同位素為相同化學(xué)元素的原子，由于在原子核中存在不同的中子數(shù)而具有不同的質(zhì)量，有輕、重同位素之分；根據(jù)物理特性，又可將同位素分為放射性和穩(wěn)定性兩種形式。放射性同位素(如：3H、14C)經(jīng)歷著自身的衰變過程，并放射出輻射能，是不穩(wěn)定的，具有物理半衰期；穩(wěn)定性同位素?zé)o放射性，物理性質(zhì)穩(wěn)定，以一定比例(豐度)存在于自然界，對人體無害，可采取化學(xué)合成的方法將其標(biāo)記到藥物分子中去，并通過氣質(zhì)、液質(zhì)等儀器對其進(jìn)行跟蹤檢測。

 

一、“同位素標(biāo)記”在藥物研發(fā)過程中的2個主要方向

藥代動力學(xué)研究

在定量分析靈敏度方面，放射性同位素標(biāo)記化合物要高于穩(wěn)定同位素標(biāo)記物，且放射性的測量不受非放射性雜質(zhì)和化學(xué)狀態(tài)的影響，因此定量分析更加簡便，分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。放射性同位素標(biāo)記化合物除了用于解決常規(guī)分析方法無法解決的分析難題，更重要的是可用作示蹤劑，從而來研究藥物在體內(nèi)的分布、代謝、療效、作用機(jī)制等，為藥物的藥代動力學(xué)研究提供重要的依據(jù)，同時為創(chuàng)新藥物的研發(fā)提供方法。

 

毒性研究

潛在毒性研究是藥物的發(fā)現(xiàn)和臨床過程中必須進(jìn)行的一個環(huán)節(jié)，以往的毒性研究多采用對大量的化合物進(jìn)行體外實驗和動物實驗，需要花費(fèi)大量的金錢和時間，且對毒性產(chǎn)生的機(jī)理也無法解釋。使用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的化合物可以追蹤藥物的代謝過程，找出毒性產(chǎn)生的原因，并能預(yù)測新化合物潛在的毒性。

 

二、穩(wěn)定性同位素標(biāo)記

穩(wěn)定同位素標(biāo)記試劑較放射性同位素標(biāo)記試劑而言，最主要的優(yōu)點在于無放射性、無需復(fù)雜的放化設(shè)備及防輻射防護(hù)措施，且無環(huán)境污染。目前，在我國國內(nèi)已完成了15N、18O、20Ne、22Ne、13C等穩(wěn)定同位素分離技術(shù)的研究，并逐步將穩(wěn)定同位素標(biāo)記試劑的制備和檢測技術(shù)進(jìn)行國產(chǎn)化研發(fā)，從而打破國外壟斷。

 

三、穩(wěn)定性同位素示蹤劑

藥學(xué)領(lǐng)域常用于示蹤的穩(wěn)定性同位素，主要為2H、13C、15N、18O。嚴(yán)格來講，穩(wěn)定性同位素是指某元素中不發(fā)生或極不易發(fā)生放射性衰變的同位素，如12C和13C均是碳的穩(wěn)定性同位素，且在代謝研究中，“穩(wěn)定性同位素”常用來表示天然豐度比較低的那一種穩(wěn)定性同位素。碳在自然界中主要以12C的形式存在，13C僅占1.11%，氮元素則以14N為主，15N僅占0.37%。