Генератор технеция-99м
Устройство

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

Генератор технеция -99m , или, в просторечии, технециевая корова или молибденовая корова , представляет собой устройство, используемое для извлечения метастабильного изотопа технеция 99m Tc из распадающегося образца молибдена-99 . 99 Mo имеет период полураспада 66 часов [1] и может легко транспортироваться на большие расстояния в больницы, где продукт его распада технеций-99m (с периодом полураспада всего 6 часов, неудобен для транспортировки) извлекается и используется для различных диагностических процедур в ядерной медицине , где его короткий период полураспада очень полезен.

Источник исходного изотопа

99 Mo может быть получен путем нейтронной активации (реакция n,γ) 98 Mo в реакторе с высоким потоком нейтронов . Однако наиболее часто используемый метод - это деление урана -235 в ядерном реакторе . В то время как большинство реакторов, в настоящее время занимающихся производством 99 Mo, используют мишени из высокообогащенного урана-235, опасения по поводу распространения побудили некоторых производителей перейти на мишени из низкообогащенного урана. [2] Мишень облучается нейтронами для образования 99 Mo в качестве продукта деления (с выходом 6,1% ). [3] Затем молибден-99 отделяется от непрореагировавшего урана и других продуктов деления в горячей камере . [4]

Изобретение и история генератора

99m Tc оставался научным курьёзом до 1950-х годов, когда Пауэлл Ричардс осознал потенциал технеция-99m как медицинского радиоизотопного индикатора и начал пропагандировать его использование в медицинском сообществе. [5] Пока Ричардс отвечал за производство радиоизотопов в Hot Lab Division Брукхейвенской национальной лаборатории , Уолтер Такер и Маргарет Грин работали над тем, как улучшить чистоту процесса разделения короткоживущего элюированного дочернего продукта йода-132 из теллура-132 , его 3,2-дневного родительского продукта, произведенного в Брукхейвенском графитовом исследовательском реакторе. [6] Они обнаружили следовое загрязнение, которым оказался 99m Tc, который происходил из 99 Mo и следовал за теллуром в химии процесса разделения других продуктов деления. Основываясь на сходстве химии родительско-дочерней пары теллур-йод, Такер и Грин разработали первый генератор технеция-99m в 1958 году. [7] [8] Только в 1960 году Ричардс стал первым, кто предложил идею использования технеция в качестве медицинского индикатора. [9] [10] [11] [12]

Функция и механизм генератора

Короткий период полураспада технеция-99m, равный 6 часам, делает невозможным его долгосрочное хранение. Транспортировка 99m Tc из ограниченного числа производственных площадок в радиофармацевтические заводы (для производства определенных радиофармацевтических препаратов ) и другим конечным пользователям будет осложнена необходимостью значительного перепроизводства для обеспечения достаточной остаточной активности после длительных перевозок. Вместо этого долгоживущий материнский нуклид 99 Mo может поставляться в радиофармацевтические заводы в генераторе после его извлечения из нейтронно -облученных урановых мишеней и его очистки на специализированных перерабатывающих предприятиях. [13] Радиофармацевтические заводы могут быть больничными или автономными, и во многих случаях впоследствии будут распределять радиофармацевтические препараты 99m Tc по региональным отделениям ядерной медицины. Разработка прямого производства 99m Tc без предварительного производства материнского 99 Mo исключает использование генераторов; однако это встречается редко и зависит от подходящих производственных предприятий, расположенных вблизи радиофармацевтических заводов. [14]

Производство

Генераторы обеспечивают радиационную защиту при транспортировке и минимизируют работу по извлечению, выполняемую в медицинском учреждении. Типичная мощность дозы на расстоянии 1 метра от генератора 99m Tc составляет 20–50 мкЗв/ч во время транспортировки. [15]

Выход этих генераторов со временем снижается и должен заменяться еженедельно, так как период полураспада 99 Mo все еще составляет всего 66 часов. Поскольку период полураспада родительского нуклида ( 99 Mo) намного больше, чем у дочернего нуклида ( 99m Tc), 50% равновесной активности достигается в течение одного периода полураспада дочернего нуклида, 75% — в течение двух периодов полураспада дочернего нуклида. Следовательно, удаление дочернего нуклида ( процесс элюирования ) из генератора («доение» коровы) разумно проводить каждые 6 часов в генераторе 99 Mo/ 99m Tc. [16]

Разделение

Большинство коммерческих генераторов 99 Mo/ 99m Tc используют колоночную хроматографию , в которой 99 Mo в форме молибдата , MoO 4 2− адсорбируется на кислом оксиде алюминия (Al 2 O 3 ). Когда 99 Mo распадается, он образует пертехнетат TcO 4 − , который из-за своего одиночного заряда менее прочно связан с оксидом алюминия. Проливание нормального солевого раствора через колонку с иммобилизованным 99 Mo элюирует растворимый 99m Tc, в результате чего получается солевой раствор, содержащий 99m Tc в виде пертехнетата с натрием в качестве противоиона .

