何佳恒，鐘文彬，姜 林，李興亮，王 靜，馬宗平

中國(guó)工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所，四川 綿陽(yáng) 621900

放射性藥物用于腫瘤治療在臨床上已經(jīng)非常普遍，常見的放射性藥物大多通過(guò)藥物本身在腫瘤組織中的特異性分布及放射性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的治療。但與此同時(shí)藥物注入體內(nèi)將參與體內(nèi)循環(huán)，從而在體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的各組成部分有不同程度的分布，因而對(duì)正常器官及周圍的正常組織有不同程度的不必要的劑量照射[1-4]。始于20世紀(jì)60年代初的密封種子源直接植入腫瘤中對(duì)腫瘤進(jìn)行治療，這種技術(shù)具有腫瘤組織受照劑量高、而周圍正常組織受到照射劑量低、療效顯著、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)[5-9]。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制而未能得到廣泛的開展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)及超聲技術(shù)的發(fā)展，使得種子源在20世紀(jì)80年代后期重新受到重視[9-10]。其中125I種子源由于易于制備且價(jià)格低廉，目前在國(guó)內(nèi)外被廣泛用于腫瘤的治療[11-17]。常見的125I種子源是將125I吸附在由銀絲、銥絲、陶瓷珠等做成的源芯上，然后采用激光焊接等技術(shù)將源芯密封于鈦管而成。常見的吸附方法有：銀絲直接對(duì)125I進(jìn)行吸附；將銀絲經(jīng)氯酸鈉、鹽酸氧化氯化后對(duì)125I進(jìn)行吸附；將銀絲經(jīng)雙氧水、鹽酸體系氧化氯化后對(duì)125I進(jìn)行吸附。以上吸附方法存在吸附時(shí)間較長(zhǎng)、吸附容量有限的不足，且相關(guān)技術(shù)均已申請(qǐng)了專利。為克服以上不足，并擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，本工作擬對(duì)125I在銀絲上的吸附工藝進(jìn)行研究。鑒于131I的化學(xué)性質(zhì)與125I一致，且價(jià)廉易得，易于測(cè)量，故用131I代替125I進(jìn)行研究。

1 試劑及設(shè)備

碘[131I]化鈉溶液，約18.5 GBq/L，放射化學(xué)純度大于95%，由四川大學(xué)提供；銀絲，純度99.99%；其它試劑均為分析純，未經(jīng)任何處理。

SHZ-82振蕩器,金壇市國(guó)旺實(shí)驗(yàn)儀器廠；CRC-15R活度計(jì),美國(guó)Capintec INC.公司；S-450電鏡,日本日立公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 銀絲的酸化

將丙酮浸泡好的銀絲依次用熱水、冷水沖洗至銀絲表面呈現(xiàn)光亮的銀色。用4 mol/L HNO3處理后依次用熱水、冷水沖洗至銀絲表面無(wú)沾污，風(fēng)干待用。

2.2 銀絲的鹵化

選用3種鹵化劑對(duì)銀絲進(jìn)行鹵化。對(duì)鹵化劑的濃度和鹵化時(shí)間進(jìn)行考察。

2.3 吸附工藝的優(yōu)化研究

對(duì)酸化條件、鹵化條件、pH值、吸附時(shí)間(tad)、載體碘量、初始活度等對(duì)吸附的影響作了考察。

3 結(jié)果與討論

3.1 銀絲的酸化

3.1.1酸化方式的選擇 將洗凈的銀絲分為4組，一組置于去離子水中不酸化，一組置于冷的4 mol/L HNO3溶液中放置20 min，一組置于4 mol/L HNO3溶液中沸水浴(約92 ℃)處理20 min，一組置于4 mol/L HNO3溶液中直接加熱酸化。結(jié)果表明，冷HNO3來(lái)酸化銀絲效果較好；去離子水對(duì)銀絲表面處理不夠；銀絲在熱HNO3中可能存在微量溶解，導(dǎo)致銀絲表面積減小，表面參與反應(yīng)的Ag減少，進(jìn)而影響了銀絲的鹵化和吸附；銀絲放入HNO3直接加熱酸化(約80 ℃)，5 min后銀絲將完全溶解，所以在這個(gè)過(guò)程中一定要控制好酸化的時(shí)間和溫度。

3.1.2酸化狀態(tài)的選擇 將銀絲分為2組，一組置于振蕩器上進(jìn)行動(dòng)態(tài)酸化，一組放在通風(fēng)櫥進(jìn)行靜態(tài)酸化。肉眼可以觀察到靜態(tài)酸化后的銀絲有的地方呈灰白色，有的地方還是光亮的銀色，不均勻，灰白的是一層氧化膜(Ag2O)；動(dòng)態(tài)酸化后的銀絲全呈均勻的銀色，這是由于表面的氧化膜(Ag2O)在動(dòng)態(tài)下迅速與硝酸反應(yīng)溶解，留下的是處理干凈的Ag表面。所以選擇動(dòng)態(tài)酸化。

