Pagina documente » Chimie, Biologie, Agronomie » Compusi radiofarmaceutici marcati cu iod radioactiv

Cuprins

lucrare-licenta-compusi-radiofarmaceutici-marcati-cu-iod-radioactiv
Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.
lucrare-licenta-compusi-radiofarmaceutici-marcati-cu-iod-radioactiv


Extras din document

CUPRINS
Introducere 2
1. Marcarea izotopica 6
1.1. Introducere 6
1.1.1. Izomeria izotopica; marcaj labil si stabil 7
1.1.2. Marcaj izotopic intrinsec si extrinsec 8
1.1.3. Puritatea radionuclidica si radiochimica 9
1.2 incorporarea izotopilor in compusi marcati 11
1.2.1 Marcare intrinseca prin sinteza chimica 11
1.2.2. Marcare intrinseca prin schimb izotopic 13
2.2.3. Marcarea intrinseca prin sinteze radiochimice 14
2. Schimbul izotopic 17
2.1 Definitie. Exemple de reactii de schimb izotopic 17
2.2. Constanta de echilibru. Coeficient de schimb. Grad de schimb 19
2.3. Cinetica reactiilor de schimb izotopic in sisteme omogene 23
2.3.1. Mecanismul reactiilor de schimb izotopic omogen 23
2.3.1.1. Mecanism disociativ 23
2.3.1.2. Mecanismul asociativ 26
2.3.1.4. Mecanismul schimbului izotopic prin transfer de electroni 28
2.3.2. Legea logaritmica a gradului de schimb. Ecuatia lui McKay 29
2.4. Factori care influenteaza reactiile de schimb izotopic 33
2.4 Schimbul izotopic in sisteme eterogene 35
3. Obtinerea compusilor marcati cu 123I, 125I si 131I 38
3.1 Marcarea cu I radioactiv prin schimb izotopic. 40
3.2. Metoda de marcare prin substitutie 44
3.3. Metoda marcarii prin aditie la dubla legatura: 46
4. Tehnici de marcare a complecsilor radiofarmaceutici marcati cu iod radioactiv 48
5. Partea experimentala 62
Bibliografie 71

Alte date

?Introducere

Introducerea trasorilor radioactivi in medicina a facut posibila solutionarea multor probleme ce pareau de nerezolvat si a revolutionat o serie de concepte medicale din domeniul diagnosticului si terapiei. Principiul pe care se bazeaza utilizarea trasorilor radioactivi in vivo consta in administrarea sau masurarea lor intravenos sau per os urmata de detectarea sau masurarea radioactivitatii la nivelul unui organ ori a intregului corp.

Desi se cunosc peste 1000 izotopi radioactivi, numai cativa intra in componenta trasorilor radioactivi folositi in medicina, printre acestia numarandu-se Tc-99m, In-113m, In-111, I-131, I-125, Se-75, Au-198.

Avand in vedere procesul de dezintegrare radioactiva, radionuclizii pot fi caracterizati prin natura si energia radiatiilor emise si prin timpul de injumatatire. În medicina nucleara se utilizeaza izotopi ce emit radiatii ? si ?. Deoarece radiatiile ? au penetrabilitate limitata, ele se folosesc cu succes in terapie si unele studii radioimunologice, in timp ce radiatiile ?, radiatii penetrante, sunt cele mai adecvate in scintigrafie, studiul functiilor dinamice, al compozitiei elementelor organismului si la determinarile in vitro.

Pentru a obtine informatia dorita cu minimum de expunere a pacientului este necesar sa se cunoasca nu numai energia, ci si timpul de injumatatire fizic si cel biologic al trasorului radioactiv; cand trasorul ramane mai mult timp intr-un organ este de dorit sa se substituie radioizotopii cu timp fizic de injumatatire mai lung cu altii cu timp de injumatatire mai scurt.

S-a constatat ca o serie de radionuclizi prezinta o afinitate pentru cate un organ, de exemplul iodul pentru tiroida. În unele cazuri pentru investigare este suficient sa se administreze pacientului nuclidul sub forma radioelementului, in timp ce in alte cazuri este necesara utilizarea tropismului unei molecule particulare in organul studiat. În acest ultim caz trebuie preparate molecule marcate in care sa fie inclus radionuclidul.

