2) генератора
3) циклотрона (+)
4) реактора
Радионуклид 13N получают на медицинском циклотроне — ускорителе заряженных частиц. Наиболее распространённая ядерная реакция заключается в облучении обогащённой воды протонами: 16O(p,α)13N. В результате реакции образуется 13N, который затем быстро включают в радиофармацевтический препарат, чаще всего в виде 13N-аммиака для позитронно-эмиссионной томографии.
Циклотрон позволяет непосредственно синтезировать короткоживущие позитрон-излучающие радионуклиды. Период полураспада 13N составляет около 10 минут, поэтому его производство организуют непосредственно в радионуклидном подразделении ПЭТ-центра с последующей быстрой радиохимической переработкой и контролем качества. Электролиз относится к химическим методам разделения и не вызывает ядерного превращения, генераторный способ требует долгоживущего материнского радионуклида, а ядерный реактор для получения 13N в клинической практике не используется.
Выбор циклотронного метода определяется сочетанием ядерной реакции, необходимой энергии протонов и очень короткого периода полураспада изотопа. Полученный радиофармпрепарат применяют преимущественно в ПЭТ для оценки перфузии и метаболических процессов, особенно в миокарде. Таким образом, ключевым диагностико-технологическим признаком является прямое производство 13N на циклотроне с использованием протонного облучения кислородсодержащей мишени.
| Метод или источник | Принцип получения | Типичные примеры | Соответствие для 13N |
|---|---|---|---|
| Циклотрон | Облучение стабильной мишени ускоренными протонами или другими заряженными частицами с образованием нового радионуклида | 18F, 11C, 13N, 15O | Основной и клинически применяемый способ; реакция 16O(p,α)13N |
| Ядерный реактор | Активация мишени нейтронами или деление тяжёлых ядер | 99Mo, 131I, 177Lu | Не является стандартным источником 13N для ПЭТ |
| Радионуклидный генератор | Распад долгоживущего материнского нуклида с периодическим извлечением дочернего | 99Mo/99mTc, 68Ge/68Ga, 82Sr/82Rb | Не подходит: 13N не получают из клинически используемого генератора |
| Электролиз | Электрохимическое разложение или разделение веществ без изменения состава атомного ядра | Получение и очистка химических веществ | Не может служить способом ядерного синтеза 13N |
| Период полураспада 13N | Время, за которое распадается половина радиоактивных атомов | Около 9,97 минуты; распад с испусканием позитрона | Обусловливает необходимость производства рядом с ПЭТ-сканером |
| Основной радиофармпрепарат | Радиохимическое включение изотопа в биологически значимую молекулу | 13N-аммиак | Применяется для ПЭТ-оценки перфузии миокарда и других физиологических процессов |
После облучения необходимо быстро отделить и очистить продукт, поскольку активность 13N быстро снижается. Перед введением оценивают радиохимическую и радионуклидную чистоту, активность и соответствие препарата установленным требованиям. Короткий период полураспада уменьшает длительность лучевой нагрузки, но предъявляет высокие требования к автоматизации синтеза и организации работы ПЭТ-центра. Циклотрон поэтому является не только источником радионуклида, но и обязательной частью технологической цепочки для его клинического применения.