3.1.3酸化時(shí)間(tacid)的選擇 分別將3組銀絲在冷的4 mol/L HNO3溶液中處理10、20、30 min后取出洗凈風(fēng)干，鹵化后進(jìn)行吸附，比較不同酸化時(shí)間下吸附率的變化。結(jié)果表明，較短的酸化時(shí)間不利于銀絲的吸附，較長(zhǎng)的酸化時(shí)間將導(dǎo)致銀絲的微量溶解，減少銀絲表面積，進(jìn)而減少銀絲的吸附量，因此選擇酸化時(shí)間20 min。

3.2 銀絲的鹵化

3.2.1鹵化劑的選擇 將酸化好的銀絲放入3種不同的鹵化劑(2 mol/L NaClO3；2 mol/L NaClO4；濃NaClO2，濃度約為1.6～1.7 mol/L)中，在振蕩器上進(jìn)行鹵化。由鹵化結(jié)果可知，銀絲經(jīng)NaClO4鹵化后幾乎不能吸附上131I，這有可能是由于NaClO4氧化性太強(qiáng)，將Ag氧化成Ag2O，幾乎沒(méi)有AgCl形成，所以不可能發(fā)生如下的置換反應(yīng)：

所以銀絲上131I的放射性活度A(131I)幾乎為0；NaClO2最利于銀絲的吸附，但是在鹵化的過(guò)程中，放出的Cl2對(duì)人體傷害較大且不夠環(huán)保，所以本工作選擇與NaClO2鹵化效果差不多的NaClO3作為鹵化劑。

3.2.3鹵化時(shí)間(thalo)對(duì)吸附的影響 將銀絲放于冷的4 mol/L HNO3溶液中，置于振蕩器上振蕩酸化15 min。取出分別用熱水、冷水、丙酮洗凈風(fēng)干，然后將銀絲放在2.0 mol/L NaClO3中進(jìn)行鹵化，在不同時(shí)間(30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min、24 h)取出，洗凈風(fēng)干后進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，考察鹵化時(shí)間對(duì)吸附的影響，結(jié)果示于圖1(b)。由圖1(b)可知，鹵化在3 h左右達(dá)到平衡，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間(約24 h)的鹵化并不能提高銀絲的吸附率。在本實(shí)驗(yàn)操作中，選擇3 h進(jìn)行鹵化。

圖1 NaClO3濃度(a)和鹵化時(shí)間(b)對(duì)銀絲吸附131I的影響Fig.1 Effect of the concentration of NaClO3(a) and halogenation time(b) on the adsorption of 131I on silver wire酸化方式(Acidification manner)，冷(Cold)HNO3；酸化狀態(tài)(Acidification state)，動(dòng)態(tài)(Dynamic)；tacid=20 min；tad=3 h；pH≈3；120 μL 0.2 g/L KI(a)：thalo=5 h；(b):鹵化劑(Halogenation reagent), 2 mol/L NaClO3

圖2給出了不同過(guò)程中銀絲的電鏡掃描照片。圖2(a)是未處理銀絲的表面形貌，可以看到表面有很多劃痕；圖2(b)是銀絲經(jīng)過(guò)酸化后的表面形貌，可以看到銀絲表面發(fā)生了較劇烈的化學(xué)反應(yīng)(Ag+HNO3——AgO——AgNO3)；圖2(c)是經(jīng)過(guò)鹵化后的銀絲，可以看到經(jīng)過(guò)酸化腐蝕的銀絲表面在鹵化過(guò)程中得到了一定的修復(fù)(Ag++Cl-——AgCl)，但是圖片顯示表面有部分鹵化不均勻，可在以后的實(shí)驗(yàn)中繼續(xù)優(yōu)化銀絲的鹵化工藝。

3.3 吸附工藝的優(yōu)化研究

3.3.1吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響 在室溫下，將鹵化好的銀絲加入吸附液(由1 mL pH≈4的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液、120 μL KI溶液(ρ(KI)=0.2 g/L)和80 μL(約18.5 GBq/L)碘[131I]化鈉溶液組成)，改變吸附時(shí)間(tad)分別為10、20、30、45、60、90、120、150 min，吸附結(jié)果示于圖3(a)。從圖3(a)可看出，tad=10～60 min時(shí)吸附效率受時(shí)間影響不大；當(dāng)tad>60 min后，隨著吸附時(shí)間的增長(zhǎng)，吸附效率略有下降。因此選定30 min作為最佳吸附時(shí)間。

3.3.2pH值對(duì)吸附效果的影響 在室溫下，加入3.3.1節(jié)所述吸附液，改變緩沖溶液pH值分別為3、4、5、6、7、9。吸附后結(jié)果示于圖3(b)，從圖3(b)可看出，隨著pH值的升高，吸附效率逐步變差，pH≈3時(shí)吸附效果較好，有可能更低的pH值(pH≈2)將更利于碘的吸附，但考慮到碘在強(qiáng)酸性溶液中易揮發(fā)造成環(huán)境污染，所以選定pH≈3為吸附溶液酸度。

