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正电子放射性核素的制备及其在药学领域中的应用唐刚华（第一军医大学南方医院南方PET中心，广东广州510515）摘要：正电子放射性核素（如11C，15O，18F等）主要由回旋加速器通过核反应制备，正电子放射性核素经放射化学合成可制备各类正电子显像剂或正电子标记物，正电子显像剂或正电子标记物结合正电子发射断层（PET）显像已广泛用于神经精神系统、心血管系统及肿瘤等疾病的研究，也是药物研究的重要工具。
主要概述回旋加速器的工作原理、正电子放射性核素的制备及其在药学领域中的应用。
近年来，正电子发射断层（PET）显像及PET药物在世界范围内得到了飞速的发展，正电子放射性核素需求量不断增加。
正电子放射性核素主要是由回旋加速器生产，从1930年Lawrence研制成功第一台回旋加速器以来，回旋加速器在数量和质量方面得到了很大的发展和提高，为PET显像、PET药物及药物研究的蓬勃发展奠定了基础。
1 回旋加速器的工作原理1929年劳伦斯提出回旋加速器理论，次年第一台回旋加速器研制成功。
其基本原理是带电粒子在磁场中作圆周运动，采用交变电极的方法，使粒子在较低电压下通过多次加速获得很高的动能。
其工作原理示意图见图1。
待加速的正粒子或负粒子由离子源S产生，产生的各种带电粒子将向着带异种电荷的D型电极盒（如A）运动。
进入D型电极盒A内的粒子不再受电场的影响，而垂直于D型电极盒A平面的磁场将迫使带电粒子在圆形轨道上运行，使其保持在一定轨道上运行。
当带电粒子到达电极盒A和B间隙时，电极盒的极性发生改变，粒子再次加速至另一电极盒B。
此时，带电粒子被加速、获得更大的能量并通过更大的轨道半径运行，射频震荡器将随着带电粒子通过电极间隙而相应调整D型电极盒的极性。
每当带电粒子穿过D型电极盒A、B间的间隙时，带电粒子将被加速一次获得更大的速度和能量，D型盒内的圆周运动半径也增大一次。
其能量增量ΔE 等于带电粒子电荷q 和A、B间间隙电位差UAB的积。
医用回旋加速器医用回旋加速器是粒子加速器”的一种，其设计、制造的理论基础是拉摩尔定律和劳伦斯回旋加速理论。
现代回旋加速器则结合了托马斯提出的磁场强度随方位角变化的AVF原理，采用规律变化的磁场系统，修正粒子加速过程中的相位移动、相对速度减慢和粒子回旋频率变化等，提高粒子加速效率和聚焦度。
中文名拉摩尔定律和劳伦斯回旋加速理论目录1. 1简介2. 2医用回旋加速器工作原理3. 3经典劳伦斯(wrenee) 回旋加速器1. 4托马斯(L.H.Thomas)等时性回旋加速器2. 5医用回旋加速器分类1. 6技术进展简介编辑PET/CT(Positron emission computed tomography/CT ，正电子发射型计算机断层显像/X线CT显像仪)利用图像融合技术，综合了PET功能、分子代谢影像与CT精细解剖影像的优势，结合正电子放射性核素标记的多种分子探针的应用，在恶性肿瘤早期诊断与肿瘤分期分级、临床疗效评估与随访监测，良、恶性病变鉴别，协助临床治疗方案决策和放疗生物靶区确定，以及探索肿瘤生物学特征等方面具有极为重要的作用，在心脑血管疾病、神经变性性疾病、癫痫等的诊断、评估等方面有独特价值，在临床的应用不断增加。
标记各种分子探针所必需的正电子放射性核素如18F（氟-18）、11C（碳-11）、13N（氮-13）等的半衰期一般都很短，依赖于医用回旋加速器即时生产制备。
随着我国PET/CT应用的迅速发展，对医用回旋加速器的需求也快速增长，据2010年全国调查，国内医用回旋加速器需求的年增长率达两位数⑴。
医用回旋加速器工作原理编辑回旋加速器是粒子加速器”的一种，其设计、制造的理论基础是拉摩尔定律和劳伦斯回旋加速理论。
现代回旋加速器则结合了托马斯提出的磁场强度随方位角变化的AVF原理, 采用规律变化的磁场系统，修正粒子加速过程中的相位移动、相对速度减慢和粒子回旋频率变化等，提高粒子加速效率和聚焦度。
回旋加速器的应用和原理1. 简介回旋加速器是一种常见的粒子加速器，广泛应用于物理研究、医疗和工业等领域。
本文将介绍回旋加速器的基本原理和其在不同领域的应用。
2. 原理回旋加速器的基本原理是利用电场和磁场的相互作用，使得带电粒子在这些场中不断加速，并保持在一个特定的轨道上运动。
下面是回旋加速器的基本原理：•加速器环形结构：回旋加速器通常采用环形结构，由多个加速腔、磁铁和电场装置组成。
