目的:镧系放射性同位素¹⁷⁷Lu、¹⁶⁶Ho、¹⁶¹Tb和¹⁴⁹Tb是重要的医用核素,1,3-二氨基-2-羟基丙烷-N,N,N’,N’-四乙酸（1,3–diamino–2–hydroxypropane–N,N,N’,N’–tetraacetic acid,DHPTA）是聚氨基羧酸类配体,有研究显示DHPTA与Ln³⁺有较强的结合能力。我们将探索DHPTA与Ln³⁺(Tb³⁺,Ho³⁺,Lu³⁺)的热力学稳定性,初步分析DHPTA是否具有作为镧系放射性同位素螯合剂的潜力;目前DHPTA与Ln³⁺(Tb³⁺,Ho³⁺,Lu³⁺)的配位结构存在争议,我们通过光谱滴定实验、荧光滴定实验、核磁分析研究DHPTA/Ln³⁺(Tb³⁺,Ho³⁺,Lu³⁺)的配位结构,为后续研究提供基础化学理论;最后初步研究DHPTA/Lu³⁺配合物的生物学分布特征。方法:采用电位滴定法测定DHPTA的质子化常数和镧系金属Ln³⁺(Lu³⁺、Ho³⁺、Tb³⁺)与DHPTA的稳定常数。以已知浓度的标准NaOH溶液/HCl溶液滴定含有金属、DHPTA配体,NaOH（或者HCl）,和0.5 mol?L^–1NaCl的溶液,一个完整的滴定过程收集约50个点。为减少系统误差,提高实验可重复性,改变反应体系金属、配体、H⁺和NaCl含量重复测定3-5次。Hyperquad程序拟合获得相应的质子化常数(log₁₀β)。Ho(H_-1L)^2-吸收光谱随Tb(H_–1L)^2–加入而发生的变化采用紫外-可见-近红外分光光度计测定。利用Hyperquad 2008程序获得的稳定常数,制备金属、配体、H⁺为1:1:1的Ho(H_-1L)^2-和Tb(H_-1L)^2-溶液。以一定体积Tb(H_-1L)^2-溶液滴定Ho(H_-1L)^2-后,收集一系列吸收光谱变化数据。荧光光谱仪测量Tb³⁺/DHPTA溶液荧光发射光谱和荧光寿命随NaOH溶液加入而发生的变化。分别测量Tb(H_–1L)^2–水溶液和氘代水溶液的荧光寿命并计算Tb(H_–1L)^2–配位的水分子数。荧光淬灭实验测量Tb(H_–1L)^2–溶液荧光发射光谱随Ho(H_–1L)^2–溶液加入而发生的变化。Hyss2009程序调节DHPTA/Lu³⁺比例和pH制备A溶液(L^4-=100%),B溶液(Lu(H_-1L)^2-=100%)。测量两种溶液的¹H-核磁共振谱、¹³C-核磁共振谱、2D ¹H–¹H COSY和¹³C–¹H HSQC信号。借助2D ¹H–¹H COSY和¹³C–¹H HSQC数据完成¹H–NMR和¹³C–NMR谱的分峰并分析相应的化学位移,分析结构信息。根据热力学实验结果,制备¹⁷⁷Lu(H_–1L)^2–溶液,测量标记率。12只健康昆明小鼠随机分为4组,每组3只,经尾静脉注射20μCi（0.1mL）的¹⁷⁷Lu(H_–1L)^2–溶液后,于1h、1d、2d、7d处死（各3只）,分别取血液、心、肝脏、脾脏、肺、肾、小肠、股骨、肌肉、颅骨,测量组织重量和相应的放射性计数,计算不同时间点每克组织百分注射剂量率（percentage activity of injection dose per gram of tissue,%ID/g）,以均数±标准差（）表示。结果:电位滴定结果显示,Lu³⁺、Ho³⁺、Tb³⁺与DHPTA具有相似的配位结构。