64Cu自动化分离装置的研制

⁶⁴Cu是近年来得到广泛关注的一种正电子核素，在核医学正电子发射计算机断层显像诊断中的应用日益增多。为实现⁶⁴Cu核素的高质量、稳定和批量化制备，自主研发了与Cyclone-30加速器配套使用的⁶⁴Cu自动化分离装置，实现了从溶靶至分离纯化过程的自动化。该装置由溶靶槽和分离纯化系统两部分组成，并通过程序设计确定操作界面、编程语言和具体编程指令。根据⁶⁴Cu核素制备工艺进行装置设计，并在完成组装后开展调试。通过一系列条件实验确认装置的工艺参数后，开展了小规模热实验验证和连续3批生产工艺验证。验证结果显示，装置运行稳定可靠，可实现远程控制，整体分离时间为3 h;⁶⁴Cu核素产品的回收率(校正后)大于90%,符合预期目标；⁶⁴Cu放射化学纯度大于95%,放射性核纯度大于99.9%;金属杂质铁、铜、锌含量低于1.5μg/GBq,钴、金、镍含量低于0.5μg/GBq。以上结果符合⁶⁴Cu团体标准且满足用于放射性药物标记的要求。综上所述，自主研发...     

钽靶托在64Cu核素制备工艺中的应用

为了获得适用于⁶⁴Cu核素生产的靶托材料,解决采用铜靶托时氯化铜［⁶⁴Cu］最终产品中非放射性铜杂质含量易超标的问题,获得满足放射性标记要求的氯化铜［⁶⁴Cu］溶液,选用金属钽作为靶托材料,对钽靶托进行热流固耦合分析、镀镍、溶解、辐照以及坠落、热冲击等实验研究,利用钽靶托进行⁶⁴Cu核素的实际生产。结果表明,钽靶托可应用于⁶⁴Cu核素制备,并可简化⁶⁴Cu核素生产工艺,产能可达38.1 GBq(EOB),产额可达190.5 MBq·μA^-1·h^-1(EOB)。所得氯化铜［⁶⁴Cu］溶液的放射性核纯度＞99.9%,放化纯度＞95%,金属杂质含量均低于1.5 μg·GBq^-1。本研究验证了钽靶托可应用于⁶⁴Cu核素生产,避免了镀金工艺,可更高效地进行⁶⁴Cu生产。     

阴离子交换法从辐照后的Ni靶中分离64Cu

为实现从质子回旋加速器辐照后的Ni靶中提取⁶⁴Cu,建立了使用阴离子交换法从Ni靶溶解液中实施⁶⁴Cu与基体Ni及伴生Co放化分离的工艺。测定了Ni²⁺、Co²⁺ 和Cu²⁺在阴离子交换树脂AG1-X8与盐酸介质之间的静态分配系数K_d。确定了使用阴离子交换树脂柱分离提取⁶⁴Cu的工艺：首先用6 mol/L盐酸穿透Ni,再用4 mol/L 盐酸洗脱⁵⁷Co,最后用1 mol/L 盐酸解吸⁶⁴Cu。⁶⁴Cu放化回收率为87.5%±3.0%。以丰度99.07%的富集⁶⁴Ni为靶材,质子轰击后,使用本工艺分离得到的⁶⁴Cu放射性核纯度大于99.0%,化学杂质Ni、Co和Fe的浓度均小于0.05mg/L。     

医用回旋加速器常见固体靶金属核素应用优势与生产实施

为促进固体靶金属核素的生产与临床转化,进一步发挥其临床应用优势,北京协和医院基于医用回旋加速器,设计了制备场地布局及放射防护方案,分析了固体靶金属核素的特性及其生产实施方案。结果显示,该制备场地设计完备、布局合理,可实施固体靶金属核素⁶⁴Cu、⁸⁹Zr以及⁴⁴Sc的生产研究;这些核素具有良好的物理特性及广泛的临床用途,其临床应用范围有望得到进一步扩展,从而促进新型治疗领域与诊疗一体化发展。本研究结果可为医疗机构固体靶金属核素的生产实施与临床应用提供参考。     

