La radiochimica PET comporta la produzione dei radionuclidi emettitori di β+ e la purificazione e incorporazione del radionuclide emettitore di β+ nel radiotracciante diagnostico. Tre caratteristiche principali del radionuclide dipendono dalla metodologia utilizzata:
- la forma chimica del radionuclide;
- l’attività specifica;
- le impurità radionuclidiche e/o radiochimiche.
Attualmente è possibile fare affidamento su una serie di blocchi costruttivi radiochimici, basati sui radionuclidi “fisiologici”.
Reazioni nucleari e Forme Chimiche più Comuni dei Radionuclidi Emettitori di Positroni
| Ossigeno-15 (15O) | ||||
| Azoto-13 (13N) | ||||
| Carbonio-11 (11C) | ||||
| Fluoro-18 (18F) | ||||
Diversi radionuclidi sono attualmente presi in considerazione per ulteriori sviluppi al fine di affrontare le innovazioni nella teragnostica (uso diagnostico e terapeutico dello stesso costrutto).
Radionuclidi “di interesse” per la PET diversi da 11C, 13N, 15O e 18F
| Rubidio-82 (82Rb) | 2580 | 82Sr/82Rb |
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| Rame-62 (62Cu) | 62Zn/62Cu |
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| Tecnezio-94m (94mTc) | 94Mo(p,n)/94mTc |
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| Gallio-68 (68Ga) | 68Ge/68Ga |
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| Iodio-120 (120I) | 640 | 120Te(p,n)/120I |
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| Rame-61 (61Cu) | 1200 | 560 | 61Ni(p,n)/61Cu |
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| Rame-64 (64Cu) | β– 37% | 64Ni(p,n)/64Cu |
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| Ittrio-86 (86Y) | 1578 | 628–443 | 86Sr(p,n)/86Y |
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| Zirconio-89 (89Zr) | 89Y(p,n)/89Zr |
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| Iodio-124 (124I) | 2135 | 1691 | 124Te(p,n)/124I |
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Il 68Ga ha aperto la strada ai prodotti del generatore PET (generatori 68Ge/68Ga).
Alcuni radionuclidi possono essere impiegati clinicamente nella loro forma elementare, come il fluoro [18F]sodico, lo ioduro di sodio [124I] o l’ossigeno [15O]. Per la maggior parte delle applicazioni sono legati a una struttura molecolare che conferisce al radiotracciante la funzione desiderata in vivo.
La forma chimica del radionuclide e le sue caratteristiche come elemento chimico influenzano le reazioni chimiche attraverso le quali questo “precursore” viene incorporato in qualsiasi radiotracciante. Ad esempio, il 18F può essere prodotto sia come sale di fluoruro ([18F]NaF) che come fluoro elementare ([18F]F2). Queste due forme chimiche, o precursori, hanno comportamenti chimici completamente diversi.
Per definizione, i radionuclidi mantengono la caratteristica chimica dell’elemento a cui appartengono. Pertanto, mentre la chimica di C, O, N e F si basa sulla formazione di legami covalenti, possono essere considerati legami alternativi per altri elementi. Ad esempio, i metalli possono formare composti non-stechiometrici chiamati complessi di coordinazione, in cui costituiscono il nucleo del complesso e si legano stabilmente a gruppi chelanti (ligandi) adatti nella loro sfera di coordinazione. Questi legami covalenti di coordinazione sono alla base della chimica del tecnezio così come per i metalli emettitori di β+, quali il 68Ga, 89Zr e 64Cu. Per formare complessi di coordinazione stabili, deve esistere una stretta relazione tra l’elemento (raggio ionico, configurazione elettronica) e il ligando o i ligandi (dimensione della molecola, numero e natura dei gruppi coordinanti nella molecola).
Fonte: Fondamenti di medicina nucleare. Tecniche e applicazioni.