stringtranslate.com

Генератор технеция-99м

Пять современных генераторов технеция-99м
Первый генератор технеция-99m, неэкранированный, 1958 год. Раствор пертехнетата Tc-99m элюируется из молибдата Mo-99 , связанного с хроматографическим субстратом.

Генератор технеция-99m , или в просторечии технеция-корова или молибден , представляет собой устройство, используемое для извлечения метастабильного изотопа 99m Tc технеция из распадающегося образца молибдена -99 . 99 Mo имеет период полураспада 66 часов [1] и его можно легко транспортировать на большие расстояния в больницы, где его продукт распада технеций-99m (период полураспада всего 6 часов, неудобен для транспортировки) извлекается и используется для различные диагностические процедуры ядерной медицины , где его короткий период полураспада очень полезен.

Источник родительского изотопа

99 Mo можно получить нейтронной активацией (n,γ-реакция) 98 Mo в реакторе с высоким нейтронным потоком . Однако наиболее часто используемый метод — деление урана -235 в ядерном реакторе . Хотя в большинстве реакторов, в настоящее время производящих 99 Mo, используются мишени из высокообогащенного урана-235, опасения по поводу его распространения побудили некоторых производителей перейти на мишени из низкообогащенного урана. [2] Мишень облучается нейтронами с образованием 99 Mo в качестве продукта деления (с выходом 6,1% ). [3] Молибден-99 затем отделяется от непрореагировавшего урана и других продуктов деления в горячей камере . [4]

Изобретение и история генератора

99m Tc оставался научной диковинкой до 1950-х годов, когда Пауэлл Ричардс осознал потенциал технеция-99m как медицинского радиофармпрепарата и пропагандировал его использование среди медицинского сообщества. [5] Пока Ричардс отвечал за производство радиоизотопов в отделе горячей лаборатории Брукхейвенской национальной лаборатории , Уолтер Такер и Маргарет Грин работали над тем, как улучшить чистоту процесса разделения короткоживущего элюированного дочернего продукта йода-132 из теллур-132 , его 3,2-дневный родительский продукт, произведенный в Брукхейвенском графитовом исследовательском реакторе. [6] Они обнаружили следовые примеси, которыми оказался 99m Tc, который произошел от 99 Mo и следовал 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 стал первым, кто предложил эту идею. использования технеция в качестве медицинского индикатора. [9] [10] [11] [12]

Функция и механизм генератора

Короткий период полураспада технеция-99m (6 часов) делает невозможным длительное хранение. Транспортировка 99m Tc с ограниченного числа производственных площадок в радиоаптеки (для производства конкретных радиофармацевтических препаратов ) и другим конечным потребителям будет осложнена необходимостью значительного перепроизводства, чтобы сохранить достаточную остаточную активность после длительных поездок. Вместо этого более долгоживущий материнский нуклид 99 Mo может поступать в радиофармации в генераторе после его извлечения из облученных нейтронами 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 радиофармацевтические препараты с содержанием 99m Tc в региональные отделения ядерной медицины. Развитие прямого производства 99m Tc без предварительного производства исходного 99 Mo исключает использование генераторов; однако это происходит редко и зависит от подходящих производственных мощностей, расположенных рядом с радиофармацевтическими аптеками. [14]

Производство

Генераторы обеспечивают радиационную защиту при транспортировке и сводят к минимуму работы по эвакуации, выполняемые в медицинском учреждении. Типичная мощность дозы на расстоянии 1 метра от генератора 99 м Tc составляет 20–50 мкЗв/ч во время транспортировки. [15]

Производительность этих генераторов со временем снижается, и их необходимо заменять еженедельно, поскольку период полураспада 99 Mo по-прежнему составляет всего 66 часов. Поскольку период полураспада материнского нуклида ( 99 Mo) намного больше, чем у дочернего нуклида ( 99m Tc), 50% равновесной активности достигается за один дочерний период полураспада, 75% — за два дочерних периода полураспада. Следовательно, удаление дочернего нуклида ( процесс элюирования ) из генератора («доение» коровы) разумно производить каждые 6 часов в генераторе 99 Mo/ 99m Tc. [16]

