FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Разработан новый способ получения циркония-89 для более эффективной онкодиагностики

77 город Москва

Сотрудники кафедры физики ускорителей и радиационной медицины физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова получили перспективный медицинский изотоп циркония-89 при облучении мишеней молибдена тормозными гамма-квантами с максимальной энергией 55 и 20 МэВ. Этот способ может позволить организовать ПЭТ-диагностику в онкоцентрах на существующих ускорителях с максимальной энергией пучка 20 МэВ. Работа опубликована в журнале Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

Современные методы ядерной медицины дают возможность диагностировать онкологические заболевания на самых ранних стадиях. В настоящее время в России создана сеть центров ядерной медицины, в том числе ПЭТ-центров. Однако проблемы с доступностью радиофармацевтических препаратов делают актуальным поиск новых путей получения перспективных медицинских изотопов. «Изучение фотоядерных реакций с вылетом альфа-частиц при облучении мишеней молибдена тормозными гамма-квантами с энергией 20 МэВ представляет значительный практический интерес. В отличие от циклотронов, ускорители электронов – достаточно распространенные установки, в том числе в медицинских учреждениях. Однако там они используются только для лучевой терапии. Новый способ получения циркония-89 может позволить организовать ПЭТ-диагностику в онкоцентрах на существующих ускорителях с максимальной энергией пучка 20 МэВ», – рассказала старший научный сотрудник кафедры физики ускорителей и радиационной медицины физического факультета МГУ Марина Желтоножская.

Иммуно-ПЭТ – отдельное направление позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), новейшего диагностического метода, позволяющего получать изображения на молекулярном уровне. Поскольку в иммуно-ПЭТ радиоизотоп присоединяется к моноклональным антителам (монАТ), нужно, чтобы биологическое время полужизни монАТ совпадало с периодом полураспада изотопа. Время полужизни антител составляет от суток до недель. Полученные изображения, как правило, обеспечивают максимальные соотношения сигнала к фону через 2–6 суток после введения метки на основе антител пациенту. То есть диагностика будет намного точнее, если использовать радиоактивные изотопы с более длительным периодом полураспада.  

Идеальными характеристиками в этом смысле обладает цирконий-89: он распадается с периодом распада 78,41 ч. посредством позитронной эмиссии и захвата электронов в промежуточное состояние 89mY, которое распадается до стабильного 89Y посредством гамма-излучения (909 кэВ) с периодом полураспада 15,7 с. Низкая средняя энергия испускаемых позитронов (395,5 кэВ) обеспечивает высокое разрешение изображения, а несоответствие энергий между аннигиляционными гамма-квантами с энергией 511 кэВ и гамма-квантами с энергией 909 кэВ не позволяет последним мешать обнаружению совпадающих гамма-квантов. Кроме того, цирконий безопаснее в обращении, дешевле в производстве, более стабилен in vivo и значительно эффективнее накапливается в опухолях, чем используемый сейчас 124I.  

Традиционно цирконий-89 получают на циклотронах из иттрия в реакциях 89Y(p,n)89Zr и 89Y(d,2n)89Zr. В обоих случаях технология осложняется образованием в реакциях (p,2n) и (d,3n) изотопной примеси изотопа 88Zr (период полураспада 83,4 суток), который распадается на дочерний радиоактивный изотоп 88Y (период полураспада 106 суток). 

Нарабатывать радионуклиды на ускорителях электронов намного экономичнее и технологически проще, чем на ускорителях нуклонов. Так как для медицинских источников требуется высокая удельная активность и радиохимическая чистота, использование фотоядерных реакций с вылетом заряженных частиц позволяет работать с большими массами мишеней (порядка десятков граммов) и легко отделять радиохимическими методами нарабатываемый радионуклид от облучаемой матрицы, получая медицинский изотоп с высокой степенью чистоты.  

