요오드-125

Iodine-125
"I125"는 여기로 리디렉션된다. 기차는 인터시티 125를 참조한다.
요오드-125, I
일반
기호125I
이름요오드-125, I-125, 라디오 다이오딘
양성자53
중성자72
핵종 데이터
자연적 풍요0
하프라이프59.49일[1] ± 0.13일
모체 동위 원소125세
부패 제품125Te
붕괴 모드
붕괴 모드붕괴 에너지(MeV)
전자 포획0.035(35 keV)
요오드 동위 원소
핵종 전체표

요오드-125(125I)는 전립선암, 우베알 멜라노마, 뇌종양 등 여러 질환을 치료하기 위한 브라키테라피로서 생물학적 검사, 핵의학 영상, 방사선 치료 등에 사용되는 요오드의 방사성 동위원소다. 그것은 요오드-129에 이어 두 번째로 장수하는 요오드 방사성 동위원소다.

그것의 반감기는 59.49일이고 전자 포획에 의해 흥분된 텔루륨-125 상태로 분해된다. 이 상태는 측정 가능한 Te가 아니라, 최대 에너지 35 keV로 감마 붕괴에 의해 즉시 소멸되는 낮은 에너지 상태다. 흥분한 Te의 과잉 에너지의 일부는 내부적으로 방출된 전자 35 keV에서 또는 X선(전자 브렘스트라흘룽에서)으로 변환될 수 있으며, 또한 총 21개의 오거 전자도 50~500볼트의 낮은 에너지에서 생성된다.[2] 결국 안정적 접지 상태 Te가 최종 붕괴 제품으로 생산된다.

의료 애플리케이션에서 내부 변환과 오거 전자는 동위원소 원자를 포함하는 세포 외부에 거의 손상을 입히지 않는다. X선과 감마선은 동위원소 캡슐이 제자리에 있는 "영구적" 브라키테라피에서 더 높은 방사선량을 주변 조직에 선택적으로 전달할 수 있을 만큼 충분한 에너지를 가지고 있다(125나는 그러한 용도로 팔라듐-103과 경쟁한다).[3]

감마-카운터 결정 검출기에 의해 검출될 수 있는 비교적 긴 반감기와 저에너지 광자의 방출로 인해, 나는 신체 외부의 단백질을 포함하는 방사선 면역측정 및 기타 감마 카운팅 절차에서 항체에 태그를 붙일 때 선호하는 동위원소다. 동위원소의 동일한 성질은 브라키테라피, 그리고 단백질(알부민 또는 피브리노겐)에 부착되는 특정 핵의학 스캔 절차, 그리고 내가 제공한 것보다 반감기가 며칠 동안 지속되는 진단이나 실험실 테스트에 필요한 경우에 유용하게 만든다.

갑상선의 스캔/이미징에 요오드-125를 사용할 수 있지만 방사선 투과가 개선되고 반감기가 짧아(13시간) 이를 위해 요오드-123이 선호된다. 125신장질환 환자의 진단이나 모니터링에서 GFR(Glomerular Filtering Rate) 테스트에 유용하다. 요오드-125는 종양의 브라키테라피 치료에 치료제로 사용된다. 요오드(갑상선 등)를 흡수하거나 요오드가 함유된 방사선의약품(방사선)을 흡수하는 조직의 방사선치료 절제술의 경우 베타-방사선 요오드-131이 선호되는 동위원소다.

식물 내성을 연구할 때 나는 리간드를 추적할 때 어떤 식물 패턴 인식 수용체(PRR)와 결합하는지를 결정하는 데 방사선(radiolabel로 사용된다.[4]

125나는 제논의 인공 동위원소인 Xe의 전자 포획 붕괴에 의해 생성되는데, 그 자체로 0.1% 정도의 풍부함으로 자연적으로 발생하는 안정 Xe의 중성자 포획에 의해 생성된다. I의 인공적인 생산 경로와 짧은 반감기 때문에 지구의 자연적 풍요는 사실상 제로다.

생산

125나는 원자로가 생산한 방사성핵종이며 다량으로 이용할 수 있다. 이 제품의 생산은 다음의 두 가지 반응을 따른다.

124Xe (n,sv) → Xe (57초) → I (59.4d)
124Xe (n,sv) → Xe (19.9 h) → I (59.4 d)

조사 대상은 중성자 포획에 의한 I를 만들기 위한 표적 동위원소인 원시 핵종 Xe의 0.0965 원자 %(몰레 분율)를 함유한 천연 제논 가스다. 지르코늄 합금 지르칼로이-2(중성자에 투명한 부식 저항 합금)의 조사 캡슐에 약 100bar(약 100 atm)의 압력으로 적재한다. 원자로에서 저속 중성자로 조사하면 제논의 방사성 동위원소가 몇 개 생성된다. 그러나 Xe의 쇠퇴만이 라디오 다이오딘: I로 이어진다. 다른 제논 방사성 동위원소는 안정적인 제논 또는 다양한 세슘 동위원소로 분해되는데, 그 중 일부는 방사성(a.o, 장수 Cs 및 Cs)이다.

