劉 寧，楊遠(yuǎn)友，金建南，林如山，曹養(yǎng)書，廖家莉，廖小東

（四川大學(xué) 原子核科學(xué)技術(shù)研究所 輻射物理及技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610064）

同位素技術(shù)是核科學(xué)與技術(shù)的主要支撐技術(shù)之一，在國家安全、能源、人口與健康、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域都具有廣泛甚至是不可替代的作用。與反應(yīng)堆生產(chǎn)同位素相比，加速器生產(chǎn)的同位素具有比活度高、半衰期短、一般發(fā)射β＋或單能γ射線等特點(diǎn)，因而是制備放射性核素，特別是醫(yī)用同位素的重要方式。

CS-30回旋加速器是美國TCC公司（The Cyclotron Cor poration）生產(chǎn)的專門用于同位素研制和生產(chǎn)的加速器，其性能穩(wěn)定、可靠，每周可運(yùn)行100 h以上。其主要性能指標(biāo)列于表1。目前對于世界上一些從事醫(yī)用同位素和放射性藥物研究的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，如美國Duke大學(xué)、Michigan大學(xué)和美國國立衛(wèi)生研究院（NI H）等，CS-30都是其不可缺少的重要設(shè)備。

四川大學(xué)核科學(xué)技術(shù)研究所在教育部211工程和四川大學(xué)的大力支持下，于2003年從北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所引進(jìn)了1臺CS-30回旋加速器（該CS-30回旋加速器為美國TCC公司生產(chǎn)）。在加速器的恢復(fù)、調(diào)試與運(yùn)行工作中，設(shè)計、加工、安裝和調(diào)試了滿足加速器運(yùn)行要求的冷卻水系統(tǒng)，先后成功調(diào)出p、d、α束，其束流達(dá)到標(biāo)稱的70%～80%，并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 CS-30回旋加速器主要性能指標(biāo)

利用CS-30回旋加速器，已先后研發(fā)出109Cd、57Co、211At、98Tc、123I、178Hfm等放射性同位素（表2）。其中，109Cd、57Co、98Tc等核素為本所利用CS-30回旋加速器率先研制。研制的109Cd及其測井源已在大慶油田得到成功應(yīng)用。

表2 基于CS-30回旋加速器產(chǎn)生的部分放射性同位素

1 109 Cd的制備及應(yīng)用

1.1 銀靶制備

電鍍液：80.0 g 亞鐵氰化鉀、150.0 g硫氰酸鉀、60.0 g碳酸鉀和18.0 g氫氧化鉀以及氯化銀沉淀（50 g硝酸銀＋18 g氯化鈉）煮沸溶解，定容至1 000 mL。電鍍條件：電流為90～110 mA；電鍍時間為10～12 h。靶重為3.5～4.0 g，密度為194～222 mg／c m2［1］。

1.2 銀靶輻照

用150μA氘束（d束）轟擊銀靶10 h，核反應(yīng)為109Ag（d，2n）109Cd。

1.3 輻照銀靶的放化分離

采用簡單的電化學(xué)置換反應(yīng)除銀，硝酸和氫溴酸混合酸介質(zhì)中陰離子交換分離純化109Cd，制得高純度無載體的109Cd溶液。核純度：109Cd＞99.9%，其他γ＜0.1%；化學(xué)純度：Cu＜1μg，Ag、Zn等未檢出。

1.4 109 Cd的應(yīng)用

1）制作109Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)源、儀器刻度源等；2）用于環(huán)空三相流測井等。

2 57 Co的制備及應(yīng)用

2.1 鎳靶制備

電鍍液：210.0 g 硫 酸 鎳、21.0 g硼 酸、2.5 mL雙氧水溶解于三蒸水中，定容至1 000 mL。電鍍條件：電流為160～180 mA；電鍍時間為7～8 h。靶重為1.3～1.5 g，密度為72～83 mg／c m2。

