Fluorine-18

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

Fluorine-18 (18F, also called radiofluorine) is a fluorineradioisotope which is an important source of positrons. Its half-life is 109.734 minutes, less than two hours, and one of the shortest of radioisotopes with use outside research. It decays by positron emission 96.7% of the time and electron capture 3.3% of the time. Both modes of decay yield stable oxygen-18.

Natural occurrence

18F is a cosmogenictrace radioisotope produced by spallation of atmospheric argon or by reaction of protons with oxygen-18 in the air: 18O + p → 18F + n.[5]

Synthesis

In the radiopharmaceutical industry, fluorine-18 is made using either a cyclotron or linear particle accelerator to bombard a target, usually of natural or enriched [18O]water[6] with high energy protons (typically ~18 MeV). The fluorine produced is in the form of a water solution of [18F]fluoride, which is then used in a rapid chemical synthesis of various radiopharmaceuticals; this must be done after the fluorine is produced as chemical bonds would be destroyed by the production (radiolysis).

History

First published synthesis and report of properties of fluorine-18 were in 1937 by Arthur H. Snell, produced by the nuclear reaction of 20Ne(d,α)18F in the cyclotron laboratories of Ernest O. Lawrence.[7]

Chemistry

Fluorine-18 is often substituted for a hydroxyl group(–OH) in a radiotracer parent molecule, due to similar steric and electrostatic properties. This may however be problematic in certain applications due to possible changes in the molecule polarity.

Applications

Fluorine-18 is one of the early tracers used in positron emission tomography (PET), having been in use since the 1960s.[8] Its significance is due to both its short half-life and the emission of positrons when decaying. A major medical use of fluorine-18 is: in positron emission tomography (PET) to image the brain and heart; to image the thyroid gland; as a radiotracer to image bones and seeking cancers that have metastasized from other locations in the body and in radiation therapy treating internal tumors.

تشمل المواد المتتبعة فلوريد الصوديوم، الذي يُعدّ مفيدًا في تصوير الهيكل العظمي نظرًا لامتصاصه العالي والسريع في العظام، مصحوبًا بتصفية سريعة جدًا من الدم، مما ينتج عنه نسبة عالية بين العظام والخلفية في وقت قصير [ 9 ]. كما تشمل أيضًا فلوروديوكسي جلوكوز (FDG)، حيث يحلّ الفلور -18 محلّ مجموعة هيدروكسيل . وتتيح كيمياء الديوكسابورولان الجديدة وسم الأجسام المضادة بالفلوريد المشع ( 18F ) ، مما يسمح بتصوير السرطان باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) . [ 10 ] يستخدم نظام الإبلاغ المشتق من الإنسان ، والمعدل وراثيًا ، والباعث للبوزيترونات ، والمتألق ( HD-GPF) بروتينًا بشريًا، PSMA ، غير مُثير للمناعة، وجزيئًا صغيرًا باعثًا للبوزيترونات ( 18F ) ومتألقًا، للتصوير ثنائي النمط PET والتصوير الفلوري للخلايا المعدلة جينيًا، مثل الخلايا السرطانية ، أو خلايا CRISPR/Cas9 ، أو خلايا CAR T ، في فأر كامل. [ 11 ] تم اختبار الجزيء الصغير ثنائي النمط الذي يستهدف PSMA على البشر، وقد حدد موقع سرطان البروستاتا الأولي والنقيل ، والاستئصال الموجه بالتألق للسرطان، والكشف عن الخلايا السرطانية المفردة في هوامش الأنسجة. [ 12 ]