조사 시간이 길면 불리하다. 요오드-125 자체는 900개의 헛간(barns)의 중성자 포획 단면을 가지고 있으며, 결과적으로 긴 조사 동안 내가 형성한 부분 중 일부가 13.1일의 반감기를 가진 베타 방출체 및 양전자 방출체인 I로 변환되어 의학적으로 유용하지 않다. 실제로 원자로에서 가장 유용한 조사 시간은 며칠에 달한다. 그 후 조사된 가스는 3, 4일 동안 썩게 하여 단명 원치 않는 방사성 동위원소를 제거하고, 새로 생성된 제논-125(반감기 17시간)가 요오드-125까지 썩게 한다.

방사성요오드 분리를 위해 조사된 캡슐을 저온에서 먼저 냉각시키고(캡슐 내벽에 무료 요오드 가스를 수집하기 위해) 나머지 Xe 가스를 제어된 방식으로 방출하여 추가 사용을 위해 회수한다. 그런 다음 캡슐의 내부 벽을 묽은 NaOH 용액으로 헹구어 알칼리 용액에서 할로겐의 표준 불균형 반응에 따라 요오드 수용성 요오드화합물(I−)과 저자극물(IO−)로 요오드를 채집한다. 존재하는 세슘 원자는 즉시 산화하여 C로서+ 물 속으로 통과한다. 소량으로 존재할 수 있는 장수 C와 C를 제거하기 위해, C를+ 또 다른 비방사성 cation과 교환하는 cation-exchange column을 통해 솔루션을 전달한다. 방사성 요오드(음이온− I 또는 IO−)는 요오드화/효소산염으로 용액에 남아 있다.

가용성과 순도

요오드-125는 묽은 NaOH 용액에서 I-iodide(또는 차하산나트륨, NaIO)로 시중에서 구입할 수 있다. 방사능 농도는 4 ~ 11 GBq/ml이며, 특정 방사능은 75 GBq/µmol(7.5 × 1016 Bq/mol) 이상이다. 화학적, 방사성 화학적 순도는 높다. 방사성핵종 순도도 높다. 위에서 언급한 중성자 포획으로 인해 일부 I(t1/2 = 13.1 d)는 피할 수 없다. I 허용 가능한 내용(브라치테라피에서 선량 계산을 방해하는 원치 않는 동위원소가 설정)은 총 요오드(나머지)의 약 0.2원자 %(원자 분율)이다.

프로듀서

2019년 10월 현재 캐나다 온타리오 주 해밀턴의 맥마스터 원자로와 우즈베키스탄의 연구용 원자로인 요오드-125의 생산자가 2명 있었다.[5] 맥매스터 원자로는 현재 요오드-125의 최대 생산국으로 2018년 전 세계 공급량의 약 60%를 생산하고 있으며,[6] 나머지 전 세계 공급량은 우즈베키스탄에 본부를 두고 있다. 맥매스터 원자로는 연간 약 7만 명의 환자를 치료하기에 충분한 요오드-125를 생산한다.[7]

우즈베키스탄의 연구용 원자로는 2019년 11월 수리를 용이하게 하기 위해 일시적으로 가동을 중단했다. 임시 폐쇄는 이 기간 동안 맥매스터 원자로를 요오드-125의 단독 생산지로 남겨두면서 방사성 동위원소의 전지구 공급을 위협했다.[5][7]

2018년 이전에는 온타리오주 딥리버에 있는 칠크리버 연구소의 NRU(National Research Universal) 원자로가 요오드-125를 생산하는 3개의 원자로 중 하나였다.[8] 그러나 2018년 3월 31일 NRU 원자로는 정부 명령으로 인해 2028년 예정된 폐로를 앞두고 영구 정지되었다.[9][10] 요오드-125를 생산할 수 있는 장비를 갖춘 러시아 원자로는 2019년 12월 현재 오프라인이었습니다.[5]

