Technetium sestamibi. Tehnecij Krvne ćelije označene radionuklidima

Ovo je završni deo serije članaka o Istraživačkom institutu za atomske reaktore, koji se nalazi u gradu Dimitrovgrad, region Uljanovsk. Već smo se upoznali sa tehnologijom proizvodnje najskupljeg metala na planeti - naučili smo kako se izrađuju gorivi sklopovi za nuklearne reaktore, a vidjeli smo i jedinstveni reaktor SM-3, sposoban generirati vrlo gust tok neutrona . Ali ipak, ovo nije glavni proizvod koji istraživački institut proizvodi. Postoji jedna supstanca bez koje sve onkološke klinike na svijetu ne mogu živjeti ni dana. Cijena ovog radioizotopa dostiže 46 miliona dolara po gramu. O kakvoj je supstanci riječ i zašto i najmanji poremećaj u njenom snabdijevanju izaziva veliku pometnju u globalnoj nuklearnoj medicini - čitajte dalje...


Tehnecij i molibden

Ova supstanca je molibden-99, uz pomoć kojeg se danas provodi oko 70% dijagnostičkih procedura iz oblasti onkologije, 50% u kardiologiji i oko 90% u radionuklidnoj dijagnostici. Budući da ga je teško i skupo nabaviti, široko je dostupan samo u nekoliko razvijenih zemalja. Ali kako molibden-99 pomaže u dijagnostici?



U stvarnosti, to nije tako jednostavno. Molibden-99 nije konačni proizvod koji se koristi u nuklearnoj medicini. Njegov radni konj je još jedan radioaktivni metal - tehnecij-99.

Zbunjen? Pokušaću da objasnim.

Većina umjetno proizvedenih izotopa (varijeteta istog kemijskog elementa) vrlo je nestabilna i brzo se raspada zbog radioaktivnog zračenja. Vrijeme nakon kojeg preostaje točno polovina prvobitne količine tvari (zapravo, mjerenja se vrše na osnovu vrijednosti aktivnosti u Curieu, ali radi jednostavnosti računat ćemo masu) naziva se poluživot. Na primjer, jedan gram tog vrlo skupog California-252 pretvara se u pola grama nakon 2,5 godine, a najnoviji i posljednji dobijeni 118. element periodnog sistema Ununoctium-294 se prepolovi za samo 1 ms. Poluživot našeg megakorisnog izotopa tehnecija-99 je samo 6 sati. To je i njegova prednost i mana.


Zgrada reaktora u RIAR-u

Zračenje ovog izotopa je prilično mekano, ne utiče na susjedne organe i idealno je za snimanje specijalnom opremom. Tehnecij se može akumulirati u tumorima zahvaćenim organima ili mrtvim dijelovima srčanog mišića, pa je ovom metodom moguće, na primjer, identificirati žarište infarkta miokarda u roku od 24 sata nakon njegovog početka - problematična područja u tijelu će jednostavno biti istaknuti na slici ili ekranu. Nekoliko sati nakon primjene, tehnecij-99 se pretvara u stabilniji izotop i potpuno se eliminira iz organizma bez ikakvih zdravstvenih posljedica. Međutim, ovih 6 sati je i glavobolja za doktore, jer ih je u tako kratkom roku jednostavno nemoguće dostaviti na kliniku sa mjesta proizvodnje.


RIAR u Dimitrovgradu

Jedini izlaz iz ove situacije je proizvodnja tehnecija-99 na licu mjesta, u dijagnostičkoj klinici. Ali kako to učiniti? Da li je zaista potrebno svaku kliniku opremiti nuklearnim reaktorom? Na sreću, to nije bilo potrebno. Stvar je u tome da se tehnecij-99 može dobiti relativno lako i bez reaktora iz drugog izotopa - molibdena-99, čije je vrijeme poluraspada već 66 sati! I ovo je manje-više adekvatno vrijeme tokom kojeg izotop može biti dostavljen u kliniku sa bilo kojeg mjesta na svijetu. Specijalisti na klinici mogu samo pretvoriti molibden-99 u tehnecij-99 pomoću posebnog generatora tehnecija


U generatoru dolazi do prirodnog raspada molibdena-99, čiji je jedan od proizvoda tehnecijum-99, koji je hemijski izolovan - fiziološki rastvor ispire tehnecij, ali molibden ostavlja na mestu. Sličan postupak se može izvoditi nekoliko puta dnevno tijekom tjedan dana, nakon čega se generator mora zamijeniti novim. Ova potreba je povezana sa smanjenjem aktivnosti molibdena-99 zbog njegovog raspadanja, kao i sa početkom kontaminacije tehnecijuma molibdenom. "Stari" generator postaje neprikladan za medicinske potrebe. Zbog kratkog poluživota molibdena-99, nemoguće je skladištiti generatore tehnecijuma. Njihove redovne isporuke su potrebne na sedmičnoj bazi ili čak u kraćim periodima.

Dakle, molibden-99 je vrsta matičnog izotopa koji je pogodan za transport do krajnjeg korisnika. Sada dolazimo do najvažnije stvari - procesa dobijanja molibdena-99.

Kako se proizvodi molibden-99

Molibden-99 se može dobiti samo na dva načina i samo u nuklearnom reaktoru. Prvi način je da se uzme stabilni izotop molibden-98 i koristi reakcija hvatanja nuklearnih neutrona da se pretvori u molibden-99. Ovo je „najčišća“ metoda, koja, međutim, ne dozvoljava dobivanje komercijalnih količina izotopa. Treba napomenuti da je ova metoda obećavajuća i da se trenutno usavršava. Danas će Japan koristiti ovu metodu za proizvodnju molibdena za svoje potrebe.

Druga metoda je fisija jezgara visoko obogaćenog uranijuma-235 gustim tokom neutrona. Kada se uranijumska meta „ispali“ neutronima, ona se raspada na mnoge lakše elemente, od kojih je jedan molibden-99. Ako ste već pročitali prvi dio ove serije članaka, onda biste se vjerojatno trebali sjetiti jedinstvenog te vrste, koji generiše isti gust tok neutrona - projektila koji razbijaju uranove "maline" u nekoliko malih "bobica" .

Mete mogu biti raznih oblika - ploče, štapovi itd. Mogu se napraviti od metala uranijuma, njegovog oksida ili legure sa drugim metalom (na primjer, aluminijumom). Mete od aluminijuma ili nerđajućeg čelika postavljaju se u aktivni kanal reaktora i tamo drže određeno vreme.


Reaktor SM-3 u RIAR-u

Nakon vađenja mete iz reaktora, ona se pola dana hladi vodom i prenosi u posebnu “vruću” laboratoriju, gdje se željeni molibden-99 kemijski izoluje iz mješavine fisionih produkata uranijuma, kojih će samo 6% biti biti tu. Od ovog trenutka počinje odbrojavanje životnog veka našeg molibdena, za koji je kupac spreman da plati. Ovaj postupak se mora izvesti što je brže moguće, jer se nakon ozračivanja mete svakih sat vremena gubi do 1% molibdena zbog njegovog raspadanja.

U „vrućoj“ komori, uz pomoć elektromehaničkih manipulatora, ciljni materijal se pretvara u tečni rastvor uz pomoć lužine ili kiseline iz koje se pomoću različitih hemijskih reagensa oslobađa molibden. RIAR koristi alkalnu metodu, koja je sigurnija od kisele metode, jer za sobom ostavlja manje opasan tečni otpad.

Konačni proizvod izgleda kao bezbojna tekućina - otopina soli natrijevog molibdata.


photo ngs.ru

Boca tečnosti stavlja se u posebnu olovnu posudu i šalje se potrošaču posebnim letom sa najbližeg aerodroma Uljanovsk.

Ceo proces je kontrolisan kompjuterskim sistemom. isključujući grešku operatera i ljudski faktor, koji je veoma važan u proizvodnji molibdena-99. Također je potrebno poštovati sve sigurnosne zahtjeve.

Nažalost, gore opisana metoda je izuzetno „prljava“ sa stanovišta stvaranja velike količine radioaktivnog otpada, koji se u budućnosti praktično ne koristi i treba ga zakopati. Situaciju dodatno otežava činjenica da je ovaj otpad tečan - najteže ga je skladištiti i odlagati. Inače, 97% početnog opterećenja uranijuma u metu završi u otpadu! Čisto teoretski, visoko obogaćeni uranijum iz otpada može se izdvojiti za dalju upotrebu, ali u praksi to niko ne radi.

Problemi

Do nedavno su u svijetu postojala samo 3 glavna proizvođača molibdena-99, koji su činili 95% svih zaliha. Dimitrovgradski RIAR je pokrio samo do 5% potreba za ovim izotopom. Najmoćniji igrači u ovoj industriji bili su Kanada (40%), Holandija + Belgija (45%) i Južna Afrika (10%). Međutim, najveći kanadski dobavljač imao je problema sa svojim glavnim proizvodnim reaktorom, a niša je odjednom postala dostupna. Rosatom je to vidio kao šansu da ga zauzme na kratko vrijeme.

Nedostatak molibdena-99 na svjetskom tržištu sada prelazi 30%, sa prosječnim potrebama do 12.000 kirija sedmično (ova proizvodnja se mjeri ne u gramima, već u jedinicama materijalne aktivnosti). A cijene za ovu supstancu dostižu 1.500 dolara po kiriju.

Međutim, sa ovakvim količinama proizvodnje molibdena-99 postavlja se pitanje proporcionalnog povećanja količine radioaktivnog otpada koji treba negdje biti uskladišten. Nažalost, jedini način da se tečni otpad zakopa u RIAR-u je i dalje pumpanje pod pritiskom do dubine od 1300 metara. Ovo je vrlo opasno, s obzirom na lokaciju skladišta na raskrsnici tektonskih rasjeda (prema istraživanju TsNIIgeolneruda). Danas je to najbolnije pitanje za koje još nema rješenja: pod zemljom kod Dimitrovgrada već se formiralo malo more radioaktivnog otpada, koje bi teoretski moglo završiti u Volgi.



Izgradnja novog višenamjenskog reaktora na brzim neutronima u RIAR-u

Kao dobro pravilo, tečni otpad se mora cementiranjem pretvoriti u čvrsti otpad i uskladištiti u posebnim kontejnerima. RIAR je 2015. godine izgradio novo skladište čvrstog otpada kapaciteta 8.000 kubnih metara, sa tehnološkim prostorima za sortiranje, preradu i kondicioniranje.


photo niiar.ru

Više od dvije decenije IAEA izražava krajnje nezadovoljstvo tehnologijom korištenja visoko obogaćenog uranijuma u proizvodnji molibdena-99. Ali tehnologija koja se koristi u RIAR-u dizajnirana je posebno za ovu metodu. S vremenom Istraživački institut Dimitrovgrad planira da pređe na rad sa nisko obogaćenim uranijumom. Ali to je pitanje za budućnost, a za sada najteže pitanje u proizvodnji molibdena ostaje odlaganje radioaktivnog otpada.