Ученые облучили мишени естественного молибдена и молибдена, обогащенного по изотопу молибден-94, тормозными гамма-квантами с максимальной энергией 55 и 20 МэВ. Результаты и анализ обработки спектров облученных мишеней позволяют заключить, что при облучении мишени из природного молибдена тормозными гамма-квантами с максимальной энергией 55 МэВ цирконий-89 образовался в основном из 92Mo в реакциях 92Mo((γ,3n)+(γ,p2n))89Nb-89Zr и из 94Mo в реакции 94Mo(γ,αn)89Zr.  

Получены экспериментальные выходы изученных реакций, проведена оценка количества примесного 88Zr в облученных мишенях. После перерасчетов с учетом периодов полураспада этих изотопов установлено, что вклад 88Zr в активность мишени облученного природного молибдена составляет менее 10-4 от активности 89Zr. 

«Ожидаемой проблемой исследования были низкие сечения (y, pxn)-реакций, рассчитанные в рамках статистической модели (<= 1 мбн), – добавила Марина Желтоножская. – Мы предполагали, что это может быть обусловлено влиянием кулоновского барьера: оно приводит к смещению максимума функции возбуждения в область энергий больше 20 МэВ. В результате экспериментальный выход 89Zr оказался на порядок больше, чем мы ожидали, исходя из расчетных данных, полученных в рамках статистической модели. Исследование показало, что для граничных энергий тормозного излучения меньше 20 МэВ фотоядерные реакции с вылетом заряженных частиц проходят через механизм прямых реакций, что приводит к уменьшению порога реакции на 10–20 МэВ, так как в прямых реакциях влиянием кулоновского барьера можно пренебречь. Это хорошо видно на примере реакции 94Mo(y, an)89Zr. При расчетах процессов с использованием модели составного ядра ожидаемый порог реакции был 24 МэВ, из них 13 МэВ – кулоновский барьер. Однако в эксперименте с пучком тормозных гамма-квантов с максимальной энергией 20 МэВ мы наблюдаем возбуждение циркония-89».  

Таким образом, при облучении 10-граммовой мишени молибдена-94 током 0,1 мА в течение одного периода полураспада 89Zr пучком тормозных гамма-квантов с максимальной энергией 20 МэВ нарабатывается активность 89Zr ~ 1011 Бк (активность используемых в ПЭТ-диагностике источников ~ 109 Бк). 

Рисунок. Фрагмент спектра мишени, обогащенной по молибдену-94, после облучения тормозными гамма-квантами с максимальной энергией 20 МэВ (измерения проводились на полупроводниковом HPGe-спектрометре). Марина Желтоножская/МГУ

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Лента новостей

77 город Москва

Российские химики создали универсальную схему анализа метаболитов в человеческом организме

Сотрудники химического факультета МГУ разработали аналитическую схему, позволяющую по химическим «отпечаткам пальцев» делать заключение о процессах, протекающих в организме.

77 город Москва

Ученые впервые обнаружили регулярную волну звездообразования в кольцах галактик

Сотрудники отдела внегалактической астрономии ГАИШ МГУ впервые обнаружили пространственную закономерность в распределении молодого звездного населения в кольцах галактик.

77 город Москва

Ограничение рациона вызывает положительные изменения в почках у пожилых

Биологи из НИИ ФХБ МГУ обнаружили защитные эффекты ограничения калорийности питания при остром почечном повреждении.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Honeywell построит рекордно мощный квантовый компьютер


Honeywell

Музыка науки

Талантливый человек  - талантлив во всем. Преувеличение, но не на пустом месте. Это подтверждается примерами известных ученых, которые имели склонность к творчеству - в музыке, изобразительном искусстве, лингвистике.

Музеи мира: CosmoCaixa (Барселона)

 

29 января в Париже состоится Церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов

29 января в Париже состоится Церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов

 

 

Там, где ползают камни №2

Камни, как живые, перемещаются по дну высохшего озера Racetrack Playa. Этот сверхъестественный феномен был представлен в статье «Там, где ползают камни».