Aplicatiile biologice, farmacologice si medicale ale moleculelor marcate pun probleme numeroase si variate, date fiind atat metodele de preparare originale, cat si procedeele de control, purificare si conservare.

Pentru trasorii radioactivi folositi in medicina nucleara s-a adoptat denumirea de radiofarmaceutice.

Un produs radiofarmaceutic este definit ca o substanta radioactiva destinata a fi introdusa intr-un organism uman in scopuri terapeutice sau de diagnostic, sau ca un medicament marcat radioactiv.

Clasificarea produselor radiofarmaceutice:

A. Dupa destinatia medicala, produsele radiofarmaceutice se clasifica:

a. Utilizare in vivo:

a1) produse pentru radioterapie (de exemplu surse de 129Ir sau 198Au, solutii de Na131I); acestea au in general activitatii mari de ordinul 10 – 100 mei;

a2) produse pentru diagnostic (majoritatea produselor radiofarmaceutice utilizate in vivo); acestea au activitatii mici, de ordinul 10?ei – 10 mei;

b) Utilizare in vitro:

produse pentru radioimunodozari si alte teste in vitro; au activitati foarte mici de ordin 1 – 100 ?ei.

B. Dupa timpul de injumatatire al radionuclidului, compusii radiofarmaceutici se clasifica in:

b2) produse radiofarmaceutice de viata scurta cuprinsa intre 10 min si 2 zile;

Aceste produse radiofarmaceutice de viata scurta sunt cele mai adecvate pentru diagnostic, durata lor de viata fiind comparabila cu durata examenului clinic, si iradierea pacientului fiind redusa la minimum. Fiind in majoritate emitatori ?+ sau ?, ele se prepara la ciclotron sau din generatori de radioizotopi.

b2) produse radiofarmaceutice de viata medie, cuprinsa intre 2 zile si 59 de zile. Ele au fost primele folosite pentru diagnostic si terapie, de exemplu radioiodul –131. Ele sunt emitatori ?+, ?- sau ? si se prepara la reactor, ciclotron sau ca generatori de radioizotopi.

b3) produse radiofarmaceutice de viata lunga, mai lunga de 60 de zile; ele sunt mai rar folosite clinic (125J), cel mai adesea sunt utilizate pentru testari in vitro (125J, 14C, 3H etc.). Pot emite orice fel de radiatii si se prepara prin diferite metode.

C. Dupa operatiile chimice implicate, produsele radiofarmaceutice se clasifica in:

c1) preparate radioactive obtinute prin iradiere a unei tinte la reactor sau la cidotron urmata de dizolvarea acesteia;

c2) preparate radioactive obtinute prin iradiere, urmata de prelucrare chimica (distilare, oxidare-reducere, purificare, schimb ionic). Acesta este cazul radiofarmaceutic anorganice cele mai obtinute (131J-, 32PO43-, 51CrO42-);

c3) preparate radioactive rezultate prin marcarea intrinseca sau extrinseca a unui compus organic cu 131J, 125J, 75Se, 197Hg, etc.

Conditii pe care trebuie sa le indeplineasca produsele radiofarmaceutice pentru a fi utilizate:

- sa fie pure, adica sa nu contina alti izotopi radioactivi sau radionuclidul intr-o alta forma chimica;

- sa fie stabile, deci radionuclidul sa ramana fixat in molecula pentru a se putea urmari circulatia sau acumularea sa in organism;

- radionuclidul cu care este marcat radiofarmaceutical sa fie usor identificabil prin detectarea radiatiilor pe care le emite;

- cantitatea de radionuclid sau de compus marcat administrata trebuie sa fie minima, pentru a evita efecte biologice sau de iradiere nedorite;

- sa se cunoasca toxicitatea compusului marcat, a radionuclizilor rezultati, prin dezintegrare.