Затем раствор пертехнетата натрия можно добавить в соответствующей концентрации в фармацевтический набор, который будет использоваться, или пертехнетат натрия можно использовать напрямую без фармацевтической маркировки для определенных 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 3 периодов полураспада исходного вещества, или приблизительно в течение одной недели. Следовательно, клинические подразделения ядерной медицины закупают по крайней мере один такой генератор в неделю или заказывают несколько в шахматном порядке. [17]

Изомерное соотношение

Когда генератор не используется, 99 Mo распадается на 99m Tc, который в свою очередь распадается на 99 Tc. Период полураспада 99 Tc намного больше, чем у его метастабильного изомера, поэтому отношение 99 Tc к 99m Tc со временем увеличивается. Оба изомера выводятся в процессе элюирования и одинаково хорошо реагируют с лигандом, но 99 Tc является примесью, бесполезной для визуализации (и не может быть отделена).

Генератор промывается от 99 Tc и 99m Tc в конце процесса изготовления генератора, но соотношение 99 Tc к 99m Tc затем снова нарастает во время транспортировки или в любой другой период, когда генератор не используется. Первые несколько элюций будут иметь пониженную эффективность из-за этого высокого соотношения. [18]

Ссылки

  1. ^ Р. Нейв. «Технеций-99м». Гиперфизика . Университет штата Джорджия .
  2. ^ Национальный исследовательский совет. Производство медицинских изотопов без высокообогащенного урана (отчет) . Получено 20 ноября 2012 г.
  3. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 мая 2009 . Получено 2 августа 2008 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  4. ^ Snelgrove L, Hofman GL, Wiencek TC, Wu CT, Vandegrift GF, Aase S, Buchholz BA, Dong DJ, Leonard RA, Srinivasan B (18–21 сентября 1994 г.). Разработка и обработка мишеней LEU для производства Mo-99 — обзор программы ANL. Международное совещание 1995 г. по уменьшению обогащения для исследовательских и испытательных реакторов. Париж. OSTI  146775.
  5. ^ Гаспарини, Эллисон (24 октября 2018 г.). «Празднование 60-летия технеция-99m». Брукхейвенская национальная лаборатория .
  6. ^ "Brookhaven Graphite Research Reactor". bnl.gov . Архивировано из оригинала 2 апреля 2013 года . Получено 3 мая 2012 года .
  7. ^ Ричардс, Пауэлл (1989). Технеций-99m: Ранние дни . Том BNL-43197 CONF-8909193-1. Нью-Йорк: Брукхейвенская национальная лаборатория. OSTI  5612212.
  8. ^ Такер, В. Д.; Грин, М. В.; Вайс, А. Дж.; Мюрренхофф, А. (1958). «Методы приготовления некоторых радиоизотопов без носителя, включающие сорбцию на оксиде алюминия». Труды Американского ядерного общества . 1 : 160–161 .
  9. ^ Ричардс, Пауэлл (1960). «Обзор производства радиоизотопов для медицинских исследований в Брукхейвенской национальной лаборатории». VII Rassegna Internazionale Elettronica e Nucleare Roma : 223–244 .
  10. ^ "Генератор технеция-99m". Bnl.gov . Архивировано из оригинала 2 апреля 2013 года.
  11. ^ Ричардс, П.; Такер, В. Д.; Шривастава, С. К. (октябрь 1982 г.). «Технеций-99m: историческая перспектива». Международный журнал прикладной радиации и изотопов . 33 (10): 793– 9. doi :10.1016/0020-708X(82)90120-X. PMID  6759417.
  12. ^ Стэнг, Луис Г.; Ричардс, Пауэлл (1964). «Подгонка изотопа под нужды». Nucleonics . 22 (1). ISSN  0096-6207.
  13. ^ Дилворт, Джонатан Р.; Парротт, Сюзанна Дж. (1998). «Биомедицинская химия технеция и рения». Chemical Society Reviews . 27 : 43–55 . doi :10.1039/a827043z.
  14. ^ Boschi, Alessandra; Martini, Petra; Pasquali, Micol; Uccelli, Licia (2 сентября 2017 г.). «Последние достижения в прямом производстве радиофармацевтических препаратов Tc-99m на медицинских циклотронах». Drug Development and Industrial Pharmacy . 43 (9): 1402– 1412. doi :10.1080/03639045.2017.1323911. PMID  28443689. S2CID  21121327.
  15. ^ Шоу, Кен Б. (весна 1985 г.). "Worker Exposures: How Much in UK?" (PDF) . Бюллетень МАГАТЭ . Архивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2011 г. . Получено 19 мая 2012 г. .
  16. ^ Брант, Уильям Э.; Хелмс, Клайд (2012). Основы диагностической радиологии. Lippincott Williams & Wilkins. стр. 1240. ISBN 9781451171396.
  17. ^ Гамильтон, Дэвид И. (2004). Диагностическая ядерная медицина: физическая перспектива. Springer Science & Business Media. стр. 28. ISBN 9783540006909.
  18. ^ Мур, П. У. (апрель 1984 г.). «Технеций-99 в генераторных системах» (PDF) . Журнал ядерной медицины . 25 (4): 499– 502. PMID  6100549 . Получено 11 мая 2012 г. .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Technetium-99m_generator&oldid=1250701084"