粒子在环形结构内不断被加速和聚焦，以保持在轨道中运动。
•磁场加速：加速器中的磁铁产生强磁场，使得带电粒子在磁场中偏转，并在运动过程中获得动能。
磁场的方向和强度会根据粒子种类和加速要求进行调节。
•电场聚焦：加速器中的电场装置产生因电场而产生的力，用于将粒子聚焦在一个特定的轨道上，以防止粒子离开加速器。
•RF加速：回旋加速器中的加速腔产生高频电场，以提供额外的能量给带电粒子。
这样，粒子就能够不断被加速，最终达到所需的能量和速度。
3. 应用3.1 物理研究回旋加速器在物理研究领域有广泛的应用。
主要用于以下几个方面：•粒子物理学：回旋加速器可以用于粒子物理学的实验，以研究基本粒子的性质和相互作用。
例如，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）就是一种回旋加速器，被用于发现希格斯玻色子等重要粒子。
•核物理学：回旋加速器也可以用于核物理学的研究。
通过将带电粒子加速到高能量，科学家们可以探索原子核结构、核衰变、核反应等核物理现象。
•材料科学：回旋加速器还可以用于材料科学的研究。
通过控制粒子束的能量和强度，科学家们可以模拟材料在极端环境下的行为，用于材料性能的研究和改良。
3.2 医疗回旋加速器在医疗领域也有重要应用。
主要用于以下几个方面：•放射治疗：回旋加速器可以产生高能量的带电粒子束，用于放射治疗。
这些粒子束可以精确瞄准肿瘤组织，将荷电粒子的辐射剂量直接输送给肿瘤，最大限度地减少健康组织的损伤。
•放射性同位素生产：回旋加速器还可以用于生产放射性同位素，用于医学诊断、治疗和研究等方面。
医疗机构制备正电子类放射性药品管理暂行规定关于印发医疗机构制备正电子类放射性药品管理暂行规定的通知国药管安[2000]496号2年1月19日发布各省、自治区、直辖市药品监督管理局、卫生厅(局)：随着医疗事业的发展，医疗机构设置PET中心(正电子发射断层仪，医用小型回旋加速器及自动合成仪)，用以制备使用含正电子类放射性核素药品的情况日益增多。
鉴于这类放射性核素的物理半衰期很短(如氟［18F］T1/2=110分钟，碳［11C］T1/2=20分钟等)，大部分需要在医疗机构内自行制备，然后合成放射性药品供病人使用，因此，必须加强此类药品的管理。
根据《中华人民共和国药品管理法》和《放射性药品管理办法》等有关规定，现下达《医疗机构制备正电子类放射性药品管理暂行规定》，请转发有关单位遵照执行。
国家药品监督管理局中华人民共和国卫生部二○○○年十月十九日《医疗机构制备正电子类放射性药品管理暂行规定》第一条根据《中华人民共和国药品管理法》、《放射性药品管理办法》的有关规定，结合制备、使用正电子类放射性药品的医疗机构(简称PET中心)的实际情况，制定本暂行规定。
第二条PET中心系指配备正电子发射断层仪、医用小型回旋加速器及自动合成装置的医疗机构。
第三条凡制备正电子类放射性药品的医疗机构必须遵守本规定。
第四条PET中心制备正电子类放射性药品必须具有第三类《放射性药品使用许可证》。
第五条PET中心制备正电子类放射性药品应向国家药品监督管理局安全监管司和所在地省级药品监督管理局备案。
第六条正电子类放射性药品的制备需经本单位药事委员会审核同意。
研制的新药如已有国家药品质量标准的，应不低于该标准；如无国家标准，应将起草的标准报国家授权的药检所复核。
第七条PET中心负责人应具有较全面的核医药学专业知识，并具高级技术职称；具有专门从事加速器、自动合成仪运行、保养的专业人员；具有药品质量控制与检验的人员。
第八条PET中心的环境应符合国家有关辐射防护的规定。
2019年2月海峡科学February 2019 第2期总第146期 Straits Science No.2, Total 146th 某医用回旋加速器系统验收监测与监督性监测数据比较许起惠（福建省辐射环境监督站，福建 福州 350003）[摘要] 通过比较医用回旋加速器系统验收监测数据与监督性监测数据，直观地观察该回旋加速器系统在不同工况下的辐射防护设备与设施运行状况，为日常监督管理和辐射事故应急提供基础数据。