1. Marcarea izotopica

1.1. Introducere

O substanta chimica a carei compozitie izotopica pentru fiecare element pe care il contine, este cea naturala, se numeste nemarcata izotopic. Daca compozitia izotopica a unui element este modificata, atunci substanta marcata izotopic cu acest element; daca este vorba doar de modificarea proportiei nuclizilor stabili ai elementului, marcajul va fi denumit marcaj stabilonuclidic; daca pe langa sau in locul nuclizilor stabili ai unui element apar nuclizi radioactivi, neexistenti in natura in proportia in care apar in substanta, atunci marcajul este denumit radionuclidic, radioizotopie sau radioactiv.

Astfel, de exemplu, carbonul elementar care contine 98,89% 12C si 1,11% 13C nu este marcat izotopic. Daca exista mai mult 13C decat 1,11%, atunci avem carbon marcat cu 13C (sau imbogatit in 13C); daca contine mai putin 13C decat 1,11% atunci avem carbon marcat cu 12C (sau imbogatit in 12C). Ambele marcaje izotopice sunt marcaje sunt marcaje stabilonuclidice. Daca in proba de carbon apare 14C (care nu este un radionuclid primordial fiindca are un timp de injumatatire de numai 5736 ani), sau 11C cu T1/2=20 min, atunci acea proba este marcata radioactiv.

Prin actiunea radiatiei cosmice se formeaza continuu in atmosfera o mica proportie de 14C din reactia 14N(n, p)14C, astfel ca toate substantele de origine biologica, de data relativ recenta (sub 105 ani) au o slaba radioactivitate si in principiu sunt marcate radioactiv.

Marcajul stabilonuclidic afecteaza o fractiune substantiala din proportia nuclizilor stabili (de ordinul procentului sau zecilor de procente), in timp ce marcajul radionuclidic adauga, cu putine exceptii, de exemplu 14C la nuclizii stabili o fractiune infima de nuclizi radioactivi. Acest fel de marcaj radionuclidic se numeste „cu purtator”, dat fiindca nuclizii „poarta” cu ei micile cantitati de radionuclizi, prin adsorbtie pe vasele in care sunt manipulati. Mai rar se foloseste marcajul radionuclidic „fara purtator”, unde practic toti atomii elementului dat sunt radioactivi. În acest caz se atinge activitatea specifica maxima dupa formula:

Activitate specifica=

1.1.1. Izomeria izotopica; marcaj labil si stabil

Este cunoscut fenomenul de izomerie in chimie: moleculele compuse din aceeasi atomi, legati prin legaturi covalente in moduri diferite duc la substante izomere, de exemplu: etanolul CH3-CH2-OH si dimetil-eterul CH3-O-CH3. Marcajul izotopic duce la aparitia unui nou tip de izomerie, denumit izomerie optica: moleculele care cu cel putin doi atomi ai aceluiasi element in pozitii neechivalente pot da nastere la izomeri izotopici. Astfel, dimetil-eterul marcat fie cu izotopi ai hidrogenului, fie ai carbonului, da doar un singur izomer optic, caci desi exista mai multi atomi de carbon si hidrogen in molecula ei sunt echivalenti. Dar alcoolul etilic marcat cu un izotop al carbonului *C (care poate fi radioactiv 14C ori 11C, sau stabil 12C ori 13C) duce la doi izomeri izotopici: H3*C-CH2OH (etanol-2-*C) si H3C-*CH2OH (etanol-1-*C). Analog, la marcajul etanolului cu un izotop stabil ori radioactiv al hidrogenului (*H) rezulta trei izomeri izotopici:

Ultimul din acestia se formeaza prin simpla amestecare cu *H2O, caci are loc schimbul izotopic instantaneu intre grupele OH din alcool si H2O; din aceea acest marcaj se numeste marcaj labil si este neinteresant, caci se pierde la fel de repede in apa obisnuita. Marcajul la legaturile C-H se numeste marcaj stabil si se realizeaza prin sinteza. Tot prin sinteza se realizeaza si marcajul cu carbon, care este totdeauna un marcaj stabil.

1.1.2. Marcaj izotopic intrinsec si extrinsec