2.2 鎳靶輻照

用80μA質(zhì)子束（p束）轟擊鎳靶2 h，核反應(yīng)為58Ni（p，2p）57Co。

加拿大從1990年開始在醫(yī)生執(zhí)照考試中運(yùn)用OSCE；1994年美國外校畢業(yè)生教育協(xié)會開始運(yùn)用OSCE對外籍醫(yī)學(xué)畢業(yè)生進(jìn)行評鑒 [2]；日本醫(yī)學(xué)生在臨床實(shí)習(xí)前必須通過OSCE（2003年）。目前，美國在醫(yī)師執(zhí)照考試第二階段的臨床技能考試中運(yùn)用OSCE，該考試設(shè)有12個考站，考生在每個考站有15分鐘的時間接觸一位標(biāo)準(zhǔn)化病人（7分鐘問診，8分鐘查體），而后在門口的計算機(jī)上（或用紙筆）記錄病史和體格檢查結(jié)果，10分鐘后交卷，進(jìn)入下一考站。

2.3 輻照Ni靶的放化分離

將輻照鎳靶用9 mol／L的鹽酸溶解，溶解液上201×7陰離子交換樹脂，用8～10 mol／L的鹽酸除去銅、鐵、錳和鋅等其它雜質(zhì)，最后用1 mol／L的鹽酸淋洗收集57Co。

2.4 57 Co的應(yīng)用

1）制作穆斯堡爾源；2）制作57Co標(biāo)準(zhǔn)源、儀器刻度源等。

3 98Tc的制備及應(yīng)用

3.1 鉬靶制備

將購買的高純度的鉬板（99.9%）根據(jù)加速器靶托的要求加工成符合尺寸的靶片。

3.2 鉬靶輻照

兩個Mo靶按表3條件輻照。

表3 Mo靶的輻照

3.3 輻照鉬靶的放化分離

輻照過的鉬靶“冷卻”270 d后，采取少量多次加入30% 雙氧水的方法溶解，再加10%的氫氧化鈉將溶解形成的三氧化鉬轉(zhuǎn)換成高鉬酸鈉，高鉬酸鈉溶液的堿度維持在10%左右，Mo的溶解量控制在3 g左右［2］。

將上述溶解液上轉(zhuǎn)型后的Dowex-1陰離子交換柱，先用10%的氫氧化鈉淋洗，流速控制在約0.5 mL／min，氫氧化鈉淋洗體積為1 200～1 300 mL；然后用約100 mL蒸餾水淋洗；再用150～200 mL 2 mol／L的鹽酸淋洗；再用100～150 mL 3 mol／L的硝酸淋洗；最后用100～120 mL 7.5 mol／L的硝酸淋洗，得到含98Tc的高锝酸鈉溶液。

為了進(jìn)一步純化98Tc，將濃縮后的高锝酸鈉溶液轉(zhuǎn)為10%的氫氧化鈉溶液后，再上Do wex-1陰離子交換柱，重復(fù)上述步驟一遍，最終得到高純度的含98Tc的高锝酸鈉溶液。

含98Tc的高锝酸鈉溶液趕去硝酸后，再逐滴加入鹽酸趕去殘余的硝酸，最后加入2 mL蒸餾水溶解，得到含98Tc的高锝酸鈉溶液。

3.4 98Tc的應(yīng)用

98Tc可用于核試驗(yàn)數(shù)據(jù)的再分析及核素遷移研究，也可用于儀器的刻度分析。

4 211 At的制備及應(yīng)用

4.1 鉍靶制備

電鍍液：209.0 g鉍粉用適量9 mol／L硝酸溶解，用三蒸水定容至1 000 mL，控制酸度在約2 mol／L。電鍍條件：電流為120～160 mA；電鍍時間為5～6 h。靶重為1.8～2.2 g，密度為100～122 mg／c m2。

4.2 鉍靶輻照

用15～20μA的α束轟擊鉍靶2 h，核反應(yīng)為209Bi（α，2n）211At。

4.3 輻照鉍靶的放化分離

通過自制的高溫干法蒸餾器分離211At。將輻照鉍靶用700～750℃蒸餾，蒸餾出的211At用混合氣流（V（O2）∶V（N2）＝1∶1）載帶到硅膠吸附柱上，吸附柱上的211At用p H 9.0的氫氧化鈉淋洗，得到（200±30）MBq 的211At，其211Po／211At小于 10－8［3－5］。