[关键词] 医用回旋加速器 环境辐射监测 监督性监测[中图分类号]X837 [文献标识码] A [文章编号]1673-8683(2019)02-0038-031 概述近年来，随着肿瘤的早期诊断和治疗后残留肿块的鉴别需求量越来越大，核医学学科不断发展，分子显像越来越多被应用到临床，PET/CT已在全球临床医学领域得到广泛应用，正电子示踪剂是实施PET检查的先决条件，而要生产PET检查所需示踪剂的放射性核素，医用回旋加速器是必需设备，起着至关重要作用。
某公司现使用的住友牌SumitomoHM10型回旋加速器，可生产放射性药物18F，是福建省内最大的18F 放射性药物供货公司。
根据国家有关环保法律法规对建设项目竣工环境保护验收的有关规定和要求，该项目于2014年通过环境保护竣工验收审批。
2017—2018年，根据计划对该回旋加速器系统开展每年一次的监督性监测。
本文通过比较验收监测数据与监督性监测数据，直观地观察该回旋加速器系统在不同工况下的辐射防护设备与设施运行状况，为日常监督管理和辐射事故应急提供基础数据。
2 监测标准与方法该项目为生产18F的乙级放射性物质工作场所，公众剂量约束执行0.1mSv/a，职业人员剂量约束执行5mSv/a。
工作人员体表、内衣、工作服、工作场所的设备和地面等表面放射性污染的控制水平应遵循附录B （标准的附录）B2所规定的限制要求，详见表1。
按照《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T14583 -93）和《辐射环境监测技术规范》（HJ/T61-2001）中的监测方法和布点原则的要求，结合现场条件，全面、合理布点，重点考虑探伤室周围工作人员长时间工作的场所和其他公众可能到达的场所。
医用回旋加速器生产正电子核素的质量控制陈泽龙（南京军区福州总医院，福州３５００２５）摘要提出了要想做好医用回旋加速器的质量控制，保证回旋加速器良好稳定的运行，提供足额且符合要求的正电子核素，就要做好回旋加速器的维护保养工作，同时，要注重技术人员的操作培训和质控意识养成，并将维修和备件的供应列入回旋加速器的质控项目。
关键词回旋加速器；正电子核素；质量控制［中图分类号］ＴＨ７７４［文献标志码］Ｂ［文章编号］１００３－８８６８（２００８）０４－０１０１－０３ＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｅｄｉｃａｌＣｙｃｌｏｔｒｏｎＰｒｏｄｕｃｉｎｇＰｏｓｉｔｒｏｎＩｓｏｔｏｐｅＣＨＥＮＺｅ－ｌｏｎｇ（ＦｕｚｈｏｕＧｅｎｅｒａｌＨｏｓｐｉｔａｌ，ＮａｎｊｉｎｇＭｉｌｉｔａｒｙＡｒｅａＣｏｍｍａｎｄ，Ｆｕｚｈｏｕ３５００２５，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＭｅｄｉｃａｌｃｙｃｌｏｔｒｏｎｓｕｐｐｌｉｅｓｔｈｅｐｏｓｉｔｒｏｎｉｓｏｔｏｐｅｆｏｒＰＥＴｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆＱＡｆｏｒｍｅｄｉｃａｌｃｙｃｌｏｔｒｏｎｉｓｔｏｋｅｅｐｔｈｅｃｙｃｌｏｔｒｏｎｗｏｒｋｗｅｌｌ，ｓｏｉｔｃａｎｓｕｐｐｌｙｅｎｏｕｇｈａｎｄｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｐｏｓｉｔｒｏｎｉｓｏｔｏｐｅ．Ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｄｏｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｓｅｒｖｉｎｇｏｆｔｈｅｃｙｃｌｏｔｒｏｎ．Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅａｔｔａｃｈｅｄｔｏｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｏｐｅｒａｔｏｒｓ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｒｅｐａｉｒｉｎｇｗｏｒｋａｎｄｔｈｅｓｕｐｐｌｙｏｆｓｐａｒｅｐａｒｔｓａｒｅａｌｓｏｉｍｐｏｒｔａｎｔ．［ＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪｏｕｒｎａｌ，２００８，２９（４）：１０１－１０２，１０５］Ｋｅｙｗｏｒｄｓｃｙｃｌｏｔｒｏｎ；ｐｏｓｉｔｒｏｎｉｓｏｔｏｐｅ；ｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ正电子显像剂是实施ＰＥＴ显像的先决条件之一，这些正电子显像剂大多使用１１Ｃ、１３Ｎ、１５Ｏ和１８Ｆ等正电子核素进行标记。
