Jod-125

izotop jódu

Jod-125 (125I) je radioizotop jodu, používaný v nukleární medicíně a při radioterapii, na léčbu například nádorů prostaty a mozku. Je to, po jodu-129, druhý nejstabilnější radioizotop jodu.

Přeměňuje se s poločasem 59,49 dne záchytem elektronu na excitovaný stav telluru-125; nejedná se o metastabilní 125mTe, nýbrž o stav s nižší energií, dále se přeměňující vyzářením gama fotonu s maximální energií 35 keV. Část přebytečné energie 125Te se uvolní vnitřní přeměnou, kde uniklé elektrony mají také energie 35 keV, nebo rentgenovým brzdným zářením těchto elektronů a také 21 Augerovými elektrony, které mají energie mezi 50 a 500 elektronvolty.[1] Konečným produktem je stabilní 125Te.

V lékařských využitích nezpůsobují vnitřní přeměna ani Augerovy elektrony větší škody mimo buňky, ve kterých se nacházejí atomy tohoto izotopu. Rentgenové a gama záření má dostatečně nízkou energii, aby se dostala větší dávka do sousedních tkání (podobné využití má i palladium-103).[2]

Vzhledem k poměrně dlouhému poločasu přeměny a nízké energii vyzařovaných fotonů, zjistitelných krystalovými detektory, je 125I vhodný k izotopovému značkování protilátek a v jiných podobných procesech zahrnujících bílkoviny mimo tělo. Tyto vlastnosti jej také činí využitelným pro brachyterapii a při zobrazování v nukleární medicíně, kde se navazují na albumin nebo fibrinogen a mají delší poločas než 123I , potřebný pro diagnostické či laboratorní procedury trvající několik dnů.

Jod-125 lze použít na zobrazování štítné žlázy, kde je ale vhodnější jod-123, protože lépe proniká tkání a má kratší poločas přeměny (13 hodin). 125I se používá na sledování ledvin u pacientů s poruchami jejich funkce. Také má využití při brachyterapii nádorů. Na radioterapeutickou ablaci tkání absorbujících jod, jako je štítná žláza, je vhodnější jod-131, který vydává záření β.

Při výzkumu imunity rostlin slouží 125I jako radioznačkovač ligandů za účelem určování receptorů, na které se navazují.[3]

125I se vytváří záchytem elektronu125Xe, umělého izotopu xenonu, vznikajícího záchytem neutronu ze stabilního 124Xe, s přirozeným výskytem kolem 0,1 %. Vzhledem ke krátkému poločasu je výskyt 125I v přírodě prakticky nulový.

Výroba editovat

125I vzniká v reaktorech a je dostupný ve velkých množstvích. Vzniká následující dvojicí reakcí:

124Xe (n,γ) → 125mXe (57 s) → 125I (59,4 d)
124Xe (n,γ) → 125gXe (19.9 h) → 125I (59,4 d)

Terč je tvořen přírodním xenonem obsahujícím průměrně 0,0965 molárních % 124Xe, ze kterého vzniká záchytem neutronu 125I. Hromadí se v kapslích ze slitiny zirkonia průchozí pro neutrony za tlaku kolem 10 MPa. Po ozáření terče pomalými neutronyjaderném reaktoru se vytvoří několik radioizotopů xenonu; pouze 125Xe však vytvoří 125I. Zbylé izotopy se přemění na stabilní formy xenonu nebo na izotopy cesia, z nichž jsou některé, jako například cesium-135 a cesium-137, radioaktivní.

Příliš dlouhé ozařování neutrony není vhodné. Jod-125 má účinný průřez pro záchyt neutronů 900 barnů a po dlouhém ozařování se část 125I přemění na 126I, který podléhá přeměnám beta plus a beta minuspoločasem 12,9 dne[4], a není tak lékařsky využitelný. Vhodná doba ozáření činí několik dnů. Vzniklý plyn se následně nechá 3 až 4 dny dále přeměňovat, čímž se odstraní nežádoucí radionuklidy s krátkým poločasem a umožní se přeměna vzniklého xenonu-125 (s poločasem 17 hodin) na jod-125.

