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钽靶托在64Cu核素制备工艺中的应用

2021-12-28褚浩淼马承伟王晓明赵紫宇李洪玉

同位素 2021年6期

褚浩淼,段 菲,马承伟,温 凯,王晓明,李 光,李 超,赵紫宇,李洪玉

(原子高科股份有限公司,北京 102413)

64Cu具有适宜的半衰期(T1/2=12.7 h)以及特有的衰变性质(β+17.6%,β-38.5%,EC 43.9%),使其在正电子发射型计算机断层显像(PET)中具有显著优势[1]。与通常用于PET显像的正电子核素15O(T1/2=122.24 s),13N(T1/2=20.39 min)和18F(T1/2=109.77 min)相比,64Cu具有较长的半衰期,有利于药物制备及长途运输,并具有较长的显像时间窗。此外,64Cu具有与18F(0.634 MeV)相近的正电子能量:0.655 MeV[2],使得64Cu获得的PET扫描图像分辨率可以与18F的PET图像相媲美[3-4]。这些特性使64Cu核素广泛应用于小分子化合物、多肽、抗体和抗体片段等的放射性标记,用于标记的64Cu核素需求日益增多。因此,科研人员对64Cu核素的制备工艺进行了不断探索与改进[5-8],以期获得高比活度的64Cu核素,满足市场需求。

64Cu核素主要通过反应堆和加速器两种方式获得。使用反应堆获得的64Cu核素载体量大、比活度低,仅为11.5 mCi/g[9],无法满足生物分子的标记要求。使用加速器从镍和锌的靶材中获得无载体64Cu的生产路线和工艺已有很多报道,其中,64Ni(p,n)64Cu反应是一种很有发展前景且被广泛采用的反应途径[10],可通过回旋加速器产生的低能质子进行64Cu的辐照生产[11-12],且产率较高,可达(18.8±3.3)Ci·μmol-1[13-14]。

固体靶生产64Cu核素的靶材64Ni需要合适的靶托作为支撑。研究人员对金靶托、银靶托、铂靶托、钽靶托、铜靶托上镀银[15]等进行研究,并从靶托材料承受束流强度大小、电镀难易、是否会活化,以及靶材成本等方面进行了评价。

当利用Cyclone-30(C-30)加速器生产64Cu[16]时,由于加速器固体靶站靶腔的固有结构,一直采用铜靶托,由于目标核素是64Cu,64Ni靶材不可直接与铜靶托接触,当使用铜作为靶托材料时,在镀64Ni前应先在铜靶托上镀一层惰性金属材料,如金或银,以防止在溶解64Ni靶时引入稳定铜,导致64Cu比活度降低。……

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