTA等。

图2. 68Ga3+常用螯合基团的结构

        68Ga3+螯合反应与螯合基团反应条件不同，以NOTA结合物为例，取洗脱液1.4 mL，加入360 μL醋酸钠缓冲液后摇匀，调节PH值约为4.0。加入10 μL前体，摇匀，测试放射性活度。37 °C孵育15分钟后通过放射性HPLC检测标记情况。放化纯>95%以上可以用于接下来的生物及动物实验。

图3. NOTA的68Ga标记机理及过程

        注：标记蛋白类需要通过PD10柱（原理是分子量大的化合物先分离出来）进一步纯化。