实用文档正电子放射性药物 18F-FDG 的制备和质量控制薛方平 张政伟 吴平 石彬正电子放射性药物的研究和应用是PET 发展的重要基石，近年来我国在该领域的发展很快，尤其是18F-FDG 的生产和制备。
我们中心按照国家《医疗机构制备正电子类放射性药品管理规定》和《药品生产质量管理规范》（GMP ）的要求，制定了严格的生产管理制度和标准操作规范。
一、18F-FDG 的制备18F-FDG制备通过自动化化学合成模块（chemistry process control unit ，CPCU ），采用软件控制自动合成。
合成方法是以1,3,4,6-四-氧-乙酰基-2-氧-三氟甲烷磺酰基-β-D-吡喃甘露糖（简称三氟甘露糖）为原料，在相转移催化剂Kryptofix2.2.2(氨基聚醚2.2.2)促进下， 18F 离子与三氟甘露糖2位上的羟基发生亲核取代反应，生成18F-FDG 保护型的前体，经酸或碱水解脱去乙酰保护基得到18F-FDG 。
CH CN/ AcOOAcO18F18F3AcOAcOAcOO18FOHOAcO18HOOHAcO我们先后使用过CTI公司、北京派特生物公司和住友公司的合成模块。
以我们目前使用的北京派特公司18F-FDG模块(PET-FS-Ⅲ型)为例介绍单管法制备过程，合成过程一般可分为：共沸蒸发、亲核取代、水解去保护、纯化处理及无菌过滤等步骤。
共沸蒸发：加速器生产的含18F－的靶水被氮气加压传出后，通过预先活化的QMA柱，18F －被吸附在柱上，用Kryptofix 2.2.2/ K2CO3洗脱液1.5ml洗脱至反应管内，115℃风浴蒸发，然后加入2ml无水乙腈，继续蒸发至干。
亲核取代：将25mg三氟甘露糖溶解于1ml乙腈加入到反应管，在85℃进行亲核取代反应。
水解去保护：亲核取代反应结束后，加入0.33M氢氧化钠溶液2ml水解2min去除乙酰保护基，然后加入1M HCl溶液1.5ml进行中和。
【医用回旋加速器】详细说明近年来,随着核医学科建设的不断发展壮大,分子显像越来越多的应用到临床。
PET/CT 已在全球临床医学领域得到广泛应用。
正电子示踪剂是实施PET检查的先决条件,而要生产PET检查所需示踪剂中的放射性核素,医用回旋加速器是必需设备,起着至关重要的作用。
回旋加速器生产正电子示踪剂的基础理念就是利用P/N(质子/中子)反应,用高能量的质子轰击靶原子核,将其中一个中子击出,质子留下,形成半衰期很短的新原子核。
经过放化合成系统,通过化学反应,将新原子核标记到生理性代谢物质上(如葡萄糖、氨基酸、胆碱等),生成P ET检查所需的示踪剂。
设备主要特点：（1）一键化操作：该设备整合了一套同位素发射器，基于显微放射化学技术和自动化质量控制，为生成PET示踪剂标记提供了有效、便捷的工具。
Ø简单的图形用户操作界面，可以导航客户对于设备的操作；Ø嵌入式生产和自动化质量控制处理，使得对于操作人员的专业要求最小化；Ø确保已有的技术人员能够快速、熟练的操作设备，并进行PET示踪剂标记；（2）小型化设计理念：全新自屏蔽系统，占地小，低功率；Ø一个完整PET示踪剂标记实验室，占地约30平方米；Ø自屏蔽回旋加速器和显微化学系统，将辐射降到最低；Ø运行维护成本低；（3）高效率、低成本、快速制备：Ø对于一个用户，可实现单次剂量制备；ØFDG工业剂量的快速生产；Ø耗材：剂量合成卡和试剂盒；Ø低设施要求；Ø有效的降低运行成本；（4）灵活、适用性强：适用于临床和科学研究；对于目前的临床需要，可实现临床P ET 示踪剂标记、FDG，也可用于将来放射性同位素研究。
Ø一个FDG剂量的单次剂量生产，每隔30分钟；ØF-18、C11生产；Ø先进的F-18标记功能；（5）低辐射：更低的能量使得该设备对环境、用户或操作人员的辐射更低，同时自屏蔽系统更是降低了这种影响。
放射性药品的制备、质控及记录制度
放射性药品时特殊的药品，必须有专人管理、采购并进行登记。
对不同类型的放射性药品进行不同类别的管理，依次分成三个级别的管理，即高毒性核素药品（如131I和治疗类的125I粒子）、中毒性核素药品和低毒性核素药品（如99m Tc标记的系列放射性药品及加速器生产的药物）的管理。
本中心主要使用中毒性核素的正电子类药品，故应遵守如下的制度：
1、生产放射性药物的原料从有资质的固定供应商购买。
