Генератор технеция-99м
Генератор технеция -99m , или в просторечии технеция-корова или моли-корова , представляет собой устройство, используемое для извлечения метастабильного изотопа. 99 м Tc технеция молибдена - из разлагающегося образца 99 . 99 Мо Период полураспада составляет 66 часов. [1] и может быть легко транспортирован на большие расстояния в больницы, где его продукт распада технеций-99m (с периодом полураспада всего 6 часов, неудобен для транспортировки) извлекается и используется для различных ядерной медицины диагностических процедур , где его короткий полураспад жизнь очень полезна.
Источник родительского изотопа
[ редактировать ]99 Мо можно получить нейтронной активацией (n,γ-реакция) 98 Мо в реакторе с высоким нейтронным потоком . Однако наиболее часто используемый метод — деление урана -235 в ядерном реакторе . Хотя большинство реакторов в настоящее время работают 99 В производстве используются мишени из высокообогащенного урана-235, опасения по поводу распространения побудили некоторых производителей перейти на мишени из низкообогащенного урана. [2] Мишень облучается нейтронами с образованием 99 Мо как продукт деления 6,1% ( выход ). [3] Затем молибден-99 отделяется от непрореагировавшего урана и других продуктов деления в горячей камере . [4]
Изобретение и история генератора
[ редактировать ]99 м Tc оставался научной диковинкой до 1950-х годов, когда Пауэлл Ричардс осознал потенциал технеция-99m в качестве медицинского радиофармпрепарата и пропагандировал его использование среди медицинского сообщества. [5] Пока Ричардс отвечал за производство радиоизотопов в отделе горячей лаборатории Брукхейвенской национальной лаборатории короткоживущего , Уолтер Такер и Маргарет Грин работали над тем, как улучшить чистоту процесса разделения дочернего продукта йода-132 из теллура-132. , его 3,2-дневный родительский объект, произведенный в Брукхейвенском графитовом исследовательском реакторе. [6] Они обнаружили следы загрязняющих веществ, которые оказались 99 м Tc, который исходил от 99 Мо и следил за теллуром в химическом процессе разделения других продуктов деления. Основываясь на сходстве химии пары «родитель-дочь» теллур-йод, Такер и Грин разработали первый генератор технеция-99m в 1958 году. [7] [8] Лишь в 1960 году Ричардс первым предложил идею использования технеция в качестве медицинского индикатора. [9] [10] [11] [12]
Функция и механизм генератора
[ редактировать ]Короткий период полураспада технеция-99m (6 часов) делает невозможным длительное хранение. Перевозка 99 м Переход от ограниченного числа производственных площадок к радиофармациям (для производства конкретных радиофармпрепаратов ) и другим конечным потребителям будет осложнен необходимостью значительного перепроизводства, чтобы иметь достаточную остаточную активность после длительных поездок. Вместо этого более долгоживущий родительский нуклид 99 Мо может поставляться в радиофармации в генераторе после его извлечения из нейтронами облученных урановых мишеней и очистки на специализированных перерабатывающих установках. [13] Радиоаптеки могут располагаться на базе больниц или быть самостоятельными учреждениями и во многих случаях впоследствии будут распределять 99 м Тц радиофармпрепаратов в областные отделения ядерной медицины. Развитие прямого производства 99 м Tc, без предварительного создания родителя 99 Мо, исключает использование генераторов; однако это происходит редко и зависит от подходящих производственных мощностей, расположенных рядом с радиофармацевтическими аптеками. [14]
Производство
[ редактировать ]Генераторы обеспечивают радиационную защиту при транспортировке и сводят к минимуму работы по извлечению отходов, выполняемые в медицинском учреждении. Типичная мощность дозы на расстоянии 1 метра от 99 м Tc генератора при транспортировке составляет 20–50 мкЗв/ч . [15]
Производительность этих генераторов со временем снижается, и их необходимо заменять еженедельно, поскольку период полураспада 99 Мо по-прежнему всего 66 часов. Поскольку период полураспада материнского нуклида ( 99 Mo) значительно длиннее, чем у дочернего нуклида ( 99 м Tc), 50% равновесной активности достигается в течение одного дочернего периода полураспада, 75% — в течение двух дочерних периодов полураспада. Следовательно, удаление дочернего нуклида ( процесс элюирования ) из генератора («доение» коровы) разумно производить каждые 6 часов в 99 Для/ 99 м Тс генератор. [16]
Разделение
[ редактировать ]Самый коммерческий 99 Для/ 99 м Генераторы Tc используют колоночную хроматографию , при которой 99 Мо в форме молибдата , МоО 4 2− адсорбируется на кислом оксиде алюминия (Al 2 O 3 ). Когда 99 Mo распадается с образованием пертехнетата TcO 4 − , который из-за своего единственного заряда менее прочно связан с оксидом алюминия. Заливание физиологического раствора через колонку иммобилизованного 99 Мо элюирует растворимые 99 м Tc, в результате чего образуется солевой раствор, содержащий 99 м Tc в виде пертехнетата, с натрием в качестве противоиона .