A ima ih mnogo i svi su izuzetno opasni za životnu sredinu i stanovništvo. Uzmimo, na primjer, izotope stroncijuma i joda, koji lako mogu ući u atmosferu i proširiti se stotinama kilometara unaokolo. Za regiju u kojoj stanovništvo ima prirodni nedostatak joda, ovo je posebno opasno. Organizam uzima potreban jod iz okoline, uključujući i radioaktivni, što dovodi do tužnih posljedica po zdravlje. Ali, prema RIAR-u, njihov tehnološki proces je veoma zaštićen od emisije joda u atmosferu.


Obućar bez cipela

Svake godine se širom svijeta obavi više od 30 miliona medicinskih procedura korištenjem radionuklida. Međutim, u samoj Rusiji, koja tvrdi da je glavni dobavljač molibdena-99, potreba za ovim izotopom je minimalna. Više od 70% svih radioaktivnih izotopa proizvedenih u Rusiji izvozi se. Oboljeli od raka u Rusiji imaju šanse da dobiju moderno i pravovremeno liječenje ne prelaze 10% zbog banalnog nedostatka specijaliziranih dijagnostičkih centara. U zemlji postoji samo sedam takvih centara. Ali mora ih biti najmanje 140. Pokazalo se da najnovije tehnologije koje koriste izotope u Rusiji često jednostavno nemaju gdje da se primjene.

Poređenja radi, u Sjedinjenim Državama postoji preko 2.000 centara za nuklearnu medicinu. U drugim razvijenim zemljama postoji jedan takav centar na svakih 500 hiljada ljudi. Nije iznenađujuće da je, prema WHO, petogodišnja stopa preživljavanja oboljelih od raka u SAD-u 62%, u Francuskoj - 58%, u Rusiji ova brojka ne dostiže ni 43%.

Ovo stvara ne baš srećnu sliku: za neke vrhovi, a za nas koreni.

Rusko ime

Technetium sestamibi

Latinski naziv supstance je Technetium sestamibi

Technetii sestamibi ( rod. Technetii sestamibi)

Farmakološka grupa supstance Technetium sestamibi

Tipični klinički i farmakološki članak 1

Farmaceutsko djelovanje. Dijagnostičko sredstvo (radiofarmaceutsko) dizajnirano za procjenu perfuzije miokarda u različitim patološkim stanjima.

Farmakokinetika. Nakon IV primjene, brzo napušta vaskularni krevet, a nakon 3-5 minuta njegova koncentracija u krvi nije veća od 2%. Maksimalna akumulacija lijeka u zdravom miokardu opažena je 5 minuta nakon primjene i u prosjeku iznosi 2,2% primijenjene doze. Ovaj nivo apsorpcije miokarda ostaje nepromijenjen 3 sata, što određuje optimalno vrijeme planarne ili jednofotonske emisione tomografije (unutar 1-2 sata nakon primjene lijeka). Koncentracija lijeka u plućima je beznačajna (nakon 5 minuta - ne više od 3-5%), a njegovo uklanjanje značajno će odrediti klirens lijeka iz miokarda. Izlučuje se kroz hepatobilijarni trakt i tanko crijevo (oko 40% u roku od 2 dana). Manja količina (oko 22%) se izlučuje urinom.

Indikacije. Planarna ili jednofotonska emisiona tomografija za procjenu prokrvljenosti miokarda u različitim patološkim procesima koji dovode do poremećene perfuzije miokarda (koronarna ateroskleroza, akutni infarkt miokarda, postinfarktna i postmiokardna kardioskleroza itd.), kao i kod koronarne arterijske bolesti.

Kontraindikacije. Preosjetljivost, trudnoća.

Doziranje. IV na prazan želudac ili najmanje 4 sata nakon obroka. Prilikom pregleda pacijenata u mirovanju i pod uslovima stres testa sa intervalom od oko 24 sata u studijama - 259-370 MBq (7-10 mKu) za svaku studiju.

Nuspojava. Alergijske reakcije.

Specialne instrukcije. Postupak pripreme: u aseptičnim uslovima dodati 3 ml eluata iz 99mTc generatora u bocu reagensa. Ako je potrebno, eluat se prvo razblaži sa 0,9% rastvorom NaCl do potrebne volumetrijske aktivnosti. Boca s lijekom stavlja se u olovnu posudu i zagrijava u kipućoj vodenoj kupelji 15 minuta od trenutka kada voda proključa. Nivo vode u vodenom kupatilu treba da bude veći od nivoa rastvora leka u bočici. Lijek je spreman za upotrebu nakon što se sadržaj bočice ohladi na sobnu temperaturu. Nemojte koristiti vazdušnu iglu.

Gotov lijek, pripremljen na bazi reagensa sadržanog u 1 bočici, može se koristiti za proučavanje 5 pacijenata.

Majke koje doje treba da se uzdrže od hranjenja bebe 24 sata nakon primene leka.

Državni registar lijekova. Službeno izdanje: u 2 toma - M.: Medicinski savjet, 2009. - Tom 2, dio 1 - 568 str.; Dio 2 - 560 s.

Sadržaj članka

TECHNETIUM– tehnecijum (lat. Technetium, simbol Tc) – element 7 (VIIb) grupe periodnog sistema, atomski broj 43. Tehnecijum je najlakši od onih elemenata periodnog sistema koji nemaju stabilne izotope i prvi element dobijen veštački . Do danas su sintetizovana 33 izotopa tehnecijuma sa masenim brojevima 86-118, od kojih su najstabilniji 97 Tc (vreme poluraspada 2,6 10 6 godina), 98 Tc (1,5 10 6) i 99 Tc (2,12 ·10 5 godine).

U jedinjenjima, tehnecijum pokazuje oksidaciona stanja od 0 do +7, pri čemu je sedmovalentno stanje najstabilnije.

Istorija otkrića elementa.

Usmjerena potraga za elementom br. 43 počela je otkrićem periodnog zakona od strane D.I. Mendeljejeva 1869. U periodnom sistemu neke ćelije su bile prazne, jer elementi koji im odgovaraju (među njima je bio 43. - ekamangan) još nisu bili poznati. . Nakon otkrića periodičnog zakona, mnogi autori su najavili izolaciju analoga mangana sa atomskom težinom od oko stotinu iz različitih minerala i predložili imena za njega: Davy (Kern, 1877), lucium (Barrier, 1896) i nipponium (Ogawa, 1908), ali svi ovi izvještaji nisu dalje potvrđeni.

Tokom 1920-ih, grupa njemačkih naučnika predvođena profesorom Walterom Noddackom počela je tragati za ekamanganom. Prateći obrasce promjena svojstava elemenata po grupama i periodima, došli su do zaključka da bi po svojim hemijskim svojstvima element br. 43 trebao biti mnogo bliži ne manganu, već svojim susjedima u periodu: molibdenu i osmijumu, pa ga je bilo potrebno tražiti u rudama platine i molibdena. Eksperimentalni rad Noddackove grupe nastavljen je dvije i po godine, a u junu 1925. Walter Noddack je izvijestio o otkriću elemenata br. 43 i br. 75, za koje je predloženo da se zovu masurium i renium. Godine 1927. konačno je potvrđeno otkriće renija i sve snage ove grupe prešle su na izolaciju masurija. Ida Noddack-Tacke, zaposlenica i supruga Waltera Noddacka, čak je izjavila da će "uskoro masurijum, poput renijuma, biti dostupan za kupovinu u prodavnicama", ali takvoj brzopletoj izjavi nije bilo suđeno da se obistini. Njemački hemičar W. Prandtl pokazao je da je par zamijenio nečistoće za masurijum koji nemaju nikakve veze sa elementom br. 43. Nakon neuspjeha Noddaksa, mnogi naučnici su počeli sumnjati u postojanje elementa br. 43 u prirodi.

Još 1920-ih, zaposlenik Lenjingradskog univerziteta S.A. Shchukarev uočio je određeni obrazac u distribuciji radioaktivnih izotopa, koji je 1934. godine konačno formulirao njemački fizičar G. Matthauch. Prema pravilu Mattauch-Shchukarev, dva stabilna izotopa s istim masenim brojem i nuklearnim nabojem koji se razlikuju za jedan ne mogu postojati u prirodi. Najmanje jedan od njih mora biti radioaktivan. Element br. 43 nalazi se između molibdena (atomska masa 95,9) i rutenijuma (atomska masa 101,1), ali sve masene brojeve od 96 do 102 zauzimaju stabilni izotopi: Mo-96, Mo-97, Mo-98, Ru-99 , Mo-100, Ru-101 i Ru-102. Stoga element br. 43 ne može imati neradioaktivne izotope. Međutim, to ne znači da se ne može naći na Zemlji: na kraju krajeva, uran i torijum su također radioaktivni, ali su preživjeli do danas zbog dugog poluraspada. Pa ipak, njihove rezerve tokom postojanja Zemlje (oko 4,5 milijardi godina) smanjile su se za 100 puta. Jednostavne kalkulacije pokazuju da radioaktivni izotop može ostati u značajnim količinama na našoj planeti samo ako njegov poluživot prelazi 150 miliona godina. Nakon neuspjeha potraga Noddakove grupe, nada da će se pronaći takav izotop praktično je nestala. Sada se zna da najstabilniji izotop tehnecijuma ima vreme poluraspada od 2,6 miliona godina, tako da je za proučavanje svojstava elementa br. 43 bilo neophodno da ga se iznova stvori. Mladi italijanski fizičar Emilio Gino Segre preuzeo je ovaj zadatak 1936. godine. Fundamentalnu mogućnost vještačke proizvodnje atoma demonstrirao je još 1919. veliki engleski fizičar Ernest Rutherford.

Nakon što je diplomirao na Univerzitetu u Rimu i odslužio četiri godine vojnog roka, Segre je radio u laboratoriji Enrica Fermija sve dok nije dobio ponudu da vodi odsjek za fiziku na Univerzitetu u Palermu. Naravno, kada je tamo otišao, nadao se da će nastaviti rad na nuklearnoj fizici, ali laboratorija u kojoj je trebao raditi bila je vrlo skromna i nije podsticala naučna dostignuća. Godine 1936. otišao je na službeno putovanje u SAD, u grad Berkli, gdje je u laboratoriji za zračenje Kalifornijskog univerziteta već nekoliko godina radio prvi akcelerator nabijenih čestica na svijetu, ciklotron. Dok je radio na Berkliju, došao je na ideju da analizira molibdenovu ploču koja je služila za odbijanje snopa jezgara deuterijuma, teškog izotopa vodonika. „Imali smo dobar razlog da mislimo“, napisao je Segre, „da bi molibden, nakon što ga je bombardovao deuteronima, trebalo da se pretvori u element broj 43...“ Zaista, u jezgru atoma molibdena ima 42 protona, a u deuterijumu jezgro - 1. Kada bi se ove čestice mogle spojiti, dobile bi jezgro 43. elementa. Prirodni molibden se sastoji od šest izotopa, što znači da bi u ozračenoj ploči moglo biti prisutno nekoliko izotopa novog elementa. Segre se nadao da su barem neki od njih dovoljno dugovječni da prežive na ploči nakon povratka u Italiju, gdje je namjeravao tražiti element broj 43. Zadatak je dodatno otežavala činjenica da se molibden koristio za izradu mete nije bio posebno pročišćen, a nuklearne reakcije koje uključuju nečistoće mogle bi se dogoditi u ploči.