붕괴 특성

안정된 딸 뉴클리드 텔루륨-125를 형성하기 위한 상세한 붕괴 메커니즘은 전자 포획으로부터 시작되는 다단계 과정이다. 이것은 코어 전자 구멍이 발란스 궤도를 향해 이동함에 따라 계단식 전자 이완이 뒤따른다. 폭포는 많은 오거의 변화를 수반하는데, 각각의 변화는 원자가 점점 더 이온화되는 원인이 된다. 전자 포획은 반감기가 1.6ns인 흥분 상태에서 텔루륨-125 핵을 생성하며, 감마 광자 또는 내부 변환 전자를 35.5 keV로 방출하는 감마 붕괴를 겪는다. 두 번째 전자 이완 폭포는 핵종이 쉬기 전에 감마 붕괴를 따른다. 전체 공정에서 평균 13.3개의 전자(이 중 10.3개는 오거 전자)가 방출되며, 대부분은 400 eV(수율의 79%) 미만의 에너지를 갖는다.[11] 방사성핵종이 직접 세포 DNA에 통합되지 않는 한 방사성핵종의 내부 변환과 방사성 동위원소의 오거 전자는 세포 손상을 거의 하지 않는 것으로 한 연구에서 밝혀졌는데, 이는 I를 방사성 라벨 핵종으로 사용하는 현재의 방사선 의약품의 경우는 아니다.[12]

요오드의 다른 방사성 동위원소와 마찬가지로, 요오드-125의 우발적인 체내 흡수(대부분 갑상샘에 의해)는 요오드화염의 형태로 안정된 요오드-127의 신속한 투여에 의해 차단될 수 있다.[13][14] 요오드화칼륨(KI)은 일반적으로 이러한 목적으로 사용된다.[15]

다만 정상적인 갑상선 기능을 방해하지 않도록 안정 KI의 정당하지 않은 자가 치료 예방 투여는 권장하지 않는다. 이러한 치료는 신중하게 시행되어야 하며 전문의가 처방한 적절한 KI 양을 필요로 한다.

참고 항목

참고 및 참조

  1. ^ "Radionuclide half-life measurements data". NIST. 6 September 2009. Retrieved 3 November 2019.
  2. ^ 6/22/10에 접속한 방사성동위원소의[permanent dead link] 방사성동위원소 비교
  3. ^ I-125 vs. 영구 전립선 브라키테라피 Pd-103은 2010년 6월 22일에 접속했다.
  4. ^ Boutrot, Freddy; Zipfel, Cyril (2017-08-04). "Function, Discovery, and Exploitation of Plant Pattern Recognition Receptors for Broad-Spectrum Disease Resistance". Annual Review of Phytopathology. Annual Reviews. 55 (1): 257–286. doi:10.1146/annurev-phyto-080614-120106. ISSN 0066-4286.
  5. ^ a b c Frketich, Joanna (30 December 2019). "Shortages expected as McMaster becomes the world's only supplier of medical isotope used to treat prostate cancer". Toronto Star. Torstar Corporation. Retrieved 12 February 2020.
  6. ^ McMaster University (2019). "Written Submission for the Pre-Budget Consultations in Advance of the 2019 Budget" (PDF). House of Commons of Canada. p. 5. Retrieved 11 June 2019.
  7. ^ a b Hemsworth, Wade (6 December 2019). "McMaster helps solve world shortage of cancer-treatment isotopes". Brighter World. McMaster University.
  8. ^ "Medical Isotope Production @ McMaster – Nuclear". Retrieved 3 November 2019.
  9. ^ "Something borrowed, something new". Nuclear Engineering International. Compelo. 21 May 2019. Retrieved 15 June 2019.
  10. ^ "National Research Universal". Canadian Nuclear Laboratories. Retrieved 15 June 2019.
  11. ^ Pomplun, E.; Booz, J.; Charlton, D. E. (1987). "A Monte Carlo simulation of Auger cascades". Radiation Research. 111 (3): 533. doi:10.2307/3576938. ISSN 0033-7587. JSTOR 3576938.
  12. ^ Narra V.R., Howell R.W., Harapanhalli R.S., Sastry K.S., Rao D.V. (December 1992). "Radiotoxicity of some iodine-123, iodine-125 and iodine-131-labeled compounds in mouse testes: implications for radiopharmaceutical design". J. Nucl. Med. 33 (12): 2196–201. PMID 1460515.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  13. ^ Harper, P.V.; Siemens, W.D.; Lathrop, K.A.; Brizel, H.E., & Harrison, R.W. (1961). "Iodine-125". Proc. Japan Conf. Radioisotopes. 4th. OSTI 4691987.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  14. ^ 미시간 주립 대학교(2013년 10월). 방사선 안전 매뉴얼, 환경 건강 및 안전, I-125, 페이지 81 참조.
  15. ^ "NCRP Report 161 Management of persons contaminated with radionuclides – National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) – Bethesda, MD". ncrponline.org. Retrieved 3 November 2019.