Затем раствор пертехнетата натрия в соответствующей концентрации можно добавить в фармацевтический набор, который будет использоваться, или пертехнетат натрия можно использовать непосредственно без фармацевтической маркировки для конкретных процедур, требующих только 99 м ТСО 4 − в качестве основного радиофармпрепарата . Большой процент 99 м Tc, генерируемый 99 Для/ 99 м Генератор Tc вырабатывается в течение первых трех периодов полураспада материнского организма, или примерно одной недели. Таким образом, отделения клинической ядерной медицины приобретают как минимум один такой генератор в неделю или заказывают несколько в шахматном порядке. [17]
Изомерное соотношение
[ редактировать ]Если генератор не используется, 99 Мо распадается на 99 м Tc, который, в свою очередь, распадается на 99 Тк. Период полураспада 99 Tc намного длиннее, чем его метастабильный изомер, поэтому соотношение 99 Тс до 99 м Tc со временем увеличивается. Оба изомера осуществляются в процессе элюирования и одинаково хорошо реагируют с лигандом, но 99 Tc представляет собой примесь, бесполезную для визуализации (и ее невозможно отделить).
Генератор промывают. 99 Тс и 99 м Тс в конце процесса изготовления генератора, но соотношение 99 Тс до 99 м Затем Tc снова увеличивается во время транспортировки или в любой другой период, когда генератор не используется. Из-за такого высокого соотношения эффективность первых нескольких элюирований будет снижена. [18]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Р. Нейв. «Технеций-99м» . Гиперфизика . Государственный университет Джорджии .
- ^ Национальный исследовательский совет. Производство медицинских изотопов без высокообогащенного урана (Отчет) . Проверено 20 ноября 2012 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 мая 2009 года . Проверено 2 августа 2008 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Снелгроув Л., Хофман Г.Л., Винсек Т.К., Ву К.Т., Вандегрифт Г.Ф., Аасе С., Буххольц Б.А., Донг Д.Д., Леонард Р.А., Сринивасан Б. (18–21 сентября 1994 г.). Разработка и обработка целевых показателей НОУ для производства Mo-99 — обзор программы ANL . 1995 г. Международное совещание по уменьшению обогащения исследовательских и испытательных реакторов. Париж. ОСТИ 146775 .
- ^ Гаспарини, Эллисон (24 октября 2018 г.). «Празднование 60-летия технеция-99м» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- ^ «Брукхейвенский графитовый исследовательский реактор» . bnl.gov . Архивировано из оригинала 2 апреля 2013 года . Проверено 3 мая 2012 г.
- ^ Ричардс, Пауэлл (1989). Технеций-99m: первые дни . Том. БНЛ-43197 КОНФ-8909193-1. Нью-Йорк: Брукхейвенская национальная лаборатория. ОСТИ 5612212 .
- ^ Такер, штат Вирджиния; Грин, Миссури; Вайс, Эй Джей; Мурренхофф, А. (1958). «Методы получения некоторых радиоизотопов без носителей с использованием сорбции на оксиде алюминия». Сделки Американского ядерного общества . 1 : 160–161.
- ^ Ричардс, Пауэлл (1960). «Обследование производства радиоизотопов для медицинских исследований в Брукхейвенской национальной лаборатории». VII Rassegna Internazionale Elettronica e Nucleare Roma : 223–244.
- ^ «Генератор технеция-99м» . Bnl.gov . Архивировано из оригинала 2 апреля 2013 года.
- ^ Ричардс, П.; Такер, штат Вирджиния; Шривастава, Южная Каролина (октябрь 1982 г.). «Технеций-99м: историческая перспектива». Международный журнал прикладной радиации и изотопов . 33 (10): 793–9. дои : 10.1016/0020-708X(82)90120-X . ПМИД 6759417 .
- ^ Стэнг, Луи Г.; Ричардс, Пауэлл (1964). «Подгонка изотопа под нужды». Нуклеоника . 22 (1). ISSN 0096-6207 .
- ^ Дилворт, Джонатан Р.; Пэрротт, Сюзанна Дж. (1998). «Биомедицинская химия технеция и рения». Обзоры химического общества . 27 : 43–55. дои : 10.1039/a827043z .
- ^ Боски, Алессандра; Мартини, Петра; Паскуали, Миколь; Уччелли, Лисия (2 сентября 2017 г.). «Последние достижения в прямом производстве радиофармпрепаратов Tc-99m с помощью медицинских циклотронов». Разработка лекарств и промышленная фармация . 43 (9): 1402–1412. дои : 10.1080/03639045.2017.1323911 . ПМИД 28443689 . S2CID 21121327 .
- ^ Шоу, Кен Б. (весна 1985 г.). «Воздействие на рабочих: сколько в Великобритании?» (PDF) . Бюллетень МАГАТЭ . Архивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2011 года . Проверено 19 мая 2012 г.
- ^ Брант, Уильям Э.; Хелмс, Клайд (2012). Основы диагностической радиологии . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 1240. ИСБН 9781451171396 .
- ^ Гамильтон, Дэвид И. (2004). Диагностическая ядерная медицина: физический взгляд . Springer Science & Business Media. п. 28. ISBN 9783540006909 .
- ^ Мур, PW (апрель 1984 г.). «Технеций-99 в генераторных системах» (PDF) . Журнал ядерной медицины . 25 (4): 499–502. ПМИД 6100549 . Проверено 11 мая 2012 г.