Šef laboratorije za zračenje Ernest Lawrence dozvolio je Segreu da ponese ploču sa sobom i 30. januara 1937. u Palermu su Emilio Segre i mineralog Carlo Perrier počeli sa radom. Prvobitno su ustanovili da doneseni uzorak molibdena emituje beta čestice, što znači da su radioaktivni izotopi u njemu zaista bili prisutni, ali je među njima bio element broj 43, jer izvori detektovanog zračenja mogu biti izotopi cirkonija, niobijuma, rutenija , renijum, fosfor i sam molibden ? Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, dio ozračenog molibdena je otopljen u aqua regia (mješavina hlorovodonične i dušične kiseline), a radioaktivni fosfor, niobijum i cirkonijum su hemijski uklonjeni, a zatim je precipitiran molibden sulfid. Preostala otopina je još uvijek bila radioaktivna, sadržavala je renijum i, moguće, element br. 43. Sada je preostalo najteže - razdvojiti ova dva elementa sličnih svojstava. Segre i Perrier su se nosili sa ovim zadatkom. Otkrili su da kada se renijum sulfid istaloži vodonik sulfidom iz koncentrirane otopine klorovodične kiseline, dio aktivnosti ostaje u otopini. Nakon kontrolnih eksperimenata za razdvajanje izotopa rutenija i mangana, postalo je jasno da beta čestice mogu emitovati samo atomi novog elementa, koji je nazvan tehnecij od grčke riječi tecnh ós - "vještački". Ovo ime je konačno odobreno na kongresu hemičara održanom u septembru 1949. u Amsterdamu. Čitav rad je trajao više od četiri mjeseca i završio se u junu 1937. godine, uslijed čega je dobiveno samo 10-10 grama tehnecijuma.

Iako su Segre i Perrier u svojim rukama imali količine elementa br. 43 u tragovima, ipak su bili u stanju da odrede neka od njegovih hemijskih svojstava i potvrdili sličnost između tehnecijuma i renijuma predviđenu na osnovu periodičnog zakona. Jasno je da su željeli saznati više o novom elementu, ali da bi ga proučavali morali su imati težine tehnecija, a ozračeni molibden je sadržavao premalo tehnecija, pa su morali pronaći prikladnijeg kandidata za opskrbu ovog elementa. Njena potraga je okrunjena uspjehom 1939. godine, kada su O. Hahn i F. Strassmann otkrili da "fragmenti" nastali tokom fisije uranijuma-235 u nuklearnom reaktoru pod utjecajem neutrona sadrže prilično značajne količine dugovječnog izotopa. 99 Tc. Sljedeće godine, Emilio Segre i njegov saradnik Wu Jianxiong uspjeli su ga izolovati u njegovom čistom obliku. Na svaki kilogram takvih "fragmenata" ima do deset grama tehnecijuma-99. U početku, tehnecijum, dobijen iz otpada nuklearnih reaktora, bio je veoma skup, hiljadama puta skuplji od zlata, ali nuklearna energija se razvijala veoma brzo i do 1965. cena „sintetičkog” metala je pala na 90 dolara po gramu, njegova globalna proizvodnja je bila više se ne računa u miligramima, već u stotinama grama. Imajući takve količine ovog elementa, naučnici su bili u mogućnosti da sveobuhvatno prouče fizička i hemijska svojstva tehnecijuma i njegovih jedinjenja.

Pronalaženje tehnecijuma u prirodi. Unatoč činjenici da je vrijeme poluraspada (T 1/2) najdugovječnijeg izotopa tehnecijuma - 97 Tc 2,6 miliona godina, što bi se činilo da u potpunosti isključuje mogućnost otkrivanja ovog elementa u zemljinoj kori, tehnecij se može kontinuirano nastaju na Zemlji kao rezultat nuklearnih reakcija. Godine 1956. Boyd i Larson su sugerirali da je tehnecijum sekundarnog porijekla prisutan u zemljinoj kori, koji nastaje kada se molibden, niobijum i rutenijum aktiviraju jakim kosmičkim zračenjem.

Postoji još jedan način formiranja tehnecijuma. Ida Noddack-Tacke je u jednoj od svojih publikacija predvidjela mogućnost spontane fisije jezgri uranijuma, a 1939. godine njemački radiohemičari Otto Hahn i Fritz Strassmann su to eksperimentalno potvrdili. Jedan od proizvoda spontane fisije su atomi elementa br. 43. Kuroda je 1961. godine, preradivši oko pet kilograma uranijumske rude, uspio uvjerljivo dokazati prisustvo tehnecijuma u njoj u količini od 10 -9 grama po kilograma rude.

Godine 1951. američka astronomka Charlotte Moore sugerirala je da tehnecijum može biti prisutan u nebeskim tijelima. Godinu dana kasnije, engleski astrofizičar R. Merrill, proučavajući spektre svemirskih objekata, otkrio je tehnecij u nekim zvijezdama iz sazviježđa Andromeda i Cetus. Njegovo otkriće naknadno je potvrđeno nezavisnim studijama, a količina tehnecija na nekim zvijezdama malo se razlikuje od sadržaja susjednih stabilnih elemenata: cirkonija, niobija, molibdena i rutenija. Kako bi se objasnila ova činjenica, sugerirano je da se tehnecij danas formira u zvijezdama kao rezultat nuklearnih reakcija. Ovo zapažanje je opovrglo sve brojne teorije o predzvezdanom formiranju elemenata i dokazalo da su zvijezde jedinstvene “tvornice” za proizvodnju kemijskih elemenata.

Dobijanje tehnecijuma.

Danas se tehnecij dobiva ili iz otpada prerade nuklearnog goriva ili iz molibdenske mete ozračene u ciklotronu.

Prilikom fisije urana, uzrokovane sporim neutronima, nastaju dva nuklearna fragmenta - laka i teška. Nastali izotopi imaju višak neutrona i, kao rezultat beta raspada ili emisije neutrona, pretvaraju se u druge elemente, što dovodi do lanaca radioaktivnih transformacija. Izotopi tehnecija nastaju u nekim od ovih lanaca:

235 U + 1 n = 99 Mo + 136 Sn + 1 n

99 Mo = 99m Tc + b – (T 1/2 = 66 sati)

99m Tc = 99 Tc (T 1/2 = 6 sati)

99 Tc = 99 Ru (stabilno) + 227 – (T 1/2 = 2,12 10 5 godina)

Ovaj lanac uključuje izotop 99m Tc, nuklearni izomer tehnecija-99. Jezgra ovih izotopa su identična po svom nukleonskom sastavu, ali se razlikuju po radioaktivnim svojstvima. Jezgro 99m Tc ima veću energiju i, gubeći je u obliku kvanta g-zračenja, prelazi u jezgro 99 Tc.

Tehnološke sheme koncentriranja tehnecija i odvajanja od pratećih elemenata vrlo su raznolike. Oni uključuju kombinaciju koraka destilacije, taloženja, ekstrakcije i jonske hromatografije. Domaća shema za preradu istrošenih gorivnih elemenata (gorivih elemenata) nuklearnih reaktora predviđa njihovo mehaničko drobljenje, odvajanje metalne ljuske, otapanje jezgra u dušičnoj kiselini i ekstrakcijsko odvajanje uranijuma i plutonija. U ovom slučaju, tehnecij u obliku pertehnetat jona ostaje u otopini zajedno s drugim fisionim produktima. Propuštanjem ove otopine kroz posebno odabranu smolu za izmjenu anjona, nakon čega slijedi desorpcija dušičnom kiselinom, dobiva se otopina pertehnetinske kiseline (HTcO 4) iz koje se nakon neutralizacije tehnecij (VII) sulfid taloži vodonik sulfidom:

2HTcO 4 + 7H 2 S = Tc 2 S 7 + 8H 2 O

Za dublje pročišćavanje tehnecija od fisionih produkata, tehnecij sulfid se tretira mješavinom vodikovog peroksida i amonijaka:

Tc 2 S 7 + 2NH 3 + 7H 2 O 2 = 2NH 4 TcO 4 + 6H 2 O + 7S

Zatim se amonijum pertehnetat ekstrahuje iz rastvora i naknadnom kristalizacijom dobija se hemijski čist preparat tehnecija.

Metalni tehnecijum se obično dobija redukcijom amonijum pertehnetata ili tehnecijevog dioksida u struji vodika na 800-1000°C ili elektrohemijskom redukcijom pertehnetata:

2NH 4 TcO 4 + 7H 2 = 2Tc + 2NH 3 + 8H 2 O

Izolacija tehnecija iz ozračenog molibdena nekada je bila glavna metoda industrijske proizvodnje metala. Ova metoda se sada koristi za dobijanje tehnecijuma u laboratoriji. Tehnecijum-99m nastaje radioaktivnim raspadom molibdena-99. Velika razlika u vremenima poluraspada 99m Tc i 99 Mo omogućava da se potonji koristi za periodično izolovanje tehnecijuma. Takvi parovi radionuklida poznati su kao generatori izotopa. Maksimalna akumulacija 99m Tc u generatoru 99 Mo/ 99m Tc javlja se 23 sata nakon svake operacije odvajanja izotopa od matičnog molibdena-99, ali nakon 6 sati sadržaj tehnecijuma je upola manji od maksimuma. Ovo omogućava izolaciju tehnecijuma-99m nekoliko puta dnevno. Postoje 3 glavna tipa 99m Tc generatora baziranih na metodi odvajanja kćeri izotopa: hromatografski, ekstrakcijski i sublimacijski. Kromatografski generatori koriste razliku u koeficijentima raspodjele tehnecija i molibdena na različitim sorbentima. Obično je molibden fiksiran na oksidnoj podlozi u obliku molibdata (MoO 4 2–) ili fosfomolibdatnog jona (H 4 3–). Akumulirani ćerki izotop se eluira fiziološkom otopinom (iz generatora koji se koriste u nuklearnoj medicini) ili razrijeđenim kiselim otopinama. Za proizvodnju generatora za ekstrakciju, ozračena meta se otopi u vodenoj otopini kalijevog hidroksida ili karbonata. Nakon ekstrakcije metil etil ketonom ili drugom supstancom, ekstrahant se uklanja isparavanjem, a preostali pertehnetat se otopi u vodi. Djelovanje sublimacijskih generatora zasniva se na velikoj razlici u isparljivosti viših oksida molibdena i tehnecijuma. Kada zagrijani plin-nosač (kiseonik) prođe kroz sloj molibden trioksida zagrijanog na 700-800°C, ispareni tehnecij heptoksid se uklanja u hladni dio uređaja, gdje se kondenzira. Svaki tip generatora ima svoje karakteristične prednosti i nedostatke, stoga se proizvode generatori svih navedenih tipova.

Jednostavna supstanca.

Osnovna fizičko-hemijska svojstva tehnecijuma proučavana su na izotopu masenog broja 99. Tehnecijum je plastični paramagnetski metal srebrnosive boje. Tačka topljenja oko 2150° C, tačka ključanja » 4700° C, gustina 11,487 g/cm 3 . Tehnecij ima heksagonalnu kristalnu rešetku, a u filmovima debljine manje od 150 Å ima kubičnu rešetku usmjerenu na lice. Na temperaturi od 8K, tehnecijum postaje supravodič tipa II ().

Hemijska aktivnost metalnog tehnecijuma je bliska aktivnosti renijuma, njegovog suseda u podgrupi, i zavisi od stepena mlevenja. Dakle, kompaktni tehnecij polako blijedi u vlažnom zraku i ne mijenja se na suhom, dok tehnecij u prahu brzo oksidira u viši oksid:

4Tc + 7O 2 = 2Tc 2 O 7

Kada se lagano zagrije, tehnecij reagira sa sumporom i halogenima i formira spojeve u +4 i +6 oksidacijskim stanjima:

Tc + 3F 2 = TcF 6 (zlatno žuta)

Tc + 3Cl 2 = TcCl 6 (tamno zelena)

Tc + 2Cl 2 = TcCl 4 (crveno-smeđa)

a na 700°C stupa u interakciju s ugljikom, formirajući TcC karbid. Tehnecij se otapa u oksidirajućim kiselinama (azotnoj i koncentrovanoj sumpornoj), bromnoj vodi i vodikovom peroksidu:

Tc + 7HNO 3 = HTcO 4 + 7NO 2 + 3H 2 O

Tc + 7Br 2 + 4H 2 O = HTcO 4 + 7HBr

Jedinjenja tehnecijuma.

Jedinjenja sedmovalentnog i četverovalentnog tehnecijuma su od najvećeg praktičnog interesa.

Tehnecij dioksid TcO 2 je važno jedinjenje u tehnološkoj šemi za dobijanje tehnecijuma visoke čistoće. TcO 2 je crni prah gustine 6,9 ​​g/cm 3, stabilan na zraku na sobnoj temperaturi, sublimira na 900–1100° C. Kada se zagrije na 300° C, tehnecij dioksid snažno reaguje sa atmosferskim kiseonikom (da nastane Tc 2 O 7), sa fluorom, hlorom i bromom (sa stvaranjem oksohalida). U neutralnim i alkalnim vodenim otopinama lako se oksidira u tehnetsku kiselinu ili njene soli.

4TcO 2 + 3O 2 + 2H 2 O = 4HTcO 4

Tehnecijum(VII) oksid Tc 2O 7 – žuto-narandžasta kristalna supstanca, lako rastvorljiva u vodi dajući bezbojni rastvor tehničke kiseline:

Tc 2 O 7 + H 2 O = 2HTcO 4

Tačka topljenja 119,5°C, tačka ključanja 310,5°C. Tc 2 O 7 je jako oksidaciono sredstvo i lako se redukuje čak i parama organskih supstanci. Služi kao polazni materijal za pripremu jedinjenja tehnecijuma.

Amonijum pertehnetat NH 4TCO 4 – bezbojna supstanca, rastvorljiva u vodi, međuproizvod u pripremi metalnog tehnecijuma.

Tehnecijum(VII) sulfid– teško rastvorljiva supstanca tamnosmeđe boje, međuspoj u prečišćavanju tehnecijuma; kada se zagreje, razlaže se da bi nastao disulfid TcS 2. Tehnecij (VII) sulfid se dobija taloženjem sumporovodikom iz kiselih rastvora sedmovalentnih jedinjenja tehnecijuma:

2NH 4 TcO 4 + 8H 2 S = Tc 2 S 7 + (NH 4) 2 S + 8H 2 O

Primjena tehnecija i njegovih spojeva. Nedostatak stabilnih izotopa tehnecijuma, s jedne strane, onemogućava njegovu široku upotrebu, as druge mu otvara nove horizonte.

Korozija nanosi ogromnu štetu čovječanstvu, "jedući" i do 10% sveg istopljenog željeza. Iako su poznati recepti za izradu nerđajućeg čelika, njegova upotreba nije uvek preporučljiva iz ekonomskih i tehničkih razloga. Neke hemikalije - inhibitori, koji čine metalnu površinu inertnom na korozivna sredstva, pomažu u zaštiti čelika od hrđe. Godine 1955. Cartledge je ustanovio izuzetno visoku pasivirajuću sposobnost soli tehničkih kiselina. Dalja istraživanja su pokazala da su pertehnetati najefikasniji inhibitori korozije za željezo i ugljični čelik. Njihovo dejstvo se manifestuje već pri koncentraciji od 10 –4 –10 –5 mol/l i traje do 250°C. Upotreba tehnecijevih jedinjenja za zaštitu čelika ograničena je na zatvorene tehnološke sisteme kako bi se izbeglo ispuštanje radionuklida u okoliš. Međutim, zbog svoje visoke otpornosti na g-radiolizu, soli tehnetske kiseline su odlične za sprječavanje korozije u nuklearnim reaktorima hlađenim vodom.

Brojne primjene tehnecija duguju svoje postojanje njegovoj radioaktivnosti. Tako se izotop 99 Tc koristi za proizvodnju standardnih izvora b-zračenja za detekciju grešaka, ionizaciju gasa i proizvodnju standardnih standarda. Zbog svog dugog poluživota (212 hiljada godina), mogu raditi jako dugo bez značajnog smanjenja aktivnosti. Sada izotop 99m Tc zauzima vodeću poziciju u nuklearnoj medicini. Tehnecij-99m je kratkoživi izotop (poluživot 6 sati). Tokom izomernog prijelaza na 99 Tc, emituje samo g-zrake, što pruža dovoljnu moć prodiranja i značajno nižu dozu za pacijenta u odnosu na druge izotope. Pertehnetatni ion nema izraženu selektivnost prema određenim stanicama, što mu omogućava da se koristi za dijagnosticiranje oštećenja većine organa. Tehnecijum se eliminiše iz organizma veoma brzo (u roku od jednog dana), pa upotreba 99m Tc omogućava ponovljeno ispitivanje istog objekta u kratkim intervalima, sprečavajući njegovo prekomerno zračenje.

Yuri Krutyakov


Državna budžetska obrazovna ustanova
Visoko stručno obrazovanje
"Sibirski državni medicinski univerzitet"
Ministarstvo zdravlja i socijalnog razvoja
Farmaceutski fakultet
Katedra za farmaceutsku hemiju

Ondar Ainara Demyanovna
Tehnecij 99 – koji sadrži radiofarmaceutike. Osobine analize i primjene
Rad na kursu

Student IV godine
_______ A. D. Ondar
Učitelju
_______ M. S. Larkina

Tomsk -2012
sadržaj:
Uvod………………………………………………………………………3-4

    Radioaktivni lijekovi………………………………………………………5-7
    Radiofarmaceutski preparati koji sadrže tehnecijum-99.....8
      Istorija otkrića tehnecijuma…………………………………8-10
      Metode i tehnologije za dobijanje tehnecijuma-99m……………..11-12
        Kromatografski generatori tehnecij-99m…………..12-13
        Sublimacioni generatori tehnecijuma-99m……….14
        Proizvodnja ekstrakcije 99m Ts……………………………15-16
    Preparati na bazi tehnecijuma-99. Analiza i primjena…………….17-22
      Opće metode za analizu radiofarmaka.23-33
      Preparati Technecium-99…………………………………………………………34
        Tehnecij (99 Ts) koloidni renijum sulfid injekcija……..34-36
        Tehnecij (99 Ts) koloidno ubrizgavanje sumpora………………..37-39
        Injektiranje koloidnog kalaja tehnecijuma (99 Tc)……..40-42
        Injekcija tehnecijuma (99 Tc) etifenina……………………….43-46
        Injekcija eksametazima tehnecijuma (99 Tc)……….47-50
        Injekcija tehnecijuma (99 Tc) glukonata…………………………51-53
Zaključak……………………………………………………………………….54-55
Literatura……………………………………………………………………56-57

Uvod.
Napredak u oblasti atomske nuklearne fizike ima veoma veliki uticaj na razvoj gotovo svih grana ljudskog znanja. Ovladavanje atomskom energijom dalo je naučnicima raznih specijalnosti nova sredstva i metode naučnog istraživanja. Mogućnosti naučnog saznanja su se nemjerljivo povećale. Od svog nastanka, naučna medicina je iz fizike i hemije crpila nove ideje i sredstva za prevenciju i borbu protiv bolesti. Ova grana nauke obogaćena je novim, veoma vrijednim metodama za proučavanje životnih procesa, dijagnosticiranje i liječenje bolesti.
Medicinska fizika je nauka o sistemu koji se sastoji od fizičkih uređaja i zračenja, medicinskih i dijagnostičkih uređaja i tehnologija.
Cilj medicinske fizike je proučavanje ovih sistema za prevenciju i dijagnostiku bolesti, kao i liječenje pacijenata primjenom metoda i sredstava fizike, matematike i tehnologije. Priroda bolesti i mehanizam oporavka u mnogim slučajevima imaju biofizičko objašnjenje.
Problem pravovremene i tačne dijagnoze ostaje jedan od glavnih problema kliničke medicine 21. stoljeća. U kompleksu kliničkih i instrumentalnih dijagnostičkih alata za različite organe i tkiva, jedno od vodećih mjesta pripada metodama istraživanja radionukleotida (radioizotopa). (1)
Zahvaljujući raznovrsnosti radionukleotida i velikom broju „vozila“ koji isporučuju izotop do ciljanog organa, danas je moguće proučavati bilo koji sistem tijela.
Dijagnostika korištenjem radiofarmaka omogućuje otkrivanje disfunkcije organa mnogo ranije od anatomskih promjena koje se otkrivaju drugim dijagnostičkim pretragama (rentgen, kompjuterska tomografija i nuklearna magnetna rezonanca, ultrazvuk). Ovakva rana dijagnoza omogućava rano liječenje, kada je ono najefikasnije i kada je moguća povoljna prognoza, što je posebno važno za onkološka, ​​srčana i neurološka oboljenja.

    Radioaktivne droge.
Radioaktivni lekovi (eng. radiopharmaceuticals; radiopharmaceuticals (spounds, agents)) su radioaktivni izotopi ili njihovi spojevi sa različitim neorganskim ili organskim supstancama, namenjeni biomedicinskim istraživanjima, radioizotopskoj dijagnostici i lečenju različitih bolesti, uglavnom za zračnu terapiju malignih tumora.
Radioaktivni lijekovi se dijele na:
      Zatvoreni radiofarmaceutski proizvodi;
Kod zatvorenih radiofarmaka radioaktivni materijal je zatvoren u omotač (zaštitni omotač ili kapsulu) koji sprečava kontakt pacijenta i osoblja s njim i radioaktivnu kontaminaciju okoline. U kliničkoj praksi se zatvoreni radiofarmaci koriste za kontaktnu (aplikacionu, intrakavitarnu i intersticijsku) terapiju zračenjem, a specijalni izvori niskoenergetskog fotonskog zračenja koriste se i za transiluminaciju i proučavanje mineralnog sastava koštanog tkiva.
      Otvoreni radiofarmaci.
Kod otvorenih radiofarmaka moguć je direktan kontakt radioaktivne supstance sa okolinom, uključujući tjelesna tkiva, a njena radioaktivna kontaminacija je veća od dozvoljenog nivoa utvrđenog za zatvorene izvore. Preparati ove vrste uključuju, posebno, označena jedinjenja koja se koriste u studijama sa radioizotopskim tragačima koji se koriste in vivo, terapeutske i dijagnostičke radiofarmaceutike, lekove koji se apsorbuju u telu (konci, filmovi, spužve) za kontaktnu terapiju zračenjem, kao i one koji se koriste in vitro radiofarmaceutika za radioimuno ispitivanje. Za terapiju zračenjem koristi se preko 200 zatvorenih radiofarmaka.
U dijagnostičke svrhe koriste se radioizotopi, koji pri unošenju u organizam učestvuju u vrstama metabolizma koji se proučavaju ili aktivnosti organa i sistema koji se proučavaju, a istovremeno se mogu snimati i radiometrijskim metodama. Takvi radioaktivni lijekovi, u pravilu, imaju kratko efektivno poluvrijeme, što rezultira neznatnom izloženošću zračenju tijela subjekta.
Kriterij za odabir radioaktivnih lijekova namijenjenih zračenju malignih tumora je sposobnost stvaranja potrebne terapijske doze jonizujućeg zračenja u području tumora uz minimalan utjecaj na okolno zdravo tkivo. Ovaj efekat se postiže upotrebom radiofarmaka u različitim agregacijskim stanjima i oblicima dostave u organizam (rastvori, suspenzije, granule, igle, žica, zavoji za nanošenje itd.) i upotrebom najpogodnijih izotopa u pogledu vrste i energije zračenje.
Više od 50% godišnje proizvodnje radionuklida širom svijeta troši se na njegove potrebe. Kao što znate, živi organizam, pored 5 glavnih elemenata (kiseonik, vodonik, ugljenik, dušik i kalcij), uključuje još 67 elemenata periodnog sistema Mendeljejeva. Stoga je trenutno teško zamisliti kliniku kod nas ili u inostranstvu u kojoj se razni radioaktivni lijekovi i spojevi označeni njima ne bi koristili za postavljanje dijagnoze bolesti. Radionuklidi se u nuklearnoj medicini koriste uglavnom u obliku radiofarmaka za ranu dijagnostiku bolesti različitih ljudskih organa i u terapeutske svrhe. Posebnost dijagnostičkog radiofarmaka je odsustvo farmakološkog učinka. Zračenje u medicini ima za cilj ozdravljenje pacijenta. Međutim, doze su često nerazumno visoke. Pacijent treba da primi minimalnu dozu tokom pregleda. S tim u vezi, jedan od najvažnijih zadataka sa kojima se susreću proizvođači radiofarmaka je smanjenje doza zračenja pacijentima tokom različitih studija uz upotrebu radionuklida, odnosno odabir takvih radionuklida i spojeva označenih njima, čijom upotrebom se može dobiti potrebne dijagnostičke informacije kod pacijenata sa najnižim mogućim dozama zračenja.
Radionuklidi se sistematski koriste u medicinske svrhe od ranih 40-ih godina. Tada je uspostavljen strogi obrazac distribucije radioaktivnog joda u različitim patološkim stanjima štitne žlijezde. Nakon toga, upotreba spojeva označenih radioaktivnim nuklidima omogućila je određivanje lokacije i veličine primarnih tumora, identifikaciju širenja tumorskih procesa i praćenje efikasnosti liječenja lijekovima. Zahvaljujući širokom spektru radionuklida i lijekova označenih njima, danas je moguće proučavati gotovo svaki fiziološki i morfološki sistem ljudskog tijela: kardiovaskularni i hematopoetski, urinarni i vodeno-solni metabolizam, respiratorni i probavni, koštani i limfni, itd. .
    Radiofarmaceutski proizvodi koji sadrže tehnecij 99.
Tehnecijum (lat. Technetium, simbol Tc) je element 7 (VII b) grupe periodnog sistema, atomski broj 43. Tehnecijum je najlakši od onih elemenata periodnog sistema koji nemaju stabilne izotope i prvi element dobijen veštački . Do danas su sintetizovana 33 izotopa tehnecijuma sa masenim brojevima 86-118, od kojih su najstabilniji 97 Tc (poluživot 2,6 * 10 6 godina), 98 Tc (1,5 * 10 6) i 99 Tc (2,12 * 10 5).
U jedinjenjima, tehnecijum pokazuje oksidaciona stanja od 0 do +7, pri čemu je sedmovalentno stanje najstabilnije.
      Istorija otkrića tehnecijuma.
Usmjerene potrage za elementom br. 43 počele su od trenutka otkrića D.I. Mendeljejevljev periodični zakon iz 1896. U periodnom sistemu neke ćelije su bile prazne, jer elementi koji im odgovaraju (među njima je bio 43. - ekamangan) još nisu bili poznati. Nakon otkrića periodičnog zakona, mnogi autori su tvrdili da je analog mangana sa atomskom težinom od oko stotinu izolovan iz raznih minerala i predlagali imena za njega: davit (Kern, 1877), lucij (Barrier, 1896) i niponijum (Ogawa, 1908), ali svi ovi izveštaji nisu naknadno potvrđeni.
Tokom 1920-ih, grupa njemačkih naučnika predvođena profesorom Walterom Noddackom počela je tražiti ekamangan, ali potraga je bila neuspješna.
Nakon neuspjeha potraga Noddakove grupe, nada da će se pronaći takav izotop praktično je nestala. Sada se zna da najstabilniji izotop tehnecijuma ima vreme poluraspada od 2,6 miliona godina, tako da je za proučavanje svojstava elementa br. 43 bilo neophodno da ga se iznova stvori. Mladi italijanski fizičar Emilio Gino Segre preuzeo je ovaj zadatak 1936. godine. Fundamentalnu mogućnost vještačke proizvodnje atoma demonstrirao je još 1919. veliki engleski fizičar Ernest Rutherford.
Nakon što je diplomirao na Univerzitetu u Rimu, vodio je odsjek za fiziku na Univerzitetu u Palermu. Laboratorija u kojoj je radio bila je vrlo skromna i nije podsticala naučna dostignuća. Godine 1936. otišao je na službeno putovanje u SAD, Berkli, gdje je došao na ideju da analizira molibdensku ploču, koja je služila za skretanje snopa jezgara deuterijuma, teškog izotopa vodonika. „Imali smo dobar razlog da mislimo“, napisao je Serge, „da bi molibden, nakon što ga je bombardovao deuteronima, trebao da se pretvori u element broj 43...“ Zaista, postoje 42 protona u jezgru atoma molibdena, a 1 u atomu molibdena. jezgro deuterijuma.ujediniti, tada bi se dobilo jezgro 43. elementa. Prirodni molibden se sastoji od šest izotopa, što znači da bi u ozračenoj ploči moglo biti prisutno nekoliko izotopa novog elementa.
Dana 30. januara 1937. u Palermu, Emilio Serge i mineralog Carlo Perrier su počeli sa radom. Prvobitno su utvrdili da je doneseni uzorak molibdena emitovao? - čestice, što znači da su radioaktivni izotopi zaista bili prisutni u njemu, ali da li je među njima bio element broj 43, budući da su izvori detektovanog zračenja mogli biti izotopi cirkonija, niobija, rutenijuma, renija, fosfora i sam molibden? Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, dio ozračenog molibdena je otopljen u aqua regia (mješavina hlorovodonične i dušične kiseline), a radioaktivni fosfor, niobijum i cirkonijum su hemijski uklonjeni, a zatim je precipitiran molibden sulfid. Preostali rastvor je još bio radioaktivan, sadržavao je renijum i eventualno element br. 43. Sada je preostalo najteže - razdvojiti ova dva elementa sličnih svojstava. Serge i Perrier su se nosili s ovim zadatkom. Otkrili su da kada se renijum sulfid istaloži vodonik sulfidom iz koncentrirane otopine klorovodične kiseline, dio aktivnosti ostaje u otopini. Nakon kontrolnih eksperimenata odvajanja izotopa rutenija i mangana, postalo je jasno da? – čestice mogu da emituju samo atomi novog elementa, koji se od grčke reči zvao tehnecij??????? - "veštački". Ovo ime je konačno odobreno na kongresu hemičara održanom u septembru 1949. u Amsterdamu. Čitav rad je trajao više od četiri mjeseca i završio se 1937. godine, što je rezultiralo samo 10-10 grama tehnecijuma.
Iako su Serge i Perrier u svojim rukama imali neznatne količine elementa br. 43, ipak su bili u stanju da odrede neka od njegovih hemijskih svojstava i potvrdili sličnost tehnecijuma i renijuma predviđenu na osnovu periodičnog zakona. Jasno je da su željeli saznati više o novom elementu, ali da bi ga proučavali morali su imati težine tehnecija, a ozračeni molibden je sadržavao premalo tehnecija, pa su morali pronaći prikladnijeg kandidata za opskrbu ovog elementa. Njena potraga je okrunjena uspjehom 1939. godine, kada su O. Hahn i F. Strassmann otkrili da "fragmenti" nastali tokom fisije uranijuma-235 u nuklearnom reaktoru pod utjecajem neutrona sadrže prilično značajne količine dugovječnog izotopa. 99 Tc. Sljedeće godine, Emilio Serge i njegov saradnik Wu Jianxiong uspjeli su ga izolovati u njegovom čistom obliku. Na svaki kilogram takvih "fragmenata" ima i do desetina grama tehnecijuma-99.
      Metode i tehnologije za dobijanje tehnecijuma-99m.
U savremenoj medicini, kratkotrajni 99m Tc i njegovi radiofarmaci se koriste za dijagnosticiranje bolesti gotovo svih glavnih ljudskih organa. Koristi se u 80-85% dijagnostičkih procedura sa označenim atomima. Samo u SAD broj zahvata sa 99 miliona Tc preparata dostiže 12 miliona godišnje. Godišnji obim globalnog tržišta od 99 miliona Tc procjenjuje se na 3,7 milijardi dolara.
Visoka potražnja za 99m Tc je zbog relativno kratkog poluživota od 6,02 sata i niske energije gama zračenja od 0,1405 MeV, pružajući nisku dozu izlaganja (0,5-5% od dozvoljenog nivoa) i istovremeno dovoljnu moć prodora za radiometrijska merenja. Pored toga, hemijska svojstva 99m Tc omogućavaju dobijanje različitih jednostavnih i složenih složenih jedinjenja koja se koriste u medicini.
Tehnecij-99m nastaje kao rezultat b-raspada molibdena-99 prema shemi:

U ovom slučaju, 87,5% jezgara 99 Mo se pretvara u 99m Tc, a 12,5% u 99 Tc, nakon čega slijedi njihov prijelaz u stabilan rutenij.
Za generatorski par 99 Mo/99m Tc, zadovoljeni su sljedeći odnosi:
, (1)
, (2)
gdje su N 1, N 2 i A 1, A 2 broj jezgara i aktivnost 99 Mo i 99m Tc, respektivno; l 1 i l 2 – konstante raspada od 99 Mo i 99m Tc; t – vrijeme raspada; (A 1) 0 – početna aktivnost od 99 Mo. Trajanje maksimalne akumulacije 99m Ts u takvom sistemu je tmax = 22,89 sati, što određuje periodičnost njegovog odvajanja od matičnog izotopa.
Za odvajanje 99m Tc od 99 Mo koriste se posebni uređaji koji se nazivaju generatori tehnecija. Na osnovu metode odvajanja koja se koristi, generatori su podijeljeni u tri glavna tipa: sorpcijski (kromatografski), sublimacijski i ekstrakcijski.

        Kromatografski generatori tehnecija-99m.
Po obimu proizvodnje i upotrebi u svjetskoj medicini, ovi generatori zauzimaju vodeću poziciju, što je posljedica njihove kompaktnosti i mogućnosti sigurnog transporta na velike udaljenosti od proizvodnih mjesta. Osim toga, imaju stabilan prinos od 99m Tc od 80–90% u kombinaciji s lakoćom rada.
Kromatografski generator razvio je Tucker D. 1958. godine. Sastoji se od hromatografske kolone ispunjene sorbentom ili smolom za izmjenu jona, na koju su povezane komunikacije za dovod eluenta i sakupljanje eluata, te smještene u zaštitnu posudu (sl. . 1).

Rice. 1. Šema hromatografskog generatora tehnecij-99m:
1 – stupac; 2 – zaštita od zračenja; 3 – kućište generatora; 4 – linija eluenta; 5 – linija eluata; 6 – zaštitni utikač; 7 – filter; 8 – prirubnica generatora; 9 – boca sa eluentom; 10 – zaštitni medicinski kontejner sa evakuiranom bocom

Kolona se „puni“ rastvorom koji sadrži molibden-99. Naknadno odvajanje (eluiranje) 99m Tc iz njega u obliku rastvora natrijum pertehnetata, 99m Tc se vrši pumpanjem fiziološkog rastvora kroz kolonu.
Karakteristike rada hromatografskog generatora ovise o sljedećim glavnim faktorima:

    karakteristike dizajna instalacije;
    sastav sorbiranog oblika - otopina koja sadrži 99 Mo;
    priroda i struktura sorbenta, tehnologija njegove pripreme;
    sastav rastvora za eluiranje i tehnika eluiranja.
      Sublimacioni generatori tehnecijuma-99m
Princip rada sublimacionog generatora zasniva se na razlici u temperaturama sublimacije (isparljivosti) spojeva 99m Tc i 99 Mo. U opštem slučaju, instalacija je zagrijana cijev u koju se postavlja ozračena molibdenska meta. Gas-nosač (vlažan vazduh, kiseonik, itd.) prolazi kroz cev. Ohlađeni kondenzator je instaliran na izlazu iz cijevi za hvatanje pare tehnecija.
Jedan od prvih industrijskih sublimacionih generatora za proizvodnju 99m Tc razvijen je u Lucas Heightsu, Australija. Separacija je izvršena u instalaciji sa horizontalnom peći u struji kiseonika na temperaturi od 850 °C. Cilj je bio anhidrid molibdena. Ova instalacija je omogućila da se dobije do 75 Ci 99m Tc u zapremini od 20 ml fiziološke otopine iz niskoaktivnog 99 Mo (1 Ci/g) težine 200 g. Prinos tehnecijuma nije bio veći od 20-40%. Kasnije studije su pokazale da se prinos 99m Tc povećava s povećanjem vremena sublimacije i smanjuje s povećanjem ciljne mase. Koristeći ovo zapažanje, Colombetti L. J. je razvio mali generator napajan 99 Mo, produkt raspada, za kliničke laboratorije. Ovo postrojenje je imalo efikasnost odvajanja od 70-80%.
Radiohemijski oblik izolovanog 99m Tc u uslovima visoke temperature i u prisustvu kiseonika odgovara Tc(VII) pertehnetatu. Jednostavnost instalacije za sublimaciju i odsustvo potrebe za korištenjem bilo kojih drugih reagensa, posebno organskih, u ovom procesu smanjuje vjerojatnost stvaranja reduciranih ili složenih oblika 99m Tc svojstvenih hromatografskoj tehnologiji. Glavni nedostatak metode sublimacije je niža efikasnost oslobađanja 99m Tc u odnosu na sve druge metode koje se trenutno koriste.
        Proizvodnja ekstrakcije 99 m Tf.
Generatori za ekstrakciju 99m Tc su korišteni (ili su se pokušavali koristiti) u različito vrijeme u Velikoj Britaniji, SAD-u, Francuskoj, Čehoslovačkoj, Indiji, Iranu, Australiji i drugim zemljama. To su, po pravilu, stacionarne instalacije koje mogu zadovoljiti potražnju za 99m Tc lijekova u prilično velikim gradovima.
Tradicionalna tehnološka šema za proizvodnju ekstrakcije 99m Ts uključuje sljedeće glavne operacije:
    rastvaranje ozračene 99 Mo mete u rastvoru KOH ili NaOH u prisustvu oksidacionih sredstava (H 2 O 2, NaOCl) praćeno uvođenjem K 2 CO 3 u nastali rastvor kao agensa za soljenje;
    ekstrakcija 99m Ts sa organskim ekstraktantom;
    destilacija ekstrakta i otapanje suvog ostatka koji sadrži 99m Tc u fiziološkoj otopini.
Metil etil keton (MEK), koji ima temperaturu destilacije od 76–78 o C i relativno se lako pročišćava za ponovnu upotrebu, obično se koristi kao ekstratant za ekstrakciju 99m Tc.
Princip rada generatora ekstrakcije može se ilustrovati dijagramom prikazanim na Sl. 2. Instalacija se sastoji od ekstraktora (1) sa mešalicom, u koju se dovode početni alkalni rastvor od 99 Mo i ekstraktant. Princip rada generatora ekstrakcije može se ilustrovati dijagramom prikazanim na Sl. 2.

Fig.2. Šema generatora za ekstrakciju tehnecijuma-99m sa mehaničkim miješanjem faza.
Princip rada generatora ekstrakcije može se ilustrovati dijagramom prikazanim na Sl. 2. Instalacija se sastoji od ekstraktora (1) sa mešalicom, u koju se dovode početni alkalni rastvor od 99 Mo i ekstraktant. Nakon miješanja smjese i odvajanja organske faze, ona se pomoću usisne cijevi, čiji se kraj nalazi iznad međufazne faze, odvodi u isparivač (2). Ekstraktant se destiluje u isparivač (3).
Generalno, prinos od 99m Tc iz generatora ekstrakcije zavisi od efikasnosti procesa ekstrakcije i količine gubitka ekstrakta sa 99m Tc tokom njegovog odabira. Efikasnost ekstrakcije zavisi od koeficijenta distribucije 99m Ts u sistemu vodena – organska faza, intenziteta mešanja i vremena kontakta faza. Problem smanjenja gubitaka rješava se uglavnom sužavanjem promjera ekstraktora u području selekcije i korištenjem senzora za kontrolu nivoa ekstraktora. Nizak nivo gubitaka obezbeđuju i centrifugalni ekstraktori (NPO Institut za radijum).

    Preparati na bazi tehnecijuma-99. Analiza i primjena.
Područja upotrebe preparata tehnecijuma-99m u različitim dijagnostičkim studijama data su u tabeli. 1.
Treba napomenuti da je preparat tehnecijuma-99m, koji se dobija direktno od generatora bilo kog dizajna, 0,9% rastvor natrijum hlorida koji sadrži 99m Tc u obliku natrijum pertehnetata Na 99m TcO 4, gde ima više od 99% atoma tehnecija. najviše oksidaciono stanje (VII). Dijagnostička upotreba lijeka u ovom hemijskom obliku ograničena je na scintigrafiju štitne žlijezde i pljuvačnih žlijezda. Zbog toga se u praksi, za dobijanje širokog spektra radiofarmaka 99m Tc, početna otopina natrijum pertehnetata miješa sa posebnim setovima reagensa, što rezultira formiranjem različitih 99m Tc kompleksnih spojeva, selektivnih u odnosu na određene organe koji se proučavaju. Kako sam 99m Tc (VII) nije sklon formiranju kompleksa, on se prvo prelazi u niže oksidaciono stanje (+IV ili +V), što olakšava formiranje različitih agregiranih struktura sa metal-metal vezama, okso jedinjenja itd.
Za redukciju pertehnetata koriste se različita redukciona sredstva, od kojih se najčešće koristi dvovalentni kalaj (SnCl 2). U nekim slučajevima, proces redukcije tehnecijuma se odvija postupno sa formiranjem intermedijarnih jedinjenja 5-valentnog tehnecijuma, koji se zatim mogu reducirati u tro- ili monovalentno stanje. Proces dobijanja radiofarmaka 99m Tc u prisustvu Sn 2+ jona može se približno okarakterisati sljedećom shemom:

Ovdje je L supstanca za označavanje tehnecijumom.
Tabela 1.
Tehnecijum-99m radiofarmaceutski preparati koji se koriste u dijagnostičkim studijama

Označene čestice
99m Tc-albumin makroagregati, 10–50 µm (Macrotech)
plućna perfuzija
99m Tc-DTPA, aerosol 1–4 µm
ventilaciju
99m Tc-sumpor koloid, 0,1–1,0 µm
jetra, slezena, koštana srž
99m Tc-SC,
filtrirano, 0,1–0,3 µm
limfni kolektori, rak dojke (BC), melanom
99m Tc-HAS (nanokoloid) 0,02 µm
sentinel limfni čvorovi, rak dojke, melanom

Radioaktivni gasovi

99m Tc-technegas, 0,004–0,25 µm
Ventilacija

Označeni kelati

99m Tc-MDP, HDP
metastaze tumora na kostima, osteo-
sarkom, neuroblastom
99m Tc-DTPA
tumori mozga, bubrežni protok krvi i scintigrafija bubrega
99m Tc-MAG3
scintigrafija bubrega
99m Tc-DMSA
Scintigrafija bubrega, medularni karcinom štitnjače
99m Tc-Ceretec (HMPAO)
cerebralnu perfuziju
99m Tc-Sestamibi i tetrafosmin (Technetril)
perfuzija miokarda, rak dojke, tumori mozga

Krvne ćelije označene radionuklidima

99m Tc-eritrociti
ejekciona frakcija, prepoznavanje hemangioma i gastrointestinalnog krvarenja
Radiofarmaci za vezivanje na receptore
99m Tc-P829, Neotec
maligni tumori pluća, neuroendokrini tumori
99m Tc-P280, Acutect
vizualizacija krvnih ugrušaka, dijagnoza duboke venske tromboze
99m Tc-Dizofenin i Choletec
hepatobiliscintigrafija

Obilježena monoklonska antitijela

99m Tc-CEA-Scan, IMMU = 4Fab '
malignih tumora debelog creva
99m Tc-Verluma, NR-LU-10-Fab '
maligni tumor pluća

Kompleti reagensa koji se koriste u klinikama za pripremu radiofarmaceuta tehnecijuma obično sadrže izmjerene količine redukcijskog agensa, kao i agensa za stvaranje kompleksa (ili koloidnih). U nekim slučajevima, reagensi sadrže pufer ili stabilizirajuće aditive. Obično je rok trajanja takvih standardnih kompleta 6-12 mjeseci ako su ispunjeni odgovarajući uslovi skladištenja.
U Rusiji, glavni proizvođač kompleta reagenasa za generatore tehnecijuma-99m je Savezno državno jedinstveno preduzeće "Medradiopreparat" Federalne uprave "Medbioextrem". U inostranstvu slične proizvode proizvode kompanije "Amercham", "Malincrodt" itd. Danas se u Rusiji proizvode sledeći setovi reagensa za pripremu 99m Tc - radiofarmaceutika:

    Pentatekh, 99 m Tc-kompleks sa pentacinom (CaNO 3 - DTPA so) za određivanje brzine glomerularne filtracije bubrega, gama scintigrafiju bubrega, radionuklidnu angiografiju i vizualizaciju tumora mozga.
    Pirfotech, 99 m Tc-kompleks sa pirofosfatom za scintigrafiju skeleta, akutni infarkt miokarda, maligni tumori jajnika, za in vivo označavanje eritrocita.
    Citratekh, 99 m Tc-kompleks sa citratom za scintigrafiju i radionuklidnu angiografiju bubrega.
    Koren, 99 m Tc-koloidni rastvor na bazi renijum sulfida za scintigrafiju jetre, slezene i koštane srži.
    Technefor, 99 m Tc-kompleks sa oksabiforom (oksa-bis(etilennitrilo) tetrametilenfosfonska kiselina) za scintigrafiju skeleta.
    Technefit, 99 m Tc-fitat koloidni rastvor za scinografiju jetre, slezene i koštane srži.
    Technemek, 99 m Tc-kompleks sa dimerkaptosukcinskom kiselinom za scinografiju (skeniranje) bubrega.
    Bromezid, 99 m Tc-kompleks sa Br-3-metilfenilkarbamoiliminodijasirćetnom kiselinom za dinamičku scintigrafiju jetre, žučne kese i žučnih puteva.
    Technetril, 99 m Tc-kompleks sa metoksiizobutil izonitrilom za proučavanje perfuzije miokarda i snimanje tumora.
    Technemag, 99 m Tc-kompleks sa merkaptoacetiltriglicerinom za dinamičku scintigrafiju bubrega.
    Teoksim, 99 m Tc-kompleks sa heksametilenpropilenamin oksimom za proučavanje perfuzije mozga.
    Carbomek, 99 m Tc-kompleks Tc(V) sa dimerkaptosukcinskom kiselinom za dijagnozu medularnog karcinoma štitnjače, limfoma i drugih tumora.
    Macrotech, 99 m Tc-albumin makroagregati za vizualizaciju
    pluća.
Svi gore navedeni lijekovi i mnogi drugi stvoreni su imajući na umu bogatu koordinacijsku kemiju tehnecija-99m. Budući da nisu biološki analozi jedinjenja prisutnih u telu, njihova biodistribucija i nivo akumulacije u određenom području zavise isključivo od lipofilnosti, veličine i naboja sintetizovanih jedinjenja. Poslednjih decenija pravac istraživanja se pomerio ka razvoju radiofarmaka direktnog dejstva - receptorskih liganada obeleženih tehnecijumom (kao i drugih RN). Takve obilježene biomolekule djeluju kao sredstvo za isporuku pH na zahvaćeno područje, koje sadrži značajnu koncentraciju "ciljnog" receptora. Visoka specifičnost vezivanja receptora dovodi do selektivne akumulacije obilježenog liganda u zahvaćenom tkivu i daje bolje slike u poređenju sa konvencionalnom scintigrafijom.
Danas se razmatraju tri glavna načina za dobijanje ciljanih radiofarmaceutika. Takozvani integrirani pristup uključuje stvaranje “vještačkog” kelata tehnecijuma-99m uz uključivanje receptorskog liganda u njegov sastav uz minimalnu promjenu veličine i održavanje specifičnosti liganda. Po pravilu, ovim pristupom, efikasnost receptorskog vezivanja obeleženog jedinjenja za neobeležene receptore je primetno smanjena. Kao druga mogućnost, predložen je bifunkcionalni pristup, koji uključuje dodavanje pH kelata na receptorski ligand sa visokom specifičnošću. Predlaže se i mješoviti pristup, koji se sastoji u dobijanju makrocikličkog metalopeptida sa povećanim vezivanjem receptora, koji sadrži N 4 , N 3 S ili donorsku grupu N 2 S 2 .
      Opće metode za analizu radiofarmaka.
        Fiziološka (biološka) distribucija
Kada je potrebno, za neke radiofarmaceutike propisana su biološka ispitivanja. Raspodjela aktivnosti uočene u određenim organima, tkivima i drugim dijelovima tijela kod relevantnih životinjskih vrsta (obično pacova ili miša) trebala bi realno odražavati očekivanu distribuciju kod ljudi i na taj način potvrditi funkcionalnu prikladnost lijeka.
Općenito, ispitivanje se provodi na sljedeći način.
Svakoj od tri životinje ispitivani lijek se daje intravenozno. Ako je važno, onda FSP označava: vrstu životinje, njen spol, rasu i težinu i/ili starost. Ubrizgavanje radiofarmaka koji se proučava odgovara kliničkom (u smislu hemijskog sastava). Ako je potrebno, proizvod se rastvara u skladu s uputama proizvođača. U nekim slučajevima potrebno je odmah razrijediti lijek prije primjene.
Za primjenu se obično koristi intravenski put u repnu venu. U odabranim slučajevima mogu se koristiti i druge vene, kao što su femoralna, jugularna ili penisna vena ili drugi načini primjene. Životinje kod kojih je uočeno uklanjanje lijeka iz žila u tkiva (tokom injekcije ili otkriveno nakon mjerenja aktivnosti tkiva) odbačene su od eksperimenta. Odmah nakon primjene, svaka životinja se stavlja u poseban kavez, što omogućava sakupljanje izmeta (nije dozvoljena kontaminacija površine tijela životinje).
U određeno vrijeme nakon injekcije životinje se ubijaju na određeni način i seciraju. Aktivnost odabranih organa i tkiva mjeri se odgovarajućim aparatom koji je opisan u privatnom FSP-u. Biološka distribucija se zatim izračunava izražavanjem procenta akumulacije aktivnosti u svakom od odabranih organa i tkiva. Da bi se to postiglo, aktivnost organa može se povezati sa ubrizganom aktivnošću, izračunatom mjerenjem standarda ili sadržaja šprica prije i nakon injekcije. Za neke radiotracere, možda bi bilo prikladnije odrediti aktivnost (aktivnost/masu) izvaganog uzorka odabranog tkiva.
Lijek ispunjava zahtjeve ispitivanja ako raspodjela aktivnosti kod najmanje dvije od tri životinje ispunjava utvrđene kriterije.
        Autentifikacija radionuklidom
Svaki radionuklid i nuklearni izomer karakteriziraju vlastiti poluživot i specifični, jedinstveni spektri (energija) jonizujućeg zračenja. To uključuje spektre alfa, beta, gama zračenja, konverzijske i Augerove elektrone, kočno zračenje i karakteristično rendgensko zračenje.
Oblik i kvantitativne karakteristike svakog spektra, kao i vrijednost T 1/2, koriste se za provjeru autentičnosti radionuklida.
Instrumentalni spektri uzeti pod striktno reproducibilnim uslovima takođe mogu poslužiti kao individualne karakteristike radionuklida; koriste se za utvrđivanje identiteta radionuklida u radiofarmaceutskim proizvodima u svim odgovarajućim slučajevima.
Autentičnost radionuklida u preparatu smatra se potvrđenom ako je instrumentalni spektar jonizujućeg zračenja uzet sa izvora pripremljenog od datog radiofarmaceutika identičan spektru dobijenom sa referentnim izvorom ili izvorom pripremljenim iz referentne otopine sa istim radionuklidom, i uzeti pod istim uslovima. Naravno, pretpostavlja se da spektar treba korigovati za doprinos radionuklidnih nečistoća, ako su prisutne u radiofarmaceuticima.
Identifikacija radionuklida se vrši:
    po spektru (gama, beta i rendgensko zračenje);
    slojem poluslabljenja (beta zračenje);
    po poluraspadu (bilo koje zračenje).

          Spektrometrija

Tečni scintilacioni brojači se koriste za dobijanje spektra a- i b-emitera (pogledajte merenje aktivnosti).
Gama spektrometar se koristi za identifikaciju radionuklida prema energiji i intenzitetu gama zraka ili rendgenskih zraka.
Poluvodički detektor germanija se poželjno koristi za gama i rendgensku spektrometriju.
Koristi se i scintilacioni detektor - NaI-Tl, ali ima nižu energetsku rezoluciju.
Gama detektor se kalibriše korišćenjem standardnih izvora, jer efikasnost detekcije zavisi od energije gama zraka i x-zraka, kao i od oblika izvora i udaljenosti između detektora i izvora.
Ovo svojstvo se koristi za identifikaciju i kvantifikaciju radionuklida prisutnih u izvoru, što daje procjenu prisustva radionuklidne nečistoće otkrivanjem drugih pikova koji se razlikuju od očekivanih.
          Pola slabljenja sloja
Za identifikaciju čistih beta emitera, preporučuje se određivanje graničnih energija beta spektra ili parametara koji zavise od njih. Na primjer, identifikacija se vrši korištenjem apsorpcionih krivulja beta zračenja u aluminijumu na osnovu veličine sloja poluprigušenja kako slijedi: koristeći instalaciju sa krajnjim brojačem pod strogo definiranim eksperimentalnim uvjetima, pronaći ovisnost brzine brojanja od debljina d sloja aluminijumskog apsorbera postavljenog između izvora i prozora brojača, u neposrednoj blizini brojila. Debljina upijajućeg sloja obično se izražava masom po jedinici površine upijajućeg sloja, u mg/cm 2 .
Da bi se odredila prava vrijednost d 1/2 za dati radionuklid, slična mjerenja se provode sa izvorom iste veličine, oblika i debljine i približno iste aktivnosti, pripremljenim iz otopine uzorka sa ovim radionuklidom.

          Poluživot

Za određivanje poluživota, vrijednost aktivnosti (ili bilo koja vrijednost proporcionalna njoj, na primjer, brzina brojanja, površina spektra, itd.) se mjeri kao funkcija vremena. Detektor se bira u zavisnosti od vrste zračenja koje emituje nuklid koji se analizira. Mjerenja se provode na strogo fiksnoj lokaciji izvora u odnosu na detektor zračenja, uz redovno praćenje stabilnosti očitavanja opreme koja se koristi korištenjem izvora sa dugovječnim radionuklidom. Trajanje i broj mjerenja određuju se za svaki konkretan slučaj.
        Mjerenje aktivnosti
Aktivnost radionuklida u preparatu (kao i specifična, molarna i volumetrijska aktivnost) je naznačena na određeni datum, a za preparate koji sadrže radionuklid sa poluraspadom manjim od 10 dana i na određeni sat. Za lijekove koji sadrže radionuklid s poluživotom manjim od 1 dana, aktivnost je naznačena u minutama.
Apsolutno mjerenje aktivnosti određenog uzorka može se izvršiti ako je poznat obrazac raspada radionuklida, ali u praksi se moraju izvršiti mnoga prilagođavanja da bi se dobili tačni rezultati. Stoga se mjerenja obično vrše korištenjem primarnog standardnog izvora.
Rezultati aktivnosti pokazuju razlike koje su uglavnom posljedica rijetkog tipa nuklearne transformacije. Da bi se kompenzirale razlike u broju prelazaka po jedinici vremena, mora se snimiti dovoljan broj impulsa. Na primjer, potrebno je najmanje 10.000 impulsa da bi se dobila relativna standardna devijacija od najviše 1% (interval pouzdanosti: 1 sigma).
Svi rezultati mjerenja radioaktivnosti dati su sa datumom i po potrebi vremenom mjerenja. Ova indikacija mora biti napravljena uzimajući u obzir vremensku zonu (GMT, CET) (srednje vrijeme po Griniču, srednjoevropsko vrijeme). Radioaktivnost u drugim vremenima se izračunava eksponencijalnom jednadžbom ili određuje iz tabela.
        Određivanje čistoće radionuklida i radionuklidnih nečistoća
Pojedinačni FSP regulišu potrebnu čistoću radionuklida (na primjer, spektar gama kvanta se neznatno razlikuje od spektra standardiziranog preparata) i mogu postaviti granice za specifične radionuklidne nečistoće (na primjer, kobalt-60 u kobaltu-57). Proizvođač mora detaljno ispitati proizvod na prisustvo dugotrajnih nečistoća nakon određenog poluraspada. Ovo posebno vrijedi za analizu lijekova koji sadrže kratkotrajne radionuklide. Ako je potrebno identificirati i/ili razlikovati dva ili više radionuklida koji emituju pozitron, kao što su, na primjer, nečistoće fluora-18 u preparatima dušika-13, uz gama spektrometriju se određuju i poluživoti.
Zbog različitog poluraspada radionuklida prisutnih u radiofarmaceutiku, čistoća radionuklida varira tokom vremena.
Radionuklidna analiza uključuje sljedeće faze: detekciju radionuklidnih nečistoća i određivanje aktivnosti. Merenje aktivnosti identifikovanih nečistoća vrši se na isti način kao što je opisano u odeljku „Merenje aktivnosti“, korišćenjem odgovarajućih radiometrijskih instalacija sa beta i gama brojačima, spektrometara, instalacija za merenje aktivnosti slučajnim slučajem i druge opreme. Specifične metode analize za pojedine radionuklidne nečistoće date su u odgovarajućem privatnom FS ili FSP za one slučajeve u kojima se analiza može obaviti tokom roka trajanja lijeka.
Aktivnost detektovane nečistoće je data u procentima u odnosu na aktivnost glavnog radionuklida u preparatu na određeni datum.
Radionuklidne nečistoće, čija aktivnost nije veća od 0,01% aktivnosti glavnog radionuklida tokom čitavog roka trajanja, nisu navedene u privatnim FSP-ima, osim u posebnim slučajevima, već naznaka granice ukupne nečistoće u farmakopejska monografija je obavezna.
        Određivanje radiohemijske čistoće i radiohemijskih nečistoća
Određivanje radiohemijske čistoće zahteva odvajanje različitih hemijskih jedinjenja koja sadrže radionuklid i izračunavanje procenta aktivnosti povezane sa glavnim hemijskim oblikom. Radiohemijske nečistoće mogu nastati kao rezultat:
    proizvodnja radionuklida;
    naknadne hemijske operacije;
    nepotpuno preparativno odvajanje;
    hemijske promene usled skladištenja.
Zahtjev za radiohemijsku čistoću mora biti ispunjen tokom cijelog perioda skladištenja. Za određivanje radiohemijske čistoće, u principu, može se koristiti bilo koja metoda analitičkog odvajanja.
Najčešće se koriste tankoslojna hromatografija i papirna hromatografija. U papirnoj i tankoslojnoj hromatografiji, uzorak čija je zapremina navedena u FSP-u se nanosi na startnu liniju, kao što je opisano u opštim metodama hromatografije. Preporučljivo je ne razrjeđivati ​​preparat za analizu, ali je vrlo važno spriječiti primjenu tolike količine aktivnosti koja će uzrokovati gubitke mjerenja zbog slučajnosti. Zbog toga se za analizu koristi takva količina lijeka da se dobiju statistički pouzdani rezultati mjerenja za one nečistoće čija je aktivnost najmanje 0,5% primijenjene količine. Istovremeno, aktivnost analiziranog uzorka treba da bude takva da korekcija za pogrešne proračune zbog mrtvog vremena instalacije snimanja ne prelazi 1-2%.
Nakon odvajanja, hromatogram se osuši i položaj radioaktivnih zona određuje autoradiografijom ili mjerenjem aktivnosti po dužini kromatograma, korištenjem odgovarajućih kolimiranih brojača, ili rezanjem trake i mjerenjem aktivnosti svakog dijela trake. . Položaj tačaka i područja može se hemijski identifikovati upoređivanjem sa odgovarajućim rastvorima iste hemikalije (neradioaktivne) korišćenjem odgovarajuće metode detekcije.
        Komponente
Da bi se utvrdio identitet i kvantitativno određivanje komponenti uključenih u radiofarmaceut, mogu se koristiti bilo koje odgovarajuće metode fizičko-hemijske analize. Međutim, uzimajući u obzir zahtjeve radijacijske sigurnosti, kao i mali broj pakovanja radiofarmaceutika u seriji, treba uzeti u obzir potrebu da se uzorci ispitivanog lijeka minimiziraju, kako po zapremini tako i po težini. Osim toga, poželjno je odabrati metode brze analize koje koriste opremu s daljinskim upravljanjem. Za obavljanje analiza lijekova u nedostatku domaćih reagensa i materijala, dozvoljena je upotreba uvoznih reagensa i materijala odgovarajuće kvalifikacije
        Sterilnost
Radiofarmaci za parenteralnu primjenu moraju biti pripremljeni uz mjere opreza kako bi se izbjegla mikrobna kontaminacija i osigurala sterilnost. Međutim, zbog kratkog poluživota radionuklida uključenih u većinu radiofarmaceutika, rezultat testa sterilnosti obično se dobije nakon upotrebe određene serije. U takvim slučajevima privatni FS i FSP ukazuju da se rezultat kontrole steriliteta može dobiti nakon upotrebe lijeka.
Tipično, za radiofarmaceutike, nadzor sterilizacije mora osigurati sterilnost lijeka, a testiranje sterilnosti uključuje testiranje svake desete serije lijekova u autoklavu (podložno validaciji procesa sterilizacije) i svake serije lijekova pripremljenih u aseptičnim uvjetima ili steriliziranih u suhom grijati pećnicu.
        Najbolje do datuma
Rok trajanja radiofarmaceutika određen je kombinacijom sljedećih faktora:
    stabilnost hemijskog i radiohemijskog sastava lijeka;
    smanjenje aktivnosti lijeka tijekom vremena prema zakonu radioaktivnog raspada;
    povećanje relativnog sadržaja dugovječnih radionuklidnih nečistoća s poluraspadom dužim od glavnog radionuklida.
Rok trajanja svakog lijeka je dat u odgovarajućem privatnom FSP-u i utvrđuje se na osnovu podataka iz analize lijeka, čuvanih pod propisanim uslovima određeno vrijeme, koji potvrđuju predloženi rok trajanja. Učestalost radiofarmaceutskog praćenja u zavisnosti od njihovog roka trajanja prikazana je u tabeli. 2.

tabela 2

Učestalost kontrole radiofarmaka prilikom utvrđivanja roka trajanja


Za lijekove sa rokom trajanja navedenim u st. 3 i 4, još jednom daju podatke analize izvan njihovih granica. Vremenski interval od datuma isteka do datuma ove analize je 10-50% roka trajanja prema nahođenju programera.
        Skladištenje
Radiofarmaceutski preparati se čuvaju u skladu sa važećim „Osnovnim sanitarnim pravilima za bezbednost od zračenja“ (OSPORB-99), kao i posebnim zahtevima, ako postoje, predviđenim Federalnim standardom (FSP) za određene lekove. Uslovi skladištenja moraju osigurati da se brzina doze zračenja smanji na prihvatljiv nivo.
Ako je potrebno, privatni FSP navodi posebne uslove skladištenja lijeka, zbog njegovih specifičnih svojstava i osiguravanja očuvanja njegovog kvaliteta (temperaturni uslovi, itd.).
        Mere predostrožnosti
Svi postupci sa radiofarmacima provode se strogo u skladu sa važećim sanitarnim pravilima radi osiguranja radijacione sigurnosti.
      Preparati Technecium-99.
3.2.1. Tehnecij (99 Ts) koloidna injekcija renijum sulfida.
Rhenii sulfidi colloidalis et technetii (99mTc) solutio iniectabilis.
Definicija. Tehnecij (99 Tc) koloidna injekcija renijum sulfida, je sterilna koloidna disperzija micela renijum sulfida bez pirogena označena tehnecijum-99m. Stabilizira se želatinom. Injekcija sadrži najmanje 90,0% i ne više od 110,0% deklarirane radioaktivnosti tehnecijuma-99m na datum i vrijeme naznačeno na etiketi. Najmanje 92,0% radioaktivnosti odgovara tehneciju-99m u koloidnom obliku. pH injekcije se može podesiti dodavanjem odgovarajućeg pufera, kao što je rastvor citratnog pufera. Injekcija sadrži promjenjivu količinu koloidnog renijum sulfida, ali ne više od 0,22 mg renijuma u procentima, na osnovu načina pripreme. Priprema se injekcijom natrijum pertehnetata (99 Tc) (sa ili bez dijeljenja) korištenjem odgovarajućih sterilnih sastojaka bez pirogena i izračunavanjem omjera radionuklidnih nečistoća na datum i sat pripreme.
Opis. Svetlo smeđa tečnost. Tehnecij-99m ima poluživot od 6,02 sata i emituje gama zračenje.
Identifikacija.
A. Određivanje g-spektra pomoću odgovarajućeg instrumenta. Spektar ne bi trebalo da se značajno razlikuje od spektra standarda Technecium-99m kada se direktno poredi korišćenjem uređaja sa standardom ili sa podacima iz regulatornog dokumenta. Standardizovani rastvori tehnecijuma-99m i molibdena-99 dostupni su laboratorijama po odluci nadležnih organa. Najpoznatiji g-foton, tehnecij-99m, ima energiju od 0,140 MeV.
B. Pregledajte hromatogram u radiohemijskom testu čistoće. Raspodjela radioaktivnosti doprinosi određivanju ubrizgavanja.
C. U 1 ml dodati 5 ml hlorovodonične kiseline R, 5 ml rastvora tiouree R od 50 g/l i 1 ml rastvora kalaj hlorida R od 200 g/l u hlorovodoničkoj kiselini R. Pojavljuje se žuta boja.
TESTOVI. RN. pH ubrizgavanja treba da bude između 4,0 i 7,0.
renijum. Test rješenje. Za ispitivanje koristite injekciju od 1 ml. Test rješenje. Napravite rastvor koji sadrži 100 mikrograma kalijum perenata R (ekvivalentno 60 ppm Re) i 240 mikrograma natrijum tiosulfata R po mililitru, razblažite vodom R i izmerite spektar. Test rješenje. U 1 ml rastvora za injekcije dodati 5 ml hlorovodonične kiseline R, 5 ml rastvora tiouree R od 50 g/l i 1 ml rastvora kalaj hlorida R u hlorovodoničkoj kiselini od 200 g/l.
itd...................
Povezane publikacije