مراجع

  1. ↑ كونديڤ، إف جي؛ وانغ، إم؛ هوانغ، دبليو جي؛ نعيمي، إس؛ أودي، جي. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. ↑ وانغ، مينغ؛ هوانغ، دبليو جيه؛ كونديڤ، إف جي؛ أودي، جي؛ نعيمي، إس. (2021). "تقييم الكتلة الذرية AME 2020 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع*". الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  3. ↑ أقل من طاقة التحلل الفعلية بمقدار الطاقة المنبعثة في عملية الإفناء .
  4. ↑ المركز الوطني لبيانات الطاقة النووية . "قاعدة بيانات NuDat 3.0" . مختبر بروكهافن الوطني .
  5. ↑ SCOPE 50 - علم البيئة الإشعاعية بعد تشيرنوبيل مؤرشف في 2014-05-13 في Wayback Machine ، اللجنة العلمية المعنية بمشاكل البيئة (SCOPE)، 1993. انظر الجدول 1.9 في القسم 1.4.5.2.
  6. ↑ فاولر جيه إس وولف إيه بي (1982). تخليق المتتبعات الإشعاعية الموسومة بالكربون-11 والفلور-18 والنيتروجين-13 للتطبيقات الطبية الحيوية. سلسلة العلوم النووية، الأكاديمية الوطنية للعلوم، المجلس الوطني للبحوث، دراسات، 1982.
  7. ↑ مجهول (15 يناير 1937). "محضر اجتماع باسادينا، 18 و19 ديسمبر 1936" . مجلة Physical Review ، المجلد 51 ، العدد 2. يعرض العدد 5 ملخصًا لآرثر هـ. سنيل حول اكتشاف أول نظير مُنتَج من الفلور-18: 142-150 . رمز Bibcode : 1937PhRv...51..142. doi : 10.1103 /PhysRev.51.142 . ISSN 0031-899X . 
  8. ↑ بلاو، مونتي؛ غاناترا، رامانيك؛ بيندر، ميريل أ. (يناير 1972). "الفلورايد-18 لتصوير العظام". ندوات في الطب النووي . 2 (1): 31-37 . doi : 10.1016/S0001-2998(72)80005-9 . PMID 5059349 . 
  9. ↑ أوردونيز، أ.أ.؛ ديماركو، ف.ب.؛ كلونك، م.هـ.؛ بوكالي، س.؛ جاين، س.ك. (أكتوبر 2015). "تصوير آفات السل المزمنة باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني لفلوريد الصوديوم [ 18F ] في الفئران" . التصوير الجزيئي وعلم الأحياء . 17 (5): 609-614 . doi : 10.1007/s11307-015-0836-6 . PMC 4561601. PMID 25750032 .  
  10. ↑ رودريغيز، إريك أ.؛ وانغ، يي؛ كريسب، جيسيكا ل.؛ فيرا، ديفيد ر.؛ تسين، روجر ي.؛ تينغ، ريتشارد (27 أبريل 2016). "كيمياء ديوكسابورولان الجديدة تُمكّن من توليد جزيئات حيوية متعددة الأنماط باعثة للبوزيترون [ 18F ] وفلورية [ 18F ] من الطور الصلب" . كيمياء الاقتران الحيوي . 27 (5): 1390-1399 . doi : 10.1021/acs.bioconjchem.6b00164 . PMC 4916912. PMID 27064381 .  
  11. ↑ غو، هوا؛ هاريكريشنا، كوميدي؛ فيدفياس، يوجيندرا؛ ماكلوسكي، جاكلين إي؛ تشانغ، وي تشي؛ تشين، ناندي؛ نوريلي، فؤاد؛ وو، آمي ب؛ سايمان، هلوك ب. (23 مايو 2019). " عامل فلوري باعث للبوزيترونات [ 18F ] لتصوير PMSA يسمح بالإبلاغ الجيني في الخلايا المعدلة وراثيًا والمنقولة بالتبني" . ACS Chemical Biology . 14 (7): 1449–1459 . doi : 10.1021/acschembio.9b00160 . ISSN 1554-8929 . PMC 6775626. PMID 31120734 .   
  12. ↑ أراس، عمر؛ ديميرداغ، جتين؛ كوميدي، هاريكريشنا؛ غو، هوا؛ بافلوفا، إينا؛ أيغون، أصلان؛ كارايل، إمري؛ بهليفان أوغلو، حسين؛ يين، نامي؛ كيبراينو، ناتاشا؛ تشين، ناندي (مارس 2021). "جزيء صغير، متعدد الوسائط ، التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني [ 18F ] والتصوير الفلوري يستهدف مستضد غشاء البروستات النوعي: دراسة أولية على البشر" . مجلة السرطان البولي التناسلي السريري . 19 (5): 405-416 . doi : 10.1016/j.clgc.2021.03.011 . PMC 8449790. PMID 33879400 .