Разделение

В большинстве коммерческих генераторов 99 Mo/ 99m Tc используется колоночная хроматография , при которой 99 Mo в форме молибдата MoO 4 2- адсорбируется на кислом оксиде алюминия (Al 2 O 3 ). При распаде Mo-99 образуется пертехнетат TcO 4 - , который из-за своего единственного заряда менее прочно связан с оксидом алюминия. Проливание физиологического раствора через колонку с иммобилизованным 99 Mo приводит к элюированию растворимого 99m Tc, в результате чего образуется солевой раствор, содержащий 99m Tc в виде пертехнетата и натрий в качестве противоиона .

Затем раствор пертехнетата натрия в соответствующей концентрации можно добавить в используемый фармацевтический набор или пертехнетат натрия можно использовать непосредственно без фармацевтической маркировки для конкретных процедур, требующих только 99m TcO 4 - в качестве основного радиофармацевтического препарата . Большой процент 99m Tc , генерируемого генератором 99 Mo/ 99m Tc, производится в течение первых трех исходных периодов полураспада, 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

Когда генератор не используется, 99 Mo распадается до 99m Tc, который, в свою очередь, распадается до 99 Tc. Период полураспада 99 Tc намного дольше, чем у его метастабильного изомера, поэтому соотношение 99 Tc и 99m Tc со временем увеличивается. Оба изомера выделяются в процессе элюирования и одинаково хорошо реагируют с лигандом, но 99 Tc представляет собой примесь, бесполезную для визуализации (и ее невозможно отделить).

Генератор промывают от 99 Tc и 99m Tc в конце производственного процесса генератора, но соотношение 99 Tc и 99m Tc затем 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]

Рекомендации

  1. ^ Р. Нейв. «Технеций-99м». Гиперфизика . Государственный университет Джорджии .
  2. ^ Национальный исследовательский совет. Производство медицинских изотопов без высокообогащенного урана (Отчет) . Проверено 20 ноября 2012 г.
  3. ^ «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 )
  4. ^ Снелгроув Л., Хофман Г.Л., Винсек Т.К., Ву CT, Вандегрифт Г.Ф., Аасе С., Буххольц Б.А., Донг DJ, 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.
  5. ↑ Гаспарини, Эллисон (24 октября 2018 г.). «Празднование 60-летия технеция-99м». Брукхейвенская национальная лаборатория .
  6. ^ "Брукхейвенский графитовый исследовательский реактор" . bnl.gov . Архивировано из оригинала 2 апреля 2013 года . Проверено 3 мая 2012 г.
  7. ^ Ричардс, Пауэлл (1989). Технеций-99m: первые дни . Том. БНЛ-43197 КОНФ-8909193-1. Нью-Йорк: Брукхейвенская национальная лаборатория. ОСТИ  5612212.
  8. ^ Такер, WD; 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.
  9. ^ Ричардс, Пауэлл (1960). «Обследование производства радиоизотопов для медицинских исследований в Брукхейвенской национальной лаборатории». VII Rassegna Internazionale Elettronica e Nucleare Roma : 223–244.
  10. ^ "Генератор технеция-99м" . Bnl.gov . Архивировано из оригинала 2 апреля 2013 года.
  11. ^ 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.
  12. ^ Стэнг, Луи Г.; Ричардс, Пауэлл (1964). «Подгонка изотопа под нужды». Нуклеоника . 22 (1). ISSN  0096-6207.
  13. ^ Дилворт, Джонатан Р.; Пэрротт, Сюзанна Дж. (1998). «Биомедицинская химия технеция и рения». Обзоры химического общества . 27 : 43–55. дои : 10.1039/a827043z.
  14. ^ 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. PMID  28443689. S2CID  21121327.
  15. ^ 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.
  16. ^ Брант, Уильям Э.; Хелмс, Клайд (2012). Основы диагностической радиологии. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 1240. ИСБН 9781451171396.
  17. ^ Гамильтон, Дэвид И. (2004). Диагностическая ядерная медицина: физическая перспектива. Springer Science & Business Media. п. 28. ISBN 9783540006909.
  18. ^ 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.