Izolace radiojodu se provede tak, že se kapsle nejprve ochladí (čímž se na její vnitřní stěně usadí jod) a zbylý xenon se vypustí a obnoví k dalšímu využití. Vnitřní stěny kapsle se propláchnou zředěným roztokem hydroxidu sodného, který vytvoří rozpustné jodidové (I) a jodnanové (IO) ionty reakcí odpovídající běžné disproporcionaci halogenů v zásaditých roztocích. Případné atomy cesia přítomné v roztoku se zoxidují a oddělí ve vodě jako cesné ionty (Cs+). Odstranění případných příměsí 135Cs a 137Cs probíhá pomocí iontoměniče, který zamění Cs+ za jiné neradioaktivní kationty. Radiojod zůstane v roztoku jako jodid a jodnan.

Dostupnost a čistota editovat

Jod-125 je dostupný jako zředěný roztok v hydroxidu sodném, kde se vyskytuje jako jodid nebo jodnan sodný. Měrná aktivita roztoků se pohybuje kolem 11 GBq/ml a specifická aktivita převyšuje 75 GBq/µmol (7,5*1016 Bq/mol). Chemická a radiochemická čistota je vysoká. Velmi dobrá bývá i radionuklidová čistota; určitým příměsím 126I (t1/2 = 12,9 d) se vzhledem k výše uvedenému záchytu neutronů vyhnout nelze. Přípustný obsah 126I (který zkresluje výpočet dávky při brachyterapii) je 0,2 molárních % celkového jodu (zbytek tvoří 125I).

Vlastnosti radioaktivní přeměny editovat

Podrobný mechanismus přeměny na stabilní tellur-125 zahrnuje několik kroků, kde prvním je záchyt elektronu. Následuje posloupnost deexcitací elektronů, kdy se elektronové díry přesouvají směrem k valenčním orbitalům. Součástí procesu je řada Augerovských přeměn, kde každá navyšuje stupeň ionizace atomu. Záchytem elektronu se vytvoří jádro telluru-125 v excitovaném stavu, který má poločas přeměny 1,6 ns a vyzáří gama foton nebo projde vnitřní přeměnou, kdy se uvolní elektron; tento foton i elektron mají energii 35,5  keV. Poté následuje podobná řada přeměn a nuklid přejde do základního stavu. Během celého procesu se průměrně uvolní 13,3 elektronů (z toho 10,3 Augerových), většinou s energiemi pod 400 eV.[5] Vnitřní přeměna a Augerovy elektrony nezpůsobují výraznější poškození buněk, pokud radionuklid není chemicky navázán na DNA, k čemuž u radiofarmak obsahujících 125I jako radioaktivní značkovač nedochází.[6]

Podobně jako u jiných radioizotopů jodu lze nechtěnému příjmu jodu-125 v těle (především ve štítné žláze) zamezit podáním stabilního jodu-127 ve formě jodidu;[7][8] obvykle jde o jodid draselný (KI).[9] Preventivní podávání KI bez lékařského dohledu ovšem může narušit běžnou funkci štítné žlázy.

Odkazy editovat

Reference editovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Iodine-125 na anglické Wikipedii.

  1. Comparison of radiotoxicity of radioiodine isotopes[nedostupný zdroj]
  2. I-125 vs. Pd-103 for permanent prostate brachytherapy accessed June 22, 2010.
  3. Freddy Boutrot; Cyril Zipfel. Function, Discovery, and Exploitation of Plant Pattern Recognition Receptors for Broad-Spectrum Disease Resistance. Annual Review of Phytopathology. 2017-08-04, s. 257–286. ISSN 0066-4286. DOI 10.1146/annurev-phyto-080614-120106. 
  4. https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/chartNuc.jsp
  5. E. Pomplun; J. Booz; D. E. Charlton. A Monte Carlo simulation of Auger cascades. Radiation Research. 1987, s. 533. ISSN 0033-7587. DOI 10.2307/3576938. 
  6. V. R. Narra; R. W. Howell; R. S. Harapanhalli; K. S. Sastry; D. V. Rao. Radiotoxicity of some iodine-123, iodine-125 and iodine-131-labeled compounds in mouse testes: implications for radiopharmaceutical design. The Journal of Nuclear Medicine. 1992, s. 2196–2201. Dostupné online. PMID 1460515. 
  7. P. V. Harper; W. D. Siemens; K. A. Lathrop; H. E. Brizel; R. W. Harrison. Iodine-125. Proceedings of the Conference on Advances in Radioactive Isotope Science. 1961. 
  8. Michigan State University (October 2013). Radiation safety manual, Environmental Health & Safety, see I-125, p. 81
  9. NCRP Report 161 Management of persons contaminated with radionuclides – National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) – Bethesda, MD [online]. [cit. 2019-11-03]. Dostupné online. 

Související články editovat