Физико-химические основы генераторной технологии получения радионуклидов.
Лекции.ИНФО


Физико-химические основы генераторной технологии получения радионуклидов.

способ получения радионуклидов -- генераторные системы. Основное требование к любой подобной системе заключается в том, что интересующий радионуклид должен быть короткоживущим дочерним относительно долгоживущего материнского радионуклида, от которого он должен быть отделен физическим или химическим методом. Генераторные системы радионуклидов.

В тех случаях, когда пользователи находятся вдали от

исследовательских ядерных и ускорителей заряженных частиц и местах, куда

затруднена регулярная доставка РФП, тогда прибегают к использованию

радионуклидных генераторов. Кроме того, значительные потери короткоживущих

радионуклидов становится неизбежными вследствие их распада во время

транспортировки. В этой связи давно стали привлекать внимание системы двух

генетически связанных между собой радионуклидов, когда один из них – более

короткоживущий (дочерний) постоянно образуется (генерируется) в результате

распада другого (материнского), имеющего больший период полураспада, а сам

при распаде превращается в стабильный нуклид. При этом короткоживущий

нуклид, являющийся изотопом другого по сравнению с материнским элементом,

может быть быстро и многократно извлечен из небольшого устройства-

генератора, например, посредством пропускания жидкости (элюата)

определенного состава через это устройство. Представляющее собой в

большинстве случаев колонку, заполненную сорбентом и оборудованную

фильтром, предотвращающем его вымывание. Полученный раствор (элюат), как

правило, стерилен, не содержит материнского нуклида и имеет форму,

пригодную для непосредственного применения в клинике. Такой генератор

обеспечен защитным свинцовым кожухом и системой коммуникаций. Он прост и

безопасен в эксплуатации в условиях больницы или клиники. Активность

дочернего нуклида при элюировании из генератора определяется общими

закономерностями, обусловленными кинетикой накопления и распада нуклидов.

Началом истории применения генераторных систем в медицине принято считать

начало20-х годов нашего века, когда G.Faila предложил использовать

генератор 222Rn (3,8сут.) на основе природной пары радионуклидов

226Ra—222Rn.

Позднее поиски подобных систем проводили в BNL, США, среди

искусственных радионуклидов и первой в начале 50-х годов была пара

132Te—132I , которая послужила затем прототипом целой серии генераторных

систем и, в частности, поистине золотой находки этой лаборатории была пара

99Mo—99mTc, на основе которой в конце 50-х был сконструирован генератор

99mTc , играющий и сегодня ведущую роль в ядерной медицине . Теоретически

таких пар существует очень много. Несколько факторов предопределяют выбор

идеальной пары для использования в качестве генератора в медицинской

практике. Они связаны с получением материнского радионуклида необходимого

качества и количества по приемлемой цене, периодом полураспада, а также

некоторыми техническими характеристиками самого генератора, а именно:

воспроизводимостью высокого выхода дочернего радионуклида в течение периода

эксплуатации, сохранением профиля кривой элюирования радионуклида,

радиационной стойкостью сорбента и жизнеспособностью самого генератора. В

своё время были опробованы и регулярно используются в клинической практике

следующие пары:28Mg—28Al,68Ge-68Ga, 87Y—87mSr, 90Sr—90Y, 99Mo—99mTc,

113Sn—113mIn, 132Te—132I, и др. Ядерный реактор является главным источником

большинства радионуклидов, используемых в качестве материнских для

приготовления генераторов. Стоимость производства здесь ниже, чем на

циклотроне.

При работе с генераторами в клиниках используют специальные наборы

нерадиоактивных реагентов, которые содержат химические вещества в

стерильном виде. Методы приготовления РФП на основе наборов реагентов

просты и в большинстве случаев сводятся к добавлению элюата из генератора,

содержащего, например 99mТс, во флакон со смесью реагентов, предназначенный

для проведения определенного диагностического теста. После чего полученный

раствор вводят пациенту и проводят сцинтиграфию скелета. Разработка новых

наборов реагентов к генераторам короткоживущих нуклидов является одной из

развивающихся областей радиофармацевтики.

 

Началом истории применения генераторных систем в медицине принято

считать 20-е годы нашего века. Всего было предложено около 118 таких

систем, но только немногие из них применяются в клинической практике.

Радиофармацевтическая промышленность практически всех промышленно

развитых стран использует молибден-99 для изготовления радионуклидных

генераторов 99mTc, который применяется почти в 80% всех диагностических

процедур ядерной медицины. В конце 80-х годов мировой объем выручки от

продажи этого генератора составил 100 млн. $ /год. Технология производства

генераторов 99mTc развивается сразу по 3 направлениям : хроматография на

колонке. Сублимация и жидкостная экстракция.

Приведем некоторые радионуклиды применяемые для генераторных систем.

 

Принцип работы генераторной системы можно рассмотреть на примере применяющегося в клинической практике генератора 99Mo--99mTc (основные положения применимы и к другим генераторам).

Основные элементы любого генератора -- защитный кожух, колонка и система коммуникаций. Колонка содержит сорбент, на котором фиксируется материнский радионуклид. Используются как органические (ионообменные смолы), так и минеральные (окись алюминия, окись циркония) сорбенты. Образующийся в результате распада материнского радионуклида дочерний радионуклид вымывают (элюируют) из генератора. Элюирование можно осуществлять двумя путями -- пропусканием элюента через колонку с помощью шприца либо вакуумного флакона, в который насасывается элюент, проходящий через колонку. Для получения стерильного элюата колонку помещают в свинцовый контейнер и стерилизуют.

В результате распада молибдена образуется 99mTc в форме ионов пертехнетата. При промывании колонки раствором натрия хлорида происходит обмен между ионами хлора и (Тс04) * (Мо04).

В результате пропускания через колонку раствора натрия хлорида образуется радиоактивный пертехнетат--Na+(99mTc04)-. Объем элюата колеблется от 10 до 25 мл (чаще всего 10 мл), в зависимости от конструкции колонки. В качестве элюента используют изотонический раствор натрия хлорида. В элюате 99mTc содержится без носителя, как и все другие радионуклиды, получаемые с помощью генераторных систем. Концентрация радиоактивного элемента обычно составляет 10-9 моль.

Следует отметить, что при промывании колонки элюируется не весь радиоактивный препарат. Основной причиной этого является радиолиз, происходящий под влиянием излучения колонки. При этом образуются свободные, чрезвычайно химически активные радикалы, которые могут восстанавливать дочерний радионуклид до более низкого валентного состояния. Поэтому в некоторых случаях в элюент или непосредственно в колонку добавляют окисляющие агенты (например, хлористоводородную кислоту в качестве элюента) для повышения выхода дочернего радионуклида при элюировании. Обычно выход составляет около 80 % радиоактивного препарата, содержащегося в колонке.

Радионуклидные примеси могут быть установлены с помощью гамма-спектрометра. При этом предпочтительнее использовать полупроводниковые детекторы, поскольку они имеют высокое энергетическое разрешение.

Время накопления в генераторе до полного равновесия генераторных систем составляет 18--24 ч. Следовательно, для получения максимального количества активности вымывание 99mTc из генератора следует проводить через сутки.

Для выделения и очистки радионуклида может быть использован любой химический способ.

Первоначально получают исходный радионуклид, а затем переводят его в соответствующую химическую форму.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 158;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная