同位素是具有相同原子序数但质量数(或中子数)不同的核素,根据物理特性不同,同位素可分成放射性同位素和稳定性同位素,其中放射性同位素以电磁(伽马)或粒子(α、β、俄歇等)发射形式表现出特征性的放射性衰变,“医用同位素”是指用于疾病诊断、治疗的放射性同位素,医用同位素是核医学的基石。核医学作为医学学科的分支利用“医用同位素”和核射线来诊断、表征和治疗疾病。
核医学成像技术包括单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描(PET)、近距离放射治疗干预、放射性栓塞治疗,以及靶向内放射性核素治疗(TIRT)等。
某些类型的外束放射治疗(EBRT)也会使用医用同位素。核医学医生依赖于十几种不同医用同位素,根据这些放射性同位素差异化的理化性质和放射性衰变特性,在不同的应用领域发挥不同的作用(诊断或治疗)。
放射性同位素可以通过核反应堆、加速器、核燃料处理废液中分离提取以及发生器等方式制备。目前,超过80%的医用放射性同位素是由研究反应堆生产的,其他医用同位素多可以由粒子加速器制备,主要包括回旋加速器、直线加速器或其他方法获得。
- 反应堆生产的医用同位素大多是丰中子核素,半衰期相对较长,适合远距离运输
- 产量大、品种多、放射性废物量小、成本低
99Mo(99Mo/99mTc) 、125I、131I 、89Sr 、32P、177Lu、90Y、153Sm、186Re、14C、60Co
- 回旋加速器生产的同位素具有比活度高、半衰期短、一般发射β+ 或单能γ射线等特点,是医用同位素的重要来源
- 回旋加速器可以生产无载体,高比活度及某些不能用反应堆生产的缺中子、短寿命的医用放射性核素。
11C、13N、15O、18F、62Cu、 64Cu、67Cu、67Ga,77Br、89Zr、 103Pb、111In、123I、201Tl、211At、225Ac等
放射性核素发生器,用于从反应堆或回旋加速器产生的长寿命放射性母体同位素中获得所需的短寿命放射性子核同位素。
- 化学分离简单快速,医务人员操作时受到的辐射剂量小;
- 产品无载体、纯度高,
- 可获得反应堆核加速器难以生产的重要放射性核素,如:99mTc 、113mIn
- 从发生器中可反复多次提取子体核素,使用方便,价格便宜
99Mo-99mTc发生器、68Ge-68Ga发生器、188W - 188Re发生器、 90Sr - 90Y发生器、 82Sr - 82Rb发生器、225Ac-213Bi发生器、228Th-212Pb发生器等
医用同位素的重要用途之一是用于诊断成像。医用放射性同位素,如锝-99m (99mTc),是99Mo的子同位素,也是一种重要的用于医学成像的同位素。当进入患者体内进行核成像时,这些医用放射性同位素可以直观地体现人体分子水平血流、功能和代谢等信息,便于医生对尚未出现形态结构改变的病变进行早期诊断。
我们在研的医用同位素和发生器:
与其他新型金属放射性核素一样,64Cu目前正被作为68Ga和177Lu放射性药物的替代选择进行研究,被广泛用于靶向神经内分泌肿瘤(NETs)表达的生长抑素受体,以及对前列腺癌细胞表达的前列腺特异性膜抗原(PSMA)。由于放射性核素64Cu的特殊性,引起了研究人员的广泛兴趣,这也使得它几乎成为热辐射放射性核素的理想例子。事实上,64Cu能同时发射低能正电子、β粒子和一群俄歇电子。这种不同的发射组合既可以进行高分辨率PET图像的采集,也可以用来激发治疗效果。64Cu的另一独特性来源于铜元素的离子在生物体中发挥的基本生物学作用,在有机体内铜元素参与多种细胞过程,包括细胞复制等。铜元素参与机体生理活动的特性使我们发现,64Cu以其最简单的离子形式Cu2+也能够特异性的靶向多种癌细胞,并在其转移过程的初始阶段被检测到。
89Zr是一种新兴的放射性核素,在免疫正电子发射断层成像(PET)中发挥着重要作用。89Zr的半衰期较长(t1/2=3.3天)有利于评估单克隆抗体的体内分布。因此,89Zr有望用于监测基于抗体的癌症治疗。免疫PET结合了PET的敏感性和抗体的特异性。为了研究89Zr免疫PET显像用于预测放射免疫疗法和抗体疗法的疗效、显像靶点表达、检测靶点表达肿瘤以及监测抗癌化疗的可行性,已经开展了许多研究。
锗镓发生器(68Ge/68Ga)的母核素为无载体的锗(68Ge),其衰变为子核素镓(68Ga)。其中,锗(68Ge)和γ射线杂质的总放射性不超过0.001%。
该发生器系统具有铅屏蔽,洗脱的氯化镓(68Ga)溶液用于放射性标记。
钼锝发生器(99Mo/99mTc)置于铅屏蔽柱中,由吸附在氧化铝材料上的裂变钼99Mo制备生产99mTc,它提供了一种获得99mTc-高锝酸钠氯化钠注射液无菌无热原溶液的方法。