2) 20Ne(d, α)18F
3) 17О(р, γ)18F
4) 16О(d, γ)18F
Радионуклид 18F в клинической ядерной медицине стандартно получают на циклотроне при облучении обогащённой мишени 18O водой протонами. Реакция 18O(p,n)18F представляет собой превращение ядра кислорода в ядро фтора с испусканием нейтрона: атомный номер увеличивается с 8 до 9, а массовое число сохраняется равным 18. Для процесса используют энергию протонов, достаточную для преодоления порога реакции; получаемый фторид-ион 18F− является исходным радионуклидом для синтеза радиофармпрепаратов, прежде всего 18F-ФДГ.
18F имеет период полураспада около 109,7 минуты и распадается преимущественно с испусканием позитрона. После аннигиляции позитрона с электроном образуются два фотона с энергией 511 кэВ, регистрируемые при позитронно-эмиссионной томографии. Короткий период полураспада обеспечивает приемлемую лучевую нагрузку, но требует производства радионуклида непосредственно в медицинском центре либо в региональном циклотронном комплексе с быстрой доставкой.
Другие указанные ядерные реакции принципиально могут протекать, однако для рутинного получения медицинского 18F они не являются основными. Реакции с дейтронами требуют иного типа ускорителя и специальных мишеней, а радиационный захват протона или дейтрона сопровождается сравнительно низкой эффективностью и менее благоприятными условиями промышленного выхода. Поэтому именно реакция 18O(p,n)18F считается стандартом производства благодаря высокой доступности циклотронной технологии, хорошему выходу и возможности получать высокочистый 18F-фторид.
| Реакция | Тип ядерного превращения | Мишень и частица | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| 18O(p,n)18F | Захват протона с испусканием нейтрона | Обогащённая вода H218O, протонный пучок | Основной промышленный способ получения 18F для ПЭТ |
| 18F → 18O | β+-распад с последующей аннигиляцией | Период полураспада около 109,7 мин | Формирование двух фотонов по 511 кэВ, регистрируемых ПЭТ-сканером |
| 20Ne(d,α)18F | Дейтронная реакция с испусканием α-частицы | Неоновая мишень, ускоренные дейтроны | Возможна физически, но не является стандартной клинической технологией |
| 17O(p,γ)18F | Радиационный захват протона с испусканием γ-кванта | 17O, протонный пучок | Ограничена низкой эффективностью и высокой стоимостью изотопной мишени |
| 16O(d,γ)18F | Радиационный захват дейтрона | 16O, дейтронный пучок | Не используется как основной метод рутинного производства |
| 18F-фторид | Нуклид-прекурсор радиофармпрепаратов | Водная мишень после облучения | Применяется для синтеза 18F-ФДГ и других ПЭТ-препаратов |
После облучения раствор подвергают радиохимической очистке и контролю качества. Оценивают радионуклидную и радиохимическую чистоту, активность, остаточное содержание органических растворителей и соответствие препарата требованиям фармакопеи. Клиническая ценность 18F определяется сочетанием удобного периода полураспада, высокоэнергетического сигнала аннигиляции и возможности включения фтора в биологически значимые молекулы.