راديونوكليدهاي با نيمه عمر كوتاه

راديونوكليدهاي با نيمه عمر كوتاه

توليد راديونوكليدهاي با عمر كوتاه و كاربرد آنها در پزشكي با توجه به قابليت دسترسي به سيستم هاي عكس برداري توموگرافي گسيل پوزيترون (PET) توجه خاصي را بخود جلب كرده است. در ميان آنها راديونوكليدهاي كليدي همچون ¹¹C، ¹³N، ¹⁵O و ¹⁸F‌هستند كه بوسيله گسيل پوزيترون (و لذا تابش نابودي 511eV) واپاشي مي كنند. اين گسيلنده هاي پوزيترون براي
عكس برداري بوسيله PET مفيد هستند. با توجه به اين كه اين راديونوكليدها داراي عمر بسيار كوتاه هستند، لازم است سيكلوتروني پزشكي در هر آزمايشگاه مستقر گردد. يك سيكلوترون پزشكي نوع كوچكي از يك سيكلوترون بوده و در ابتدا براي توليد راديونوكليدها در كاربردهاي پزشكي مورد استفاده قرار گرفته؛ ذرات باردار با انرژي پايين با شدت بالا توليد مي كند. در بعضي از سيكلوترونهاي پزشكي، هر دو دوترون و پروتون بصورت متناسب شتاب داده مي شوند.

 

كربن – 11

كربن – 11 داراي نيمه عمر 20/4 دقيقه بوده و با واكنشهاي ¹⁰B(d,n)¹¹C و ¹¹B(p,n)¹¹C و ¹⁴N(p,a)¹¹C در سيكلوترون توليد مي شود. در واكنش اول، B₂O₅ و در واكنش سوم گاز نيتروژن به عنوان هدف مورد استفاده قرار
مي گيرد. هر دو ¹¹Co و ¹¹Co₂ در هدفهاي بور توليد شده كه سپس بوسيله گازهاي بي اثر روبيده مي شوند. ¹¹Co اكسيد شده كل گاز به صورت ¹¹Co₂ يا ¹¹Co₂ احياء و بصورت ¹¹Co مورد استفاده قرار مي گيرد. هر دو ¹¹Co و ¹¹Co₂‌معمولاً بعنوان پيشرو در تهيه تركيبات مفيد گوناگون كلينيكي، همچون ¹¹C- پالميتات براي عكس برداري تزريق وريدي قلبي با PET بكار مي روند.

واكنش ¹⁴N(p,a)¹¹C بوسيله بمباران مخلوطي از N₂ – H₂ براي بدست آوردن ¹¹C كه با N₂ واكنش مي دهد تا توليد ¹¹CN كرده، و بدنبال آن راديوليز ¹¹CN براي بدست آوردن CH₄ (95 تا 100 درصد بهره راديوشيميائي) انجام
مي پذيرد. متان با كربن – 11 با NH₃ روي پلاتين در  براي بدست آوردن 95 درصد بهره جهت توليد H¹¹CN‌ واكنش مي دهد. مولكولهاي بيولوژيكي گوناگوني همچون آمين هاي آليفاتيك، آمينونيتريل ها و هيدانتوئين ها با بكاربردن ¹¹CN بعنوان يك پيشرو با ¹¹C نشاندار شده اند.

 

نيتروژن – 13

نيتروژن – 13 داراي نيمه عمري برابر 10 دقيقه بوده و عموماً بصورت NH₃ مورد استفاده قرار مي گيرد. اين راديونوكليد بوسيله واكنش ¹²C(d,n)¹³N با بمباران Al₄C₃ يا متان با دوترونهاي 6 تا 7 مگا الكترون ولت يا واكنش هاي ¹⁶O(p,a)¹³N يا ¹³C(p,n)¹³N توليد مي گردد. در واكنش اخير هدفي از مخلوط لجني از پودر ¹³C‌و آب براي پرتودهي با پروتونهاي 11 تا 12 مگا الكترون ولت بكار مي رود. نيتروژن – 13 در ماده مايعي به NH₃ تبديل مي گردد. ¹³NH₃ به شكل يون NH₄⁺ در ابتدا براي عكس برداري تزريق وريدي قلبي بوسيله PET‌ بكار مي رود. ¹³NH₃ همچنين براي نشاندار نمودن گلوتامين و آسپاراژين جهت ارزيابي رشد بافتها مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

اكسيژن – 15

اكسيژن – 15 داراي نيمه عمري برابر 2 دقيقه بوده و بوسيله واكنش ¹⁴N(d,n)¹⁵O با پرتودهي گاز نيتروژن با دوترون يا واكنش ¹⁵N(p,n)¹⁵O بوسيله بمباران هدف غني شده ¹⁵N با پروتون توليد و سپس از زغال اكتيو در  جهت تبديل به C¹⁵O و C¹⁵O₂‌ عبور مي كند، و متعاقباً براي نشاندار نمودن هموگلوبين، براي بررسي هاي كلينيكي فعاليتهاي نامناسب ريوي و قلبي بكار مي رود. آب نشاندار با ¹⁵O بوسيله اختلاط هدف N₂ با گاز H₂ و پس از پرتودهي با عبور مخلوط از كاتاليزور پلاتين در  تهيه مي شود. آب با ¹⁵O در سالين بازيابي شده و براي مطالعات تزريق وريدي قلبي و مغزي
مفيد است.

 

فلور – 18

فلور – 18 (با نيمه عمر 110 دقيقه) معمولاً بوسيله واكنش ¹⁸O(p/n)¹⁸F روي يك هدف با آب – ¹⁸O تحت فشار توليد مي گردد. ¹⁸F بصورت يون F^- با عبور مخلوط از ميان ستوني از رزينهاي چهارگانه آمونيوم از آب بازيابي شده و آب با ¹⁸O‌مي تواند مجدداً بعنوان هدف مورد استفاده قرار گيرد. فلور – 18 ابتدا براي نشاندار كردن گلوكز جهت بدست آوردن فلورو دي اكسي گلوكز (FDG) نشاندار با ¹⁸F‌براي مطالعات قلبي و مغزي بكار مي رود. همچنين اين راديونوكليد براي نشاندار كردن بسياري از ليگاندهاي بالقوه براي تومورهاي گوناگون
بكار رفته و اخيراً، براي عكس برداري استخوان توسط مؤسسه غذا و داروي ايالات متحده (FDA)[1] به تصويب رسيده است.

---

[1] Food and Administration