同位素标记葡萄糖的研究进展_刘占峰.pdf

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1、第36卷第1期核技术Vol.36,No.12013年1月NUCLEARTECHNIQUESJanuary2013同位素标记葡萄糖的研究进展刘占峰李良君任征杜晓宁（上海化工研究院上海稳定性同位素工程技术研究中心上海200062）111314318摘要将C、C、C、D、H以及O等同位素引入葡萄糖中，可合成各种同位素标记的葡萄糖。由于葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质，因此作为示踪剂，在葡萄糖代谢、疾病诊断等方面提供了一个方便、有效的示踪工具。本文主要介绍了同位素标记葡萄糖的合成方法，以及在临床、医药、化工以及生物等方面的应用。关键词同位素，葡萄糖，合成，应用中图分类号O61

2、1.7，R8171114葡萄糖(C6H12O6)是人们所熟悉的一种单糖，又C、C，被引入葡萄糖中。称右旋糖或血糖，属于多羟基醛，是自然界中存在1.1生物法合成同位素标记的葡萄糖量最多的化合物之一。天然的葡萄糖，无论是游离的或是结合的，均属D构型，在水溶液中主生物法包括光合作用法和微生物法，可将同要以吡喃式构形含氧环存在，为α和β构型的位素标记的水、二氧化碳或碳酸盐引入到葡萄糖中，[1]获得全标记或多标记的葡萄糖。衡态混合物。由于葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少1.1.1光合作用法合成同位素标记的葡萄糖的营养物质，加上羟基醛所具有的化学性质，同位素标记葡萄糖合成方面的研究源于早期

3、放[10]使其在食品、医疗、生物工程、印染等行业获得了射性标记葡萄糖的合成。Lifton和Welch将采集广泛的应用。的新鲜甜菜叶处于饥饿状态，待叶子中的葡萄糖消11葡萄糖由C、H和O元素组成，每一种元素被耗殆尽，然后通入C标记的二氧化碳，在光合作1111其相应的同位素替换，都可成为同位素标记的葡萄用下，将C标记的二氧化碳转化为C标记的葡1113143萄糖。Ishiwata[13]将该合成方法加以改进，将定时器、糖。已知的有C、C、C、D、H等多种同位素被用于同位素标记葡萄糖的合成[2−7]，其产品作为示限位开关以及光敏感器等自动化装置引入合成过[6]踪剂，被广泛应用于代谢、医

4、疗诊断、有机合成等程。Goulding等将出芽二周的蚕豆叶子进行光和方面。二氧化碳饥饿18h，然后将叶子置于密闭的圆柱形容器中，以40mL/min的流速，连续30min通入载1同位素标记葡萄糖的合成有11C标记二氧化碳的氦气流，采用125W灯间距+10cm进行照明。然后采用乙醇萃取，IR120(H)树葡萄糖主要来源于两方面：一为自然界的合成，[3]脂分离。Denutte等将培养好的Scenedesmus由绿色植物通过光合作用将水和二氧化碳转化为葡11[8]obliquus菌株，放入吸收了C标记二氧化碳的磷酸萄糖；另一方面为人工合成，主要采用大米、玉[9]氢二钾溶液中，进行光合作

5、用，经分离纯化，合成米和马铃薯等所含的淀粉经淀粉酶转化制得。同11C标记葡萄糖。位素标记葡萄糖的合成借鉴于葡萄糖的合成方法，111.1.2微生物法合成同位素标记的葡萄糖最先利用光合作用法，将放射性C标记的二氧化[11]1311[10][11]Robert等利用1或2-C标记的醋酸盐为碳转化为C标记的葡萄糖，随后，微生物法、13[12]原料，利用酵母发酵合成了葡萄糖-D-3-C、葡萄有机合成法也得到利用。随着质谱、核磁的应用，1313[14]1318糖-D-4-C以及葡萄糖-D-3,4-C2。Ehrin等利用稳定同位素C、D及O也逐渐替代放射性同位素——————————————科

6、技部科研院所技术开发研究专项资金(2010EG116090)资助第一作者：刘占峰，男，1967年出生，2006年于北京化工大学获博士学位，生物化工专业，现主要从事生物工程和稳定同位素方面的研究收稿日期：2012-10-17，修回日期：2012-11-23010302-1核技术2013,36(1):010302绿藻中的生栅藻作为菌种，经生长和耗糖后，将菌y-PGA单体的主要来源。为了研究苄基腺嘌呤(BA)1114[20]体分别悬浮在含有C和C标记的碳酸氢盐溶液处理后的花生叶片对葡萄糖吸收的影响，李玲等−5中，在30°C下反应45min，间隔25cm，用250W发现，通过10mol

7、/LBA处理过的花生叶片可促进14灯照明，并保持光强度15000−20000lux。Luthra等对葡萄糖-C的被动吸收量，减弱氯汞基苯对葡萄[15][21]在Ehrin实验的基础上加以改进，以丰度90%的糖吸收的抑制作用。艾桃山等将荧光极毛杆菌在133C标记的碳酸盐作为唯一碳源，利用微藻，合成含有葡萄糖-H的培养基中培养后，获得了葡萄糖13[16]3了丰度为60%的葡萄糖-U-C。李健等利用微藻-H标记的细菌，经灭活，莨菪佐剂浸泡后，可不13进行光合作用，以16.8g/LC标记的碳酸氢钠作