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科研人员在低比活度同位素99Mo/99mTc发生器的研制获得重要进展

2021-10-29 08:43     来源:中科院近物所     放射性同位素医用同位素
99Mo(T1/2 = 66 h)的子体核素99mTc(T1/2 = 6 h)是核医学中应用最为广泛的放射性同位素,其使用量约占所有临床诊断放射性同位素的80%以上,全球每年99Mo的需求量高于50万居里,临床核医学诊断高达3000万人次,而我国医院使用的钼锝发生器全部依赖进口。目前主要通过反应堆中子辐照高浓缩铀(235U > 90%)引起的裂变反应生产医用同位素99Mo,比活度高达104 Ci g-1。但是现有的反应堆面临停堆、检修以及退役等问题。此外,99Mo的提取工艺流程复杂,产生大量的高放废液,还存在一定核扩散的风险。为了保障99Mo的稳定供给,利用加速器辐照富集的稳定同位素100Mo(100Mo(γ, n) ; 100Mo(p, pn)),或者反应堆辐照富集的稳定同位素98Mo(98Mo(n, γ))生产99Mo成为了国际上的研究热点。然而,此类方法生产的99Mo含有大量价格昂贵的100/98Mo载体,不仅为制备99Mo/99mTc发生器带来很大的困难,而且极大程度增加了生产成本。因此,研制对Mo具有大吸附容量的柱材料,制备低比活度99Mo/99mTc发生器,而且还需要回收昂贵的富集钼同位素成为了迫切需求。

中科院近代物理研究所核化学室科研人员,提出了一种具有更大比表面的大孔/介孔等级孔γ-氧化铝新型材料(Hierarchically Macro/Mesoporous γ-Al2O3, HMMA),并应用于低比活度99Mo/99mTc发生器的制备。吸附研究表明HMMA对Mo的吸附容量可达到250 mg g-1,而传统裂变型99Mo/99mTc发生器所用的普通γ-氧化铝对Mo吸附容量仅为2-20 mg g-1。同时,应用HMMA制备的低比活度99Mo/99mTc发生器,可实现99mTc的长期高效淋洗(99mTc的回收率约89 %)。99mTc产品收集体积仅需约 6 mL,具有较高放射性浓度。通过对产品的质检,99mTc产品具有高核纯度和放化纯度,有利于后续药物的标记。在此基础上,将淋洗的99mTc与常用的MDP(MIBI)进行了标记,标记率和放化纯度可达96%以上。值得一提的是,我们成功回收了价格昂贵的100/98Mo,回收率高达95%。最后,通过多种表征手段,从本质上解释了Mo离子同时与γ-氧化铝和HMMA表面的羟基相互作用机制。另外,HMMA合成工艺简单、效率高并且成本低,非常适用于大规模低比活度99Mo/99mTc发生器的制备。

总之,上述研究结果为下一步利用加速器和反应堆辐照98/100Mo生产99Mo的研究奠定了坚实的基础,有望解决国内自主生产99Mo/99mTc 发生器的“卡脖子”技术难题。

该工作得到了国家自然科学基金项目和甘肃省引导科技创新发展专项资金的支持,相关成果发表在国际同位素领域期刊Applied Radiation and Isotopes上。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804321003821


图:低比活度99Mo/99mTc发生器的研制
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