放射性核素发生器

放射性核素发生器(俗称“母牛”)，通常指可以从较长半衰期核素中分离出由它衰变而产生的较短半衰期核素的一种装置。其中较长半衰期核素称“母体”，较短半衰期核素称“子体”。“母体”不断地衰变生成“子体”，“子体”放射性可在一定时间内生长到最大值。“母体”与“子体”分离的方法有多种，目前较多采用的是吸附层析柱分离法。需要时用合适的洗脱剂将“子体”从层析柱上洗脱下来，即可应用。这种操作俗称“挤奶”，所得到的洗脱液俗称“奶液”。放射性核素发生器的结构见图。
发生器的由来和概况 1920

放射性核素发生器
示意图
1. 洗脱剂入口 2.
吸附剂上的母体核
素 3. 玻璃砂芯
4. 铅防护套 5.
洗脱液子体核素

年，有人从²²⁶Ra (T1/2=1602年)中分离出²²²Rn(T₁/₂＝3.824天)，这是第一个天然医用发生器。但直到核反应堆建成之后，特别是近一、二十年，发生器才大量制备及广泛使用。1951年，研制成功了第一个人造的¹³²Te(T

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＝78小时)-¹³²I(T₁/₂＝2.29小时) 发生器，并应用于临床，取得了一定的效果。此后，⁹⁰Sr-⁹⁰Y(1957),⁹⁹Mo-⁹⁹mTc(1962),68Ge-68Ga(1964),87Y-3^7mSr(1966), ¹¹³Sn-¹¹³mIn(1966)等发生器相继研制成功。目前，在核医学上已经应用或正在试用的发生器有27种(见表1)，最常用的是^99mTc、^113mIn、^87mSr、⁶⁸Ga等四种，其参数见表2。其中以^99mTc、^113mIn发生器的应用最为广泛，是核医学上比较理想的发生器。由⁹⁹mTc、^113mIn制备的各种显象剂已超过一百种，特别是99mTc显象剂，几乎可用于人体所有的主要器官和组织显象。这些显象剂多数具备对器官特异性高，显象性能好，病人接受剂量少等优点。
发生器的类型 根据“母体”与“子体”核素分离技术的不同，目前发生器主要有三种类型：
(1) 层析发生器： 这是根据“母体”与“子体”核素在某种吸附剂上（或离子交换树脂上）的分配系数有明显差异的原理制成。在一个柱中装入一定量的吸附剂，将“母体”核素吸附在分离柱上，用适当的洗脱剂将“子体”核素洗脱下来，即可应用。这种发生器装置简单，安全，操作方便，随时需要可随时洗脱，一般医院均可使用。
(2) 溶剂萃取发生器： 这是根据“母体”与“子体”核素在两液相体系中的分配比有明显差异的原理制成。用合适的萃取剂将“子体”核素从“母体”核素中提取分离出来，除去萃取剂后，即可使用。这种发生器的优点是可以利用低通量反应堆辐照低丰度的“母体”核素，生产大量的高比放射性、高浓度的“子体”，价格便宜，但设备复杂，技术操作较难，不适于一般医院使用。
(3) 升华发生器： 是根据“母体”与“子体”核素挥发温度不同的原理制成。通过控制升华温度，使“子体”核素与“母体”核素分离。
由于层析发生器有较多的优点，适于医院使用，它已在中国及各国广泛应用。溶剂萃取发生器和升华发生器，仅在某些国家应用。这些国家以定点开设“牛奶站”的方式，定期将99mTc从99Mo中分离出来，直接运交用户使用。
医用发生器应具备的条件
❶“子体”核素应有良好的药物学性质，易于制备多种药物制剂，并适于做生理功能检查；
❷“子体”核素应有较短的物理半衰期(<10小时)，最好是只发射单一的γ射线(无β粒子)，并具有适宜的能量(100～300keV)。这样应用时病人接受较小的辐射剂量，并在短期内可重复检查；
❸“母体”核素应有较长的物理半衰期（数天以上），便于运输及贮存；
❹“母体”核素来源较易，适于大量生产，成本低廉；
❺“母体”与“子体”较易分离，从“母体”核素中分离“子体”，要求快速、简便、易行。同时在反复多次洗脱情况下，能够确保洗脱液在放射性核纯度、放射化学纯度、化学纯度及放射性浓度等方面符合医用要求。
为了保证发生器的安全使用，应注意以下有关事项：
❶由于从发生器所得的洗脱液多数需制备成适当的标记物，才能给病人静脉注射，因此保持发生器内无菌、无致热原污染非常重要；
❷平时洗脱发生器的药品和用具，均应按严格的无菌要求处理。例如制备各种洗脱液的蒸馏水，必须是静脉注射规格，所用注射器和导管，与导管相连的接口，均须严格无菌，无致热原；
❸工作环境应经常用紫外线灭菌。一旦发生器内受到细菌、霉菌或致热原污染，即使是很微量的，也会给病人带来严重后果，均应停止使用。又如113Sn-113mIn发生器的洗脱液有时发生混浊，则也不能使用。
发生器的展望 近年来，核医学领域普遍使用由发生器所获得的核素。特别是用99mTc、113mIn标记的各种显象剂在临床上取得了较满意的效果，现正在继续扩大99mTc、113mIn标记物的品种，以适应临床核医学发展的需要。目前，有的国家正在利用多能直线加速器研制一些性能良好的超短半衰期核素发生器，并陆续提交临床使用。它可以在最小辐射剂量下获得较高的光子产额，因此可得到清晰的器官图象。同时由于它们的半衰期极短，在几分钟内就可进行重复检查。这些核素不仅适用

表1 27种医用发生器

注： IT系同质异能跃迁 EC系电子俘获于人体各器官的显象，而且特别适用于器官功能的动态 衰期发生器的主要参数，见表1。
研究，如对脑血流、心肌血流等的研究。有关这些超短半

表2 四种常用发生器的特性

特 性	99mTc	113mIn	87mS7	58Ga
化学形式	Na99mTcO4	113mInCl3	87mSrCO3	63Ga-EDTA 络合物
半衰期 （小时）	6.02	1.658	2.81	1.14
γ线能量 (keV)	140	392	388	511
衰 变 “母体”核素 半衰期（天） 生产方式 层析分离柱	IT 99Mo 2.75 98Mo(n,γ) 氧化铝	IT 113S1 115 112Sn(n,γ) 水合氧化锆	IT 87Y 3.35 88Sr(p,2n) Dowex- IX8阴离子 交换树脂	IT 58Gə 287 69Ga(p,2n) 氧化铝
洗脱剂	生理盐水	0.05N盐酸	0.15M NaHCO3	0.005M EDTA

注： IT系同质异能跃迁