Miedź-64 - Copper-64
| Ogólny | |
|---|---|
| Symbol | 64 Cu |
| Nazwy | miedź-64, Cu-64 |
| Protony | 29 |
| Neutrony | 35 |
| Dane nuklidów | |
| Pół życia | 12,701 godzin ± 0,002 |
| Produkty rozpadu |
64 Ni 64 Zn |
| Masa izotopowa | 63.929764 u |
| Tryby zaniku | |
| Tryb zaniku | Energia rozpadu ( MeV ) |
| Beta | 0,5787 ± 0,0009 |
| Pozytron | 0,6531 ± 0,0002 |
| Konwersja wewnętrzna | 1,345 77 ± 0,000 16 |
|
Izotopy miedzi Kompletna tabela nuklidów | |
Miedzi, 64 ( 64 Cu) jest pozyton i beta emitujące izotop z miedzi , z zastosowaniami do radioterapii cząsteczkowej i tomografii emisyjnej .
Nieruchomości
64 Cu ma okres półtrwania 12,7 godziny i rozpada się 17,9% w wyniku emisji pozytonów do 64 Ni , 39,0% w wyniku rozpadu beta do 64 Zn , 43,1% w wyniku wychwytu elektronów do 64 Ni i 0,475% promieniowania gamma / konwersji wewnętrznej . Emisje te wynoszą odpowiednio 0,579 MeV , 0,653 MeV i 1,35 MeV dla beta minus, pozytonu i gamma.
Główne stany utleniania z miedzi są I i II od Cu 3+ jest zbyt silne, aby istnieć w systemach biochemicznych. Ponadto miedź(I) występuje jako silny kompleks w roztworze wodnym i nie jest często widywana. Miedź(II) tworzy jednojądrowe kompleksy, które są paramagnetyczne i preferuje ligandy siarki i azotu.
Miedź jest niezbędna w ludzkim ciele zarówno jako katalizator, jak i część enzymów . Miedź bierze udział głównie w reakcjach redoks w całym organizmie, ale także odgrywa rolę w transporcie żelaza w osoczu krwi .
Produkcja
Copper-64 można technicznie odtworzyć w kilku różnych reakcjach, przy użyciu najpowszechniejszych metod z użyciem reaktora lub akceleratora . Neutrony termiczne mogą wytwarzać 64 Cu przy niskiej aktywności właściwej (liczba rozpadów na sekundę na ilość substancji) i niskiej wydajności w reakcji 63 Cu(n,γ) 64 Cu. W University of Missouri Centrum Badań reaktora (Murr) 64 Cu wytwarzane z zastosowaniem wysokiej energii neutronów przez 64 Zn (N, P) 64 Cu reakcji w wysokiej specyficznej aktywności, ale ma niską wydajnością. Stosując biomedycznych cyklotron 64 Ni (p, n) 64 Cu reakcji jądrowej mogą wytwarzać duże ilości izotopu o wysokiej aktywności specyficznej.
Aplikacje
Jako emiter pozytonów, 64 Cu został wykorzystany do produkcji eksperymentalnych i klinicznych radiofarmaceutyków do obrazowania szeregu schorzeń. Jego emisje beta zwiększają również możliwości zastosowań terapeutycznych . W porównaniu do typowych radionuklidów PET ma stosunkowo długi okres półtrwania, co może być korzystne w terapii i obrazowaniu niektórych procesów fizjologicznych.
Obrazowanie PET
Przerzuty do kości
Eksperymentalne prace przedkliniczne wykazały, że 64 Cu połączony z metanofosfonianowymi grupami funkcyjnymi ma potencjał jako środek do obrazowania kości .
Guzy neuroendokrynne (NET)
Nowotwory neuroendokrynne (NET) są lokalizowane klinicznie przy użyciu szeregu radiofarmaceutyków opartych na DOTA . W przypadku obrazowania PET są one zazwyczaj oparte na galu-68 . Komercyjny produkt 64 Cu -DOTA-TATE został zatwierdzony przez FDA do lokalizacji NET z dodatnim receptorem somatostatyny od 2020 roku.
Rak prostaty
Wykazano, że peptyd bombezyny ulega nadekspresji w receptorach BB2 w raku prostaty . CB-TE2A, stabilny system chelatacji 64 Cu, został włączony do analogów bombezyny do badań raka prostaty in vitro i in vivo . Badania obrazowe PET-CT wykazały, że ulega on wychwytowi do heteroprzeszczepów nowotworu prostaty selektywnie ze zmniejszonym wychwytem do tkanek niedocelowych. Inne badania przedkliniczne wykazały, że poprzez celowanie w receptor peptydu uwalniającego gastrynę można również wykryć raka trzustki i piersi.
Perfuzja nerek
Bis( tiosemikarbazon ) etyloglioksalu (ETS) ma potencjalną użyteczność jako radiofarmaceutyk do PET z różnymi izotopami miedzi. 64 Cu-ETS został wykorzystany do eksperymentalnej przedklinicznej oceny perfuzji mięśnia sercowego, mózgu i guza , z liniową zależnością między wychwytem nerkowym a przepływem krwi. Perfuzję nerek można również ocenić za pomocą CT lub MRI zamiast PET, ale ma wady: CT wymaga podania potencjalnie alergizujących środków kontrastowych . MRI unika stosowania promieniowania jonizującego, ale jest trudne do wykonania i często cierpi na artefakty ruchowe. PET z 64 Cu umożliwia ilościowe pomiary perfuzji nerek.
choroba Wilsona
Choroba Wilsona jest rzadkim stanem, w którym miedź jest nadmiernie zatrzymywana w organizmie. Toksyczne poziomy miedzi mogą prowadzić do niewydolności narządów i przedwczesnej śmierci. 64 Cu zastosowano eksperymentalnie do badania retencji miedzi w całym ciele u osób z tą chorobą. Technika ta może również oddzielić heterozygotycznych nosicieli i homozygotycznych normalnych.
Terapia nowotworowa
64 Wykazano, że Cu-ATSM (diacetylo-bis(N4-metylotiosemikarbazon)) wydłuża czas przeżycia zwierząt z nowotworami. Wykazano, że obszary o niskiej retencji tlenu są odporne na radioterapię wiązką zewnętrzną, ponieważ niedotlenienie zmniejsza śmiertelne skutki promieniowania jonizującego. Uważano, że 64 Cu zabija te komórki ze względu na swoje unikalne właściwości rozpadu. W modelach zwierzęcych z guzami jelita grubego z indukowaną hipoksją i bez niej, Cu-ATSM był preferencyjnie pobierany przez komórki hipoksyjne niż komórki normoksyczne . Wyniki wykazały, że związek ten zwiększał przeżywalność chomików z nowotworami w porównaniu z kontrolami.