2、产量根据预约登记的受检人数，由回旋加速器和药物生产组主管决定生产数量。
3、显像组主管确定的显像类别，由药物生产主管确定其产量和生产时间。
4、生产计划双方主管签字确认，科主任审批，归档保存。
5、生产放射性药品人员应严格执行标准的SOP进行操作，并详细记录生产记录报告（制备日志），对当天生产过程中所使用的物料和所发生的一切现象做详细记录，上报主管签字永久存档。
专 论FEATURES引言医用回旋加速器用于医院生产正电子放射性核素，主要有C、N、O、F等组成生命的基本元素的同位素，这些同位素与不同的药物前体结合最终合成PET/CT检查需要的正电子药物[1]。
随着PET/CT检查技术的广泛普及，PET/ CT检查的独特优势也为临床医生普遍接受，PET/CT检查的需求不断增加，这就需要有稳定、足量、能够满足不同检查需求的正电子放射性药物的支持。
实现这一重要支持的主要设备就是医用回旋加速器[2]，并且随着PET/MR在临床上的使用[3-4]，医用回旋加速器的作用将更加凸显。
如何保证医用回旋加速器的平稳运行，保证正电子放射性核素产量稳定，降低设备故障率、提高开机率成为一项重要的工作，这就要求做好医用回旋加速器的系统维护和保养。
医院使用的回旋加速器属于小型回旋加速器，其加速的粒子能量较低，例如GE PETtrace回旋加速器加速氢核能量为16.4 MeV，但是医用回旋加速器的运行包含了水、电、气的协同运作，系统复杂精细[5]，需要操作者的精心维护，做好质量控制，才能够保证设备的正常运行，根据质量控制的周期和性质，可将其分为日常维护和保养、阶段性维护和保养以及不定期维护和保养。
1 日常维护和保养回旋加速器系统结构复杂，根据功能不同可细分为靶系统、离子源系统、真空系统、水冷系统、射频系统、磁场系统、萃取系统、诊断系统和自屏蔽系统；设备运行过程中涉及作为离子源气体的氢气、传送靶水和冷却用的氦气等；设备各个系统正常运行需要复杂精密的电子控制柜以及射频高压电路等正常工作，因此日常维护和保养对于保证回旋加速器的正常运行十分重要。
医用回旋加速器系统维护与保养策略分析探讨陈泽龙，陈自谦，许尚文，肖慧，钟群，付丽媛联勤保障部队第九〇〇医院（原南京军区福州总医院）医学影像中心，福建福州 350025[摘 要] 医用回旋加速器是医院生产正电子放射性药物的主要设备，系统复杂精细，需要精心的维护。
医用回旋加速器质量控制与安全策略探讨陈泽龙;陈自谦;倪萍【摘要】医用回旋加速器为临床PET/CT检查提供正电子放射性核素,做好回旋加速器的质量控制和安全防护就是要保证回旋加速器良好稳定的运行,保证安全生产,从而提供足额且符合要求的正电子核素,这就要求做好回旋加速器的维护保养工作,同时要注重技术人员的操作培训和质量控制意识的养成,维修和备件的供应也列入回旋加速器的质控项目.本文总结了医用回旋加速器各结构维护和保养的方法,阐述了对技术人员进行操作培训,培养质量控制意识的重要性.%Medical cyclotron supplies positron radionuclide to PET/CT examination. The purpose of QC and protection of radiation for medical cyclotron was to keep the cyclotron work well and insure safe production. This paper summarizes the maintenance methods of medical cyclotron, and expounds on the importance of quality control.【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2011(026)002【总页数】4页(P15-17,7)【关键词】回旋加速器;正电子核素;质量控制;辐射安全【作者】陈泽龙;陈自谦;倪萍【作者单位】南京军区福州总医院医学影像中心,福建,福州,350025;南京军区福州总医院医学影像中心,福建,福州,350025;南京军区福州总医院医学工程科,福建,福州,350025【正文语种】中文【中图分类】TL54+2正电子显像剂是实施PET显像的先决条件之一，这些正电子显像剂大多使用11C，13N，15O和18F等正电子核素进行标记。