64Cu标记DKFZ-PSMA-617探针的制备、质控及体内分布的研究

目的：利用医用回旋加速器固体靶系统制备PET核素⁶⁴Cu，进行前列腺特异性膜抗原（PSMA）分子探针DKFZ-PSMA-617（PSMA-617）研究。建立⁶⁴Cu-PSMA-617标记化合物生产及初步快速质量控制方法，为PSMA高表达肿瘤的PET显像及放射性免疫导向手术提供新型探针。方法：通过优化反应条件，实现固体靶制备的⁶⁴Cu对PSMA-617的快速标记与纯化。利用放射性薄层层析分析(Radio-thin layer chromatography, Radio-TLC)和放射性高效液相色谱(Radio-high performance liquid chromatography, Radio-HPLC)，进行⁶⁴Cu-PSMA-617放化纯和稳定性检测。参考2015年《中国药典》进行⁶⁴Cu-PSMA-617的初步质量控制。通过静脉注射1.85 MBq的⁶⁴Cu-PSMA-617至Balb/c小鼠体内，进行该探针的体内分布研究。结果：⁶⁴Cu-PSMA-617的标记率>96%， 放化纯度>98%，标记化合物在多种缓冲液中放置24 h依然保持原有放化纯度。经过尾部静脉注射到小鼠体内后， 放射性主要积累在肝脏/肾脏部位，符合该探针在生物体内的代谢行为。结论：本研究实现了⁶⁴Cu-PSMA-617探针的快速标记并建立了其质量控制方法，⁶⁴Cu-PSMA-617具有较好的理化性质，体内分布研究确认了其具有较好的生物学性质，该研究结果可为其进一步用于前列腺癌诊疗的临床转化奠定基础。     

肿瘤诊断64Cu标记药物临床研究进展

正电子发射型计算机断层显像（positron emission computed tomography, PET）是核医学重要的诊断及显像工具,具有良好的灵敏度、分辨率和安全性,广泛应用于肿瘤、心脑血管等疾病的诊断。⁶⁴Cu核素因其适宜的半衰期（12.7 h）、独特的衰变性质（β⁺衰变、β^-衰变、电子俘获）,以及可与多种配体配位形成配合物等特点,现已成为PET分子探针及诊疗一体化药物领域的研究热点。目前,有30多项针对⁶⁴Cu标记药物的临床研究正在开展,主要集中在神经内分泌肿瘤、肿瘤乏氧、前列腺癌等方面;结果表明,⁶⁴Cu标记药物的PET显像具有较高的分辨率、检出率,以及良好的安全性,另外⁶⁴Cu相对较长的半衰期使得⁶⁴Cu核素及其药物可运输至距离较远的医疗单位,方便药物制备及临床使用。本文对近十年来⁶⁴Cu标记药物在肿瘤诊断方面的临床研究进展进行了总结,以期为今后⁶⁴Cu标记药物的研发提供参考及思路;预期在不久的未来,将会有⁶⁴Cu标记药物获批应用于神经内分泌肿瘤、前列腺癌等疾病的诊断。     

加速器制备医用放射性同位素的现状与展望

加速器制备核素以其独特的自身优势成为制备放射性同位素的重要方式之一,在进入新世纪后作用与地位日益突出。本文对国内外加速器制备医用放射同位素技术的发展现状进行了简要概述,着重分析了¹⁸F、⁶⁴Cu、⁶⁸Ge/⁶⁸Ga、⁸⁹Zr、¹¹¹In、²¹¹At、²²⁵Ac等重要医用放射性核素研究进展,并对我国加速器制备医用同位素的应用前景进行了展望。     

加速器制备68Ge产额计算方法

⁶⁸Ga是最具临床应用价值的金属正电子核素之一,通过⁶⁸Ge/⁶⁸Ga发生器生产⁶⁸Ga是一种比较便捷的方式,而母体核素⁶⁸Ge主要由加速器生产,其中使用较多的一种生产方式是通过质子辐照Ga-Ni合金靶件获得⁶⁸Ge。准确模拟⁶⁸Ge产额,对于Ga-Ni合金靶件制备、加速器辐照方案选择和生产准备均有重要意义。本研究提出了一种基于蒙特卡罗方法的加速器生产⁶⁸Ge的理论产额计算方法,计算了不同条件下质子束流轰击Ga-Ni合金靶件的能量损耗和⁶⁸Ge理论产额,并通过加速器辐照实验验证了计算结果的可靠性。相关结果可为不同能量质子束流辐照条件下的Ga-Ni合金厚度设计提供参考,对实验结果具有指导意义。     