4.4 211 At標(biāo)記化合物的合成及其生物學(xué)評價

基于211At的物理化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行一些211At標(biāo)記化合物的合成，并對其生物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了評價［6－8］。主要有：1）通過適宜的合成方法合成了N－琥珀酰亞胺5-（三正丁基錫）-3-吡啶甲酸酯（SPC）、N-琥珀酰亞胺-3-三正丁基錫－苯甲酸酯（ATE）和2，3，5，6-四氟苯酚3-（巢狀碳硼烷）丙酸酯（TCP）等三種雙功能偶聯(lián)劑，分別進(jìn)行了211At標(biāo)記耦聯(lián)牛血清白蛋白（BSA）的研究，并評價了標(biāo)記物在體內(nèi)外的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，三者的標(biāo)記、耦聯(lián)都大致相同，只在標(biāo)記率和耦聯(lián)率方面略有差異。通過三種不同耦聯(lián)劑制得的標(biāo)記物在體內(nèi)外都具有較高的穩(wěn)定性。除211At-TCP-BSA在體內(nèi)的穩(wěn)定性略高于211At-SAPCBSA和211At-ATE-BSA 外，其他無顯著差異。2）利用骨骼體系對胺基膦酸類化合物具有高親和性的特點(diǎn)，通過SPC雙功能耦聯(lián)劑進(jìn)行了211At的合成及其生物學(xué)性能評價，并與99Tcm－MDP進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，211At-SAPC-ABP（3-氨-1-羥 丙 基-1，1-二 膦 酸 鹽）和99Tcm-MDP（亞甲基二膦酸鹽）都對小鼠骨骼具有明顯的親和性。在所考察的所有時間點(diǎn)，211At-SAPCABP在小鼠骨骼的攝取都遠(yuǎn)高于游離At在骨骼的攝取，6 h時即可達(dá)23.70%ID／g。此外，標(biāo)記物在骨骼的滯留時間較長，在24 h后其在骨骼的攝取依然有21.70%ID／g。該結(jié)果提示，將211At標(biāo)記的胺基膦酸類化合物用于骨腫瘤治療是可行的。

5 123I的制備及應(yīng)用

5.1 銻靶制備

采用化學(xué)鍍法制備銻靶?；瘜W(xué)鍍條件為：電鍍液：182.5 g檸檬酸、10 g三氧化二銻和35 g氫氧化鈉溶解在500 mL蒸餾水中；電鍍條件：電流為85～100 mA；電鍍時間為10～12 h。所制得的銻靶質(zhì)量為1.1～1.2 g，密度為61～67 mg／c m2。

5.2 銻靶輻照

在CS-30回旋加速器上，用26 Me V的α粒子束對銻靶進(jìn)行轟擊，束流強(qiáng)度為15μA，照射時間為2～3 h，核反應(yīng)為121Sb（α，2n）123I。

5.3 輻照銻靶的放化分離

采用干蒸方法進(jìn)行分離。蒸餾溫度：650～700℃，用硅膠吸附123I，用0.1 mol／L氫氧化鈉淋洗，得到296～370 MBq的123I，實(shí)際產(chǎn)額為9.87～12.32 MBq／（μA·h）［9－11］。

5.4 123I的應(yīng)用

由于蛋白質(zhì)或多肽中含有多個酪氨酸基團(tuán)，可用放射性核素123I直接進(jìn)行標(biāo)記用于臨床診斷研究。其標(biāo)記條件為：在生理鹽水中，室溫下用NBS（溴代琥珀酰亞胺）作氧化劑。標(biāo)記在3～5 min完成，標(biāo)記率為90%～95%；采用Sephadex-G50對標(biāo)記產(chǎn)物進(jìn)行分離純化。

6 加速器后續(xù)核素的研究

今后將在完善上述核素制備及應(yīng)用基礎(chǔ)上，逐步研究開發(fā)62Zn（62Zn－62Cu）、64Cu、67Cu、67Ga、18F、201Tl、67Ga和111In等核素及其應(yīng)用，推進(jìn)加速器生產(chǎn)核素在西部特別是四川地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展。

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