在pH 4¹0的范围内,Ln³⁺与DHPTA溶液的主要成分为金属:H⁺:L为1:-1:1的Ln(H_–1L)^2-。由于配体羟基参与配位,Lu(H_–1L)^2–的稳定常数为25.01（在25 ^oC条件下）,大于Lu³⁺/EDTA（19.8）和Lu³⁺/DTPA（22.44）,并与Lu³⁺/DOTA的稳定常数非常接近,但DHPTA结合反应条件设置优于DOTA,表明DHPTA具有作为镧系金属螯合剂应用于放射免疫领域的潜力。电位滴定结果只表示Ln³⁺、H⁺和配体的比例,不能确定其实际的数量,通过光谱滴定、荧光滴定和核磁分析对Ln(H_–1L)^2–的配位结构进行研究。光谱滴定实验显示随着Tb(H_-1L)^2-的加入,Ho³⁺摩尔吸光度逐渐增强;荧光淬灭实验显示随着Ho(H_-1L)^2-的加入,Tb(H_-1L)^2-溶液的荧光强度被有效淬灭,说明金属之间发生了能量传递,间接证实Ln(H_–1L)^2–可能是以二聚体或者多聚体形式存在。根据Tb(H_–1L)^2–氘在H₂O和D₂O中的荧光寿命,计算出Tb(H_–1L)^2–内部配位的水分子数为0.4,已知Tb³⁺可以与周围分子形成9个配位键。假设Tb³⁺以单体形式存在,需要额外的两个水分子提供配位键,与计算值0.4相差较大;假设Tb(H_-1L)^2-是以二聚体或者多聚体的形式存在,去质子化羟基氧或者羧酸氧形成O-桥,与Tb³⁺配位占据多余的水分子配位点,这样0.4个水分子就显得就较为合理。核磁分析显示,在溶液A(L^4-=100%)中,羧酸上的碳原子¹³C峰只有一个（d峰）。但在加入Lu³⁺后溶液B(Lu(H_-1L)^2-=100%)中,羧酸上的碳原子¹³C峰分裂为多个,表明形成了多个不同的配位环境的羧酸,合理的解释是在Lu³⁺/DHPTA溶液中,金属与配体形成了复杂的多聚体结构,并通过羧基基团连接,导致羧酸上的碳原子¹³C峰分裂,这与文献报道的Nd³⁺/DHPTA四聚体结构一致。0.2mCi的¹⁷⁷LuCl₃溶液与0.2mg的DHPTA溶液充分混合,pH 8.0,在常温的条件下反应5min,就可以得到标记率100%的¹⁷⁷Lu(H_–1L)^2–,与电位滴定结果符合。生物分布实验显示¹⁷⁷Lu(H_–1L)^2–24小时左右基本从血液清除,主要通过肾及肝脏清除,在骨骼上摄取较高,可能与¹⁷⁷Lu的亲骨性有关。结论:镧系金属(Tb³⁺,Ho³⁺,Lu³⁺)与DHPTA形成了三种配合物,分别是LnL^–,Ln(H_–1L)^2–和Ln（OH）(H_–1L)^3–。pH 4¹0范围内,主要成分是Ln(H_–1L)^2–,在该复合物中配体的羟基参与金属配位,因而具有较高的稳定常数。从热力学和结合动力学角度,Lu(H_–1L)^2–稳定常数大于Lu³⁺/EDTA和Lu³⁺/DTPA,与Lu³⁺/DOTA接近,但结合反应的条件设置优于DOTA,表明DHPTA具有作为镧系金属螯合剂应用于放射免疫领域的潜力。光谱滴定、荧光滴定、核磁分析还证明了Ln(H_–1L)^2–配体可能以去质子化的羟基或羧基形成O-桥,参与金属配位,形成二聚体或者多聚体结构。生物分布实验显示¹⁷⁷Lu(H_–1L)^2–,主要通过肾及肝脏清除,在骨骼上摄取较高,可能与¹⁷⁷Lu的亲骨性有关。