100年第2次高考 - Greenkid的核医考题.DOC

1.利用迴旋加速器加速質子撞擊靶製造18F，靶的主要核種為： (A)19F (B)16O (C)18O (D)20Ne F-18是個正子衰變核種，可用來標幟許多種類的藥物供造影使用，目前核醫用來製造F-18的方法有兩種，一個是以O-18(p,n)--F-18的方式，加速質子來撞擊液態的O-18水，生成的產物是液態的F-18離子，另一種則是以Ne-20(d,α)--F-18的方式，加速deuteron來撞擊氣態的Ne-20，生成的產物是(F-18)2的氣體分子。兩者因為化學活性的不同，分別應用在不同類型的化學反應上，F-18離子主要用於親核性的有機化學反應，例如F-18 FDG和F-18 FMISO，而F-18分子則用於親電性的化學反應，F-18 FDOPA就是其中比較有名的例子，關於親核或親電反應，可以參考100年第1次高考第2題和98年第1次高考第75題的敘述。雖然說F-18的製造方式有這兩種，不過核醫界普遍來說比較喜歡用F-18離子來標幟藥物，因為此方法的產量都非常的高，可以進行較遠距離的運送，讓一些沒有迴旋加速器的醫院也能夠使用，再來是純度相當的高，所製造出來的產物幾乎都是F-18離子，不像以Ne-20為靶所製造出來的F-18氣體，因為必需使用0.1~2%的無放射性F2作為載體(參考98年第1次高考第24題)，所以產物的純度specific activity並不高(12 Ci/mmole)。只是說因為製造出F-18是一件事，後面如何將F-18接上所設計好的藥物又是另一件事，由於氟離子和氟分子的化學性質不同，所以在面對不同的化學反應時，就必須選擇不同型態的F-18。現在題目問的是要加速質子來製造F-18，因此靶就會是含高濃度(大於95%)O-18的重水，答案是(C)O-18。 2.有關18F-FDG正子放射藥物，在放射核種純度測試方面，18F的半衰期(half-life)標準值為何？ (A)110±2 min (B)110±5 min (C)110±10 min (D)110±15 min F-18 FDG的製造過程主要分為兩個階段，首先是F-18的製造，再者則是將F-18標幟在葡萄糖上。在第一階段中，F-18的生產方式可以參考97年第2次高考第1題，主要的製造方式為O-18(p,n)--F-18，生產出來的是F-18離子，不過在1976年F-18 FDG的初期研發時，採用的是以F-18分子的方式來進行化學的合成，只是說這個方式的產率較低(8%)，而且反應的總時間較長(2小時)，因此在發展出可以用F-18離子來製造F-18 FDG後，產率提高到50%以上，反應時間也縮短至50分鐘，才全面改用新方法。在第二階段中，由於整個反應步驟蠻多的，包括了將F-18離子自O-18水中分離出來，然後將F-18與與反應物進行化學合成，最後再用特殊的離子交換樹脂將產物分離出來，在這些反應中，必須添加許多化學物質來進行反應，因此在最後的藥物品管上，就會針對這些添加物來作殘留量的限制。有一篇文獻/2006/4/e57/e57.pdf對於對F-18 FDG合成步驟寫得十分詳細，我將其中部份的內容作簡短的摘要。1.將靶中的F-18離子從O-18水中分離：這過程是將靶中含有F-18的水通過一個離子交換樹脂(最常使用的為QMA的離子交換樹脂)，這時候F-18離子就會被吸附在樹脂上，而完成初步的分離。接下來再利用Kryptofix的acetonitrile(乙)溶液以及碳酸鉀溶液將F-18離子沖洗出來到另一個反應槽裡。在這個階段裡有許多反應在進行，一開始當F-18離子被離子交換樹脂吸附後，雖然可以藉此將F-18自水中分離出來，可是樹脂中仍然會殘餘些許水，以及最重要的是如何將F-18離子拿出來，水的問題下個步驟會解決，至於要將F-18離子拿出來，就得靠Kryptofix 222才行，它是一個環狀的醚狀結構的鉀鹽，在溶液中鉀離子所帶的正電與樹脂中的F-18離子結合，同時碳酸鉀溶液中的碳酸根負離子則取代F-18而被吸附在被離子交換樹脂裡頭，另一種也廣為使用和kryptofix 222類似的則是TBA(Treabutylammonium)，這兩者因為都具有一定的生理毒性，會造成窒息與抽搐的現象，因此在接下來的步驟裡，都必須想辦法去除，這在FDG的產品QC規範中也都有相當嚴謹的規範。2.利用乙將F-18離子中的水分完全清除：要將水分子完全自溶液中排除，主要的原因是水分子會阻礙後續的F-18標幟葡萄糖的過程，作法是將乙(一種有機溶劑)在上步驟中與F-18溶液混合後，再將溶液加熱，此時乙會與水分子接在一起，形成共沸作用而一起蒸發掉。通常為了確保能完全去除水分，會重複許多次這個添加乙--加熱蒸發的過程。3.開始標幟葡萄糖：這個反應中，不是直接拿