3.3.3載體碘量對(duì)吸附效果的影響 取一批銀絲，用4 mol/L HNO3溶液動(dòng)態(tài)酸化后再用2 mol/L NaClO3鹵化后洗凈待用。吸附液的組成為pH≈3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液1 mL、碘[131I]化鈉溶液15 μL、加入KI溶液的體積(ρ(KI)=0.2 g/L)分別為0、60、120、180、240、300 μL，載體碘量(即KI溶液中I的含量，m(I)=m(KI)×127/166)分別約為0、9.2、18.4、27.5、36.8、45.9 μg。將處理好的銀絲分為6組置于吸附液中吸附0.5 h，取出洗凈測(cè)量，結(jié)果示于圖4(a)。從圖4(a)可看出，載體碘量過(guò)多或過(guò)少都不利于銀絲的吸附，當(dāng)載體碘量為27.5 μg時(shí)，銀絲的吸附量達(dá)到最高。這是因?yàn)楫?dāng)載體碘量為0時(shí)，吸附液中I-全部由131I提供，131I溶液中I-的濃度本身很低，且放射性極易吸附在玻璃的反應(yīng)容器壁上，導(dǎo)致吸附液中的I-濃度極低，很少量的131I-置換到銀絲上，所以銀絲上131I的活度極低；當(dāng)載體碘量逐漸增多(0～27.5 μg)時(shí)，銀絲上131I的活度也隨著升高，這是因?yàn)镮-濃度增加，促成了AgI的生成，銀絲的活度也就提高了；當(dāng)載體碘量進(jìn)一步增多(27.5～45.9 μg)時(shí)，銀絲上131I的活度又逐步下降，這是由于KI提供的I-濃度過(guò)高，I-遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于131I-，I-在競(jìng)爭(zhēng)置換中較之131I-處于較大的優(yōu)勢(shì)，所以銀絲的活度反而下降。

圖2 電鏡掃描照片(×2 000)Fig.2 SEM photos(×2 000)酸化方式(Acidification manner)，冷(Cold)HNO3；酸化狀態(tài)(Acidification state)，動(dòng)態(tài)(Dynamic)；tacid=20 min；鹵化劑(Halogenation reagent)，2 mol/L NaClO3；thalo=3 h；tad=3 h；pH≈3；120 μL 0.2 g/L KI(a)——未處理銀絲(Silver wire without process),(b)——酸化后銀絲(Silver wire after acidification),(c)——鹵化后銀絲(Silver wire after halogenation)

圖3 吸附時(shí)間(a)和pH值(b)對(duì)吸附效果的影響Fig.3 Effect of adsorption time (a) and pH value (b) on adsorption酸化方式(Acidification manner)，冷(Cold)HNO3；酸化狀態(tài)(Acidification state)，動(dòng)態(tài)(Dynamic)；tacid=20 min；鹵化劑(Halogenation reagent)，2 mol/L NaClO3；thalo=3 h；120 μL 0.2 g/L KI(a):pH≈3，(b):tad=30 min

圖4 載體碘量(a)和初始活度(b)對(duì)吸附效果的影響Fig.4 Effect of carrier iodide concentration (a) and initial activity (b) on adsorption酸化方式(Acidification manner)，冷(Cold)HNO3；酸化狀態(tài)(Acidification state)，動(dòng)態(tài)(Dynamic)；tacid=20 min；鹵化劑(Halogenation reagent)，2 mol/L NaClO3；thalo=3 h；tad=30 min；pH≈3(b):180 μL 0.2 g/L KI

3.3.4吸附液初始活度對(duì)吸附效果的影響 取6組銀絲，用4 mol/L HNO3溶液動(dòng)態(tài)酸化后再用2 mol/L NaClO3鹵化后洗凈待用。吸附液的組成為pH≈3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液1 mL、KI溶液(ρ(KI)=0.2 g/L)180 μL、131I分別為5、10、20、30、40、50 μL。將處理好的銀絲分為6組置于吸附液中吸附0.5 h后，取出洗凈風(fēng)干測(cè)量，結(jié)果示于圖4(b)。從圖4(b)可以看出，隨著吸附液中131I初始活度A0(131I)的增加，銀絲上131I的活度也隨著增加。這與理論分析一致。

4 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)比較系統(tǒng)的研究，可以初步確定碘在銀絲上的吸附工藝為：

(1) 銀絲的酸化：將銀絲放入冷的4 mol/L HNO3溶液中，置于振蕩器上酸化20 min；

(2) 銀絲的鹵化：選擇2 mol/L NaClO3作為鹵化劑，鹵化時(shí)間3 h左右；

(3)131I在銀絲上的吸附工藝：室溫、pH≈3、吸附時(shí)間30 min、載體碘量為27.5 μg，根據(jù)對(duì)源芯活度的要求，選擇吸附液初始活度。

本工作僅單純用131I代替125I做示蹤研究，考慮到兩者比活度是數(shù)量級(jí)差異，本結(jié)論不能真正代表125I種子源制備時(shí)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，但對(duì)其有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

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