放射化分析 / 合成法,標識法

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放射化分析 

(69pm4、68pm4、66.8、61.7)

○放射化分析の利点

 「検出感度が良い」
 「試薬などの汚染がない」
 「核反応なので元素の化学的性質に影響されない」
 「多元素同時分析ができる」
 「非破壊分析ができる」

○放射化分析の欠点

 「精度が低い」
 「副反応による妨害がある」
 「自己遮蔽の影響がある」
 「原子炉など中性子発生源が必要」

○生成放射能の計算

 (64.8、60.7)
・試料を時間t照射して、直後に得られる放射能A
 A = f×σ×N×(1-e-λt
   = f×σ×N×(1-(1/2)t/T
 f:照射粒子束密度(n/cm2・s)
 σ:放射化断面積
 N:試料の原子数
 
・原子数N=θm/M ×6.02×1023
 θ:存在比 m:試料質量 M:試料原子量
 また、t<<Tの場合
 A = f×σ×N×(0.693×t/T)

・照射終了後、時間d経過後の放射能Ad
 Ad = A×e-λd =A×(1/2)d/T

・放射線計測
 「Ge(Li)」または「Ge」半導体検出器つき多重波高分析器を使用する
  → γ線に対するエネルギー分解能が優れているため

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○放射化分析の方法

・破壊法
 共存RIが多く、計測の妨害となり、直接γ線スペクトロメトリーをできない試料に対して用いる
 試料の損失は担体を加えることで補正できる

・非破壊法
 化学分離を行わなくて良い試料に対して用いる

・PIXE法 (60.8)
 荷電粒子高エネルギー光子を試料に照射、
 特性X線を検出することにより微量元素を分析する方法

・アクチバブルトレーサ法 (63.7)
 放射化断面積の大きい非放射性物質をトレーサとして使用し、実験後に放射化させて測定する
 以下に使用例を示す
 Li:中性子照射でトリチウム3Hになる
 10B:中性子の遮蔽に使用
 57Fe:メスバウアー分光法での吸収体
 139La:

○ホットアトム(反跳効果) 

 (n,r)反応の反跳エネルギーを利用する
 エネルギーは数十~数百eV程度
 Fe,Co,Cu,Caなどで利用

・ジラードチャルマー(ズ)法 (62.5、60.5)
 高比放射能核種が得られる
 127I(n,r)128I
  → 128Iをホットアトムとして分離

合成法,標識法

○代表的な合成法

・化学的合成法
 長所:「高比放射能
    「標識位置がわかる
    「多重標識可能
 短所:「手数と時間がかかる

・生合成法
 長所:「化学合成が難しいアルカロイドやたんぱく質などの合成
    「標識が均一
    「光学的活性体
 短所:「標識位置、比放射能、収率のコントロールが困難

・同位体交換法
 短所:「逆反応が起こる

・反跳合成法
 長所:「複雑な化合物の標識
    「短寿命核種の標識
    「高比放射能
 短所:「低収率
    「標識位置が不定
    「副反応生成物に伴う分離の困難

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○3Hの標識法 

(71pm1、69.am.4、67pm3、63.6)
ウィルツバッハ法:同位体交換反応で数日放置するのみ
          有機化合物の標識に有用

3H接触還元

○14Cの標識法 

(67pm3、64.6)
グリニヤール反応12CO2
生合成法
ホットアトム法

○放射性ヨウ素のタンパクへの標識方法 

(70am3、67pm3、66.7、64.6、61.6)
クロラミンT
 直接法の一つ
 クロラミンTの強い酸化作用でヨウ素をI+にして標識
 酸化作用によるたんぱく質損傷がある
 アミノ酸残基が必要

ラクトパーオキシダーゼ
 直接法の一つ
 酸化作用を利用するが温和な方法
 アミノ酸残基が必要

ヨードゲン
 直接法の一つ
 非水溶性のため、反応を制御しやすい
 アミノ酸残基が必要

ボルトンハンター
 間接法の一つ
 あらかじめフェノール基(リジン残基)に標識した試薬を使用する

○99Mo-99mTcジェネレータと標識法 

(70.am.2、68.am2、67pm2、66.3.5、62.3、60.4)
・ミルキングの方法
 1,親核種99Moアルミナ(酸化アルミニウム)樹脂に吸着させ、カラムに詰める
 2,溶出液(生理食塩水)を流して、99mTc O4-を溶出する

 放射平衡が成り立つのは72時間後
 24時間後に87%(極大値)
 48時間後に94%となる

99mTcの標識法 (60.6)
 スズ還元法:還元剤(塩化第一スズ、塩化第一鉄)で還元する

○PET薬剤の合成・標識 

(68am4)
 半減期が短いものが多いため、短期間での合成・標識が必要
18F-FDGの標識法
 サイクロトロンにより得た18Fイオンマンノース類似体に加えて標識する

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