CS-30回旋加速器制备111In

在四川大学CS-30回旋加速器上通过核反应^NatCd（p,xn）¹¹¹In进行了制备放射性核素¹¹¹In的研究。实验选用高纯度的天然镉作为靶材料,并采用电沉积法制备靶件,研究了辐照靶件的溶解以及放射化学分离方法。结果表明,采用26 MeV的质子轰击天然靶件,并采用CL-P204树脂将In与Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺等杂质进行分离,可以得到产额（EOB 48 h,即轰击结束48 h后）约为25~28 MBq/（μA•h）的¹¹¹In,其放射性核素纯度大于99%,Cu²⁺和Cd²⁺等化学杂质总质量浓度小于8.0 mg/L。     

回旋加速器制备89Zr及其纯化和标记研究

为了获得高质量⁸⁹Zr核素用于核医学显像,利用HM-20S型回旋加速器辐照⁸⁹Y靶制备⁸⁹Zr,对核反应激发函数进行了计算,设计了靶系统并制备靶片通过回旋加速器辐照制备⁸⁹Zr,对靶片放化分离方法和⁸⁹Zr标记工艺进行了研究。结果表明,回旋加速器制备⁸⁹Zr最佳束流能量为9～13.5 MeV,其中在13.5 MeV能量处获得最大反应截面。回旋加速器束流引出为14 MeV,经真空膜和靶膜衰减后剩余能量约为12.86 MeV,束流在⁸⁹Y靶中呈高斯分布,射程约为0.821 mm。⁸⁹Y靶片经15μA束流辐照1.50～3.33 h,得到轰击结束时⁸⁹Zr活度为22.20～85.45 mCi,产额约为36.51～63.30 MBq/(μA·h)。采用UTEVA树脂从辐照后的靶片中分离⁸⁹Zr,⁸⁹Zr回收率为86.27%,Y(Ⅲ)去除率为99.80%。     

超顺磁性氧化铁纳米粒子SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的~(64)Cu标记、纯化及生物分布

对64 Cu标记超顺磁性氧化铁纳米粒子SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的标记及纯化条件进行探索,并根据其在小鼠体内的生物分布研究结果,揭示其主要的代谢方式。通过对标记过程中配体浓度、温度、时间等条件的改变,探究64 Cu标记SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的最优条件;并采用二乙基三胺五乙酸(DTPA)螯合标记混合物中游离的64 Cu,经PD-10柱纯化后得到放化纯较高的标记物;采用快速薄层层析法测定标记物的标记率和放化纯;分别测定了标记物的体外稳定性和脂水分配系数;将64 Cu标记的氧化铁纳米粒子经尾静脉注射到正常鼠的体内,分别于注射后不同时间点取各脏器,称重、测定放射性计数率,计算每克组织的百分注射剂量率(%ID/g)。经条件优化后得到的64 Cu-SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的标记率为63%,PD-10柱纯化后放化纯大于95%,水溶性良好,且放化纯在标记后12h内在磷酸盐缓冲液和人血清白蛋白中表现出了较高的稳定性;动物体内生物分布实验显示,该标记物在小鼠体内主要经肝脏代谢,肾脏排泄,血液中放射性清除较快。该标记物可用于后续的PET/MRI双模态显像的研究。     

