برای اولین بار، نوعی مس که در طبیعت یافت نمی‌شود، در یک راکتور هسته‌ای تولید شد

به گزارش مجله خبری نگار،دانشمندان دانشگاه فنی وین راهی برای ساده‌سازی و کاهش هزینه تولید یکی از مهم‌ترین ایزوتوپ‌های پزشکی، مس-۶۴، کشف کرده‌اند. این عنصر رادیواکتیو در تشخیص PET استفاده می‌شود و به طور فزاینده‌ای به عنوان پایه‌ای برای درمان تومور در نظر گرفته می‌شود. با این حال، در طبیعت یافت نمی‌شود و تولید آن قبلاً به تجهیزات گران‌قیمت و مواد اولیه کمیاب نیاز داشته است. اکنون، محققان یک مسیر جایگزین را نشان داده‌اند - تبدیل مس-۶۳ پایدار به مس-۶۴ با استفاده از تابش نوترونی در یک راکتور تحقیقاتی. نقش کلیدی در این فرآیند توسط "شیمی پس‌زنی"، یک تکنیک شناخته شده، اما قبلاً استفاده نشده، ایفا می‌شد. این مطالعه در مجله Dalton Transactions منتشر شد.

امروزه، این ایزوتوپ عمدتاً در یک سیکلوترون تولید می‌شود: هسته‌های نیکل-۶۴ با پروتون‌ها تابش داده می‌شوند که با از بین بردن یک نوترون، اتم را به مس-۶۴ تبدیل می‌کنند. این روش قابل اعتماد است، اما هم به تجهیزات گران‌قیمت و هم به ایزوتوپ Ni-۶۴ نیاز دارد که بسیار نادر است. با توجه به اینکه مس-۶۴ در ۱۳ ساعت واپاشی می‌کند، تدارکات تولید آن چالش خاصی را ایجاد می‌کند: ایزوتوپ باید به سرعت و نزدیک به محل استفاده تولید شود.

ایده جایگزینی نیکل با مس-۶۳ که ​​به راحتی در دسترس است، منطقی به نظر می‌رسد: فقط یک نوترون اضافه کنید و ایزوتوپ مورد نظر تولید خواهد شد. با این حال، در عمل، یک مانع غیرقابل عبور پیش آمد: پس از تابش، مخلوطی که تشکیل می‌شود تقریباً به طور کامل از مس معمولی تشکیل شده و تنها مقدار کمی مس-۶۴ دارد. جداسازی شیمیایی آنها عملاً غیرممکن است.

تیمی از دانشگاه صنعتی وین با استفاده از اثر پس‌زنی بر این مشکل غلبه کردند. محققان اتم‌های مس-۶۳ را در مولکول‌های با طراحی ویژه - کمپلکس‌های آلی-فلزی پایدار که یادآور ساختار هِم در خون انسان هستند - گنجاندند. هنگامی که مس-۶۳ یک نوترون را جذب می‌کند و به مس-۶۴ تبدیل می‌شود، هسته آن انرژی اضافی قابل توجهی به دست می‌آورد و آن را با انتشار پرتو گاما آزاد می‌کند. این پالس قدرتمند به معنای واقعی کلمه اتم را از مولکول "بیرون می‌اندازد" و تنها مس اصلی و پایدار را در کمپلکس باقی می‌گذارد.

بنابراین، پس از تابش، مخلوطی غیریکنواخت به دست می‌آید: مس-۶۳ متصل به مولکول‌ها و مس-۶۴ آزاد. مورد دوم به راحتی با استفاده از روش‌های شیمیایی استاندارد جداسازی می‌شود. این امر اساساً شرایط تولید ایزوتوپ را تغییر می‌دهد: فرآیند می‌تواند خودکار شود، کمپلکس‌های مولکولی قابل استفاده مجدد هستند و یک راکتور تحقیقاتی استاندارد برای تابش کافی است.

این فناوری توسعه‌یافته، تولید مس-۶۴ را در دسترس‌تر و مستقل‌تر از نیکل کمیاب و شتاب‌دهنده‌های گران‌قیمت می‌کند. به گفته نویسندگان این مطالعه، این امر می‌تواند هزینه ایزوتوپ پزشکی را به میزان قابل توجهی کاهش داده و کاربرد آن را در تشخیص و درمان سرطان گسترش دهد.