碘-123(123I)是碘的放射性同位素,用於核醫學成像,包括單光子發射電腦斷層掃描 (SPECT) 或 SPECT/CT 檢查。此同位素的半衰期為 13.2232 小時;電子俘獲衰變為碲-123 時會發射出主要能量為 159 keV 的伽馬射線(這種伽馬射線主要用於成像)。在醫學應用中,輻射由伽馬相機檢測。此同位素通常以碘化物-123(陰離子形式)應用。
生產
碘-123 是在迴旋加速器中透過膠囊內的氙氣受到質子輻照而產生的。 氙-124吸收一個質子後立即失去一個中子和質子形成氙-123,或失去兩個中子形成銫-123,後者衰變為氙-123。經由任一途徑形成的氙-123都會衰變為碘-123,並在製冷條件下被捕獲在輻照艙的內壁上,然後在鹵素歧化反應中用氫氧化鈉洗脫,類似於在通過中子輻射從氙形成碘-125後收集它。
: (p,pn) →
: (p,2n) → →
碘-123 通常以 0.1 M 氫氧化鈉 溶液中的 []-碘化鈉形式提供,同位素純度為 99.8%。
用於醫療應用的123I 也是在橡樹嶺國家實驗室透過質子迴旋加速器轟擊 80% 同位素濃縮度的碲-123 而生產的。
: (p,n)
衰變
詳細的衰變機制是電子捕獲(EC)形成近乎穩定的核素碲-123的激發態(它的半衰期非常長,因此在所有實際用途中都被認為是穩定的)。產生的 123Te 的激發態不是 亞穩態核異構體 123mTe(123I 的衰變不需要足夠的能量來產生 123mTe),而是 123Te,或(13% 的時間)經由內部轉換電子發射(127 keV)衰變, 隨後平均有 11 個俄歇電子以極低的能量(50-500 eV)發射。後一個衰變通道也產生基態123Te。尤其由於內部轉換衰變通道的存在,123I 並不是絕對純的伽馬射線發射體,儘管臨床上有時認為它是純伽馬射線發射體。
一項研究發現,放射性同位素產生的俄歇電子對細胞的損傷很小,除非放射性核素直接以化學方式結合到細胞DNA中,但目前使用123I作為放射性標記核素的放射性藥物並非如此。由於此同位素的半衰期相對較短,因此可以緩和來自123Te 初始衰變中更具穿透力的伽馬輻射和 127 keV 內部轉換電子輻射所造成的損傷。
醫療應用
123I是最適合用於甲狀腺疾病診斷研究的碘同位素。大約 13.2 小時的半衰期對於 24 小時碘攝取試驗來說是理想的,並且 123I 對於甲狀腺組織和甲狀腺癌轉移的診斷成像還有其他優勢。光子的能量為 159 keV,對於目前伽馬相機的 NaI(碘化鈉)晶體探測器以及針孔準直器來說是理想的。它的光子通量比131I大得多。對於相同的給藥劑量,它的計數率大約是131I的20倍,而對甲狀腺的輻射負擔卻遠低於(1%)131I。此外,由於此同位素的輻射負荷較低,使用123I掃描甲狀腺殘留物或轉移病灶不會引起組織「震驚」(失去吸收)。 基於同樣的原因,123I 從未用於甲狀腺癌或 葛瑞夫茲氏病 的“治療”,而這一作用僅保留給 131I。
123I 以碘化鈉 (NaI) 的形式提供,有時在鹼性溶液中它以遊離元素的形式溶解。患者可以透過膠囊形式服用藥物,也可以透過靜脈注射,或(不太常見,因為涉及溢出問題)飲料服用藥物。碘被甲狀腺吸收,然後使用伽馬相機獲取甲狀腺的功能影像以進行診斷。可以對甲狀腺進行定量測量來計算碘吸收量,以診斷甲狀腺功能亢進和甲狀腺功能減退症。
劑量可能有所不同; 建議用於甲狀腺成像 對於全身,吸收測試可能使用。 有研究表明,由於製劑中存在雜質,給定劑量可能產生原本更高劑量的效果。 無法耐受含有較大濃度穩定碘的造影劑(如用於 CT 掃描、靜脈腎盂造影 (IVP) 和類似影像診斷程序)的個體通常可以耐受放射性碘 123I 的劑量。碘不是過敏原。
(left), gastric and oral mucosa, salivary glands, arterial walls, ovary and thymus. In the thyroid gland, I-concentration is more progressive, as in a reservoir (from 1% after 30 minutes, and after 6, 20 h, to 5.8% after 48 hours, of the total injected dose).(Venturi, 2011)]]
123I 也可用作其他成像放射性藥物的標記,例如間碘芐胍 (MIBG) 和碘氟烷。
預防措施
去除放射性碘污染可能很困難,建議使用專門去除放射性碘的淨化劑。兩種專為機構使用而設計的常見產品是 Bind-It 和 I-Bind。 一般放射性淨化產品通常不適用於碘,因為它們只會擴散或揮發碘。
參見
- 碘的同位素
- 碘-131
參考資料
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