64Cu-NOTA-NOC的制备及体内生物分布初步研究

对生长抑素八肽类似物NOTA-NOC进行⁶⁴Cu标记,并对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的体外稳定性、脂水分配系数、正常及荷瘤小鼠体内分布进行初步研究。建立⁶⁴Cu-NOTA-NOC的标记及质控条件;考察⁶⁴Cu-NOTA-NOC的体外稳定性,测定其脂水分配系数;通过尾静脉注射⁶⁴Cu-NOTA-NOC至小鼠体内,进行生物分布研究。结果表明：室温条件下即可获得标记率大于95%的⁶⁴Cu-NOTA-NOC;⁶⁴Cu-NOTA-NOC在缓冲溶液及10%胎牛血清溶液中具有良好的稳定性,脂水分配系数为-1.12±0.005 6;⁶⁴Cu-NOTA-NOC在正常昆明（KM）小鼠体内主要经肾脏代谢,血液摄取值随时间下降明显,显示其体内清除速度较快;在荷BON-1胰腺癌裸鼠体内也主要经肾脏代谢;在肿瘤中具有较高的摄取,注后2 h,肿瘤/肌肉摄取比值达10.38;荷BON-1胰腺癌裸鼠的PET/CT显像结果显示,1 h时,肿瘤对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的摄取率最高,为7.7%ID/g,而给予阻断剂后,肿瘤对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的摄取率显著降低,为0.94%ID/g。NOTA-NOC的⁶⁴Cu标记在室温条件下即可完成,⁶⁴Cu-NOTA-NOC在缓冲溶液及10%胎牛血清中具有较好的稳定性;其在动物体内主要经肾脏代谢,体内清除较快,在胰腺癌肿瘤组织中有较高摄取;PET/CT实验结果显示肿瘤对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的摄取具有特异性。初步的研究结果表明,⁶⁴Cu-NOTA-NOC具有用于胰腺癌诊疗的潜质,值得开展进一步研究。     

电镀法制备富集112Cd靶

针对CS-30加速器制备高放射性核纯度¹¹¹In（≥99.9%）所用富集¹¹²Cd靶的电镀工艺进行了探索,首次根据加速器束流轰击径迹（束斑）实现定向区域电镀,在此基础上,对影响富集¹¹²Cd靶质量及厚度的各种因素进行研究,确定最佳工艺条件,最终所得富集¹¹²Cd靶表面光亮、致密、牢固,厚度大于65 mg/cm²。同时初步探索了富集¹¹²Cd靶厚与产额的关系,当富集¹¹²Cd靶厚为90 mg/cm²时,¹¹¹In产额为222 MBq/μA·h。     

62Ni同位素的分离制备

微型核电池是目前航天器仪器、设备理想的电源。⁶³Ni是镍电池的核心工作物质。通过在反应堆中辐照高丰度的稳定同位素⁶²Ni,能产生放射性同位素⁶³Ni。为保证⁶²Ni的丰度达到要求,本文开展了⁶²Ni同位素的分离制备研究,进行了磁场及束流输运计算,对离子源及接收器口袋进行了改进设计,制定了电磁分离法分离高丰度⁶²Ni的工艺流程。利用现有的电磁同位素分离器,开展了用电磁分离法分离高丰度、高纯度⁶²Ni稳定同位素的实验,最终获得了丰度≥90%的⁶²Ni同位素。     

Radio-HPLC分析方法测定治疗用碘［131I］化钠胶囊的放射化学纯度

为建立放射性-高效液相色谱分析方法测定治疗用碘［¹³¹I］化钠胶囊放射化学纯度,采用十八烷基硅烷键合硅胶填充的色谱柱（4.6 mm×250 mm×5 μm）,以5.85 g/L氯化钠溶液（加入0.65 mL正辛胺并用稀磷酸调pH至7.0）-乙腈（V∶V=20∶1）为流动相,串联紫外-可见分光检测器（检测波长为220 nm）与放射性流量检测器,柱温为25 ℃,运行40 min,1.5 mL/min进行等度淋洗,可有效地将主峰碘［¹³¹I］化物与放射性化学杂质碘［¹³¹I］酸根进行分离,碘［¹³¹I］化物和碘［¹³¹I］酸根分别在0.19~92.50 GBq/L和0.15~4.81 GBq/L活度浓度范围内线性关系良好,相关系数r分别为0.993和0.997,碘［131I］化物和碘［131I］酸根的检测限分别为3.21×10^-2 GBq/L和4.74×10^-2 GBq/L,定量限分别为9.63×10^-2 GBq/L和7.91×10^-2 GBq/L,回收率为70.0%～125.0%,耐用性和精密度良好。该法适用于治疗用碘［¹³¹I］化钠胶囊的放射化学纯度测定,为制定该类药物的质量控制标准提供了技术参考。