Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O 123I e 131I são dois radioisótopos de iodo amplamente utilizados em medicina nuclear. O 123I é utilizado para diagnóstico através da técnica de SPECT e produzido no IPEN em cíclotron a partir da reação 124Xe (p,2n)123Cs->123Xe-> 123I. Já o 131I pode ser utilizado tanto para o diagnóstico quanto para o tratamento devido às suas características físicas de decaimento β- e sua elevada emissão de raios-γ. Sua produção no IPEN é realizada utilizando um reator nuclear a partir da reação indireta: 130Te(n, γ)->131Te->131I, onde são irradiados alvos contendo Te. Os radiofármacos preparados com estes radioisótopos passam por um rigoroso controle de qualidade onde a pureza química dos radioisótopos primários 123I e 131I está dentro dos limites estabelecidos atualmente. Entretanto, a presença de alguns contaminantes químicos prejudica a marcação de biomoléculas (anticorpos monoclonais e peptídeos) que produziriam radiofármacos de primeira geração para a área de oncologia. Com isso, o objetivo deste trabalho consiste na obtenção de um método de purificação dos radionuclídeos 123I e 131I para uma maior eficiência na marcação de biomoléculas, estabelecendo também controle do processo nos métodos de produção destes radioisótopos. A metodologia foi dividida em 3 etapas: Determinação da pureza radionuclídica através da análise de amostras de 123I e 131I no detector de germânio-hiperpuro (HPGe), determinação da pureza química de 123I e 131I através da técnica de ICP-OES e análise do comportamento de 131I em diversos adsorvedores para posterior utilização dos adsorvedores mais adequados para os testes de purificação, analisando o comportamento dos possíveis contaminantes. Quanto a pureza radionuclídica, pode-se observar a presença de radionuclídeos de Te e Co nas amostras de 131I e radionuclídeos de Te, Tc e Co para 123I. A análise de pureza química determinou a presença principalmente de Al e Mo nas amostras de 123I, provenientes do material do porta-alvo e da janela do porta-alvo e Al e Te nas amostras de 131I, provenientes da cápsula de Al utilizada na irradiação e do alvo, respectivamente. O estudo de retenção e eluição de 131I selecionou os meios adsorvedores mais promissores para sua purificação, no caso a resina catiônica Dowex 50WX4 que apresentou excelente eluição de 131I e retenção das impurezas radionuclídicas presentes em sua solução. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O 123I e 131I são dois radioisótopos de iodo amplamente utilizados em medicina nuclear. O 123I é utilizado para diagnóstico através da técnica de SPECT e produzido no IPEN em cíclotron a partir da reação 124Xe (p,2n)123Cs->123Xe-> 123I. Já o 131I pode ser utilizado tanto para o diagnóstico quanto para o tratamento devido às suas características físicas de decaimento β- e sua elevada emissão de raios-γ. Sua produção no IPEN é realizada utilizando um reator nuclear a partir da reação indireta: 130Te(n, γ)->131Te->131I, onde são irradiados alvos contendo Te. Os radiofármacos preparados com estes radioisótopos passam por um rigoroso controle de qualidade onde a pureza química dos radioisótopos primários 123I e 131I está dentro dos limites estabelecidos atualmente. Entretanto, a presença de alguns contaminantes químicos prejudica a marcação de biomoléculas (anticorpos monoclonais e peptídeos) que produziriam radiofármacos de primeira geração para a área de oncologia. Com isso, o objetivo deste trabalho consiste na obtenção de um método de purificação dos radionuclídeos 123I e 131I para uma maior eficiência na marcação de biomoléculas, estabelecendo também controle do processo nos métodos de produção destes radioisótopos. A metodologia foi dividida em 3 etapas: Determinação da pureza radionuclídica através da análise de amostras de 123I e 131I no detector de germânio-hiperpuro (HPGe), determinação da pureza química de 123I e 131I através da técnica de ICP-OES e análise do comportamento de 131I em diversos adsorvedores para posterior utilização dos adsorvedores mais adequados para os testes de purificação, analisando o comportamento dos possíveis contaminantes. Quanto a pureza radionuclídica, pode-se observar a presença de radionuclídeos de Te e Co nas amostras de 131I e radionuclídeos de Te, Tc e Co para 123I. A análise de pureza química determinou a presença principalmente de Al e Mo nas amostras de 123I, provenientes do material do porta-alvo e da janela do porta-alvo e Al e Te nas amostras de 131I, provenientes da cápsula de Al utilizada na irradiação e do alvo, respectivamente. O estudo de retenção e eluição de 131I selecionou os meios adsorvedores mais promissores para sua purificação, no caso a resina catiônica Dowex 50WX4 que apresentou excelente eluição de 131I e retenção das impurezas radionuclídicas presentes em sua solução. / The 123I and 131I are iodine radioisotopes widely used in Nuclear Medicine. The radioisotope 123I is used in diagnosis through the SPECT technique and is routinely produced at IPEN in cyclotron through the reaction: 124Xe (p, 2n) 123Cs -> 123Xe -> 123I. The radioisotope 131I is used both in diagnosis and therapy due to its physical characteristics of decay by β- and its γ-ray emissions that are softened with the use of specific collimators for diagnosis. It is routinely produced at IPEN using the nuclear reactor through the indirect reaction: 130Te (n, γ) ->131Te -> 131I, irradiating compounds containing Te. The radiopharmaceuticals prepared with these radioisotopes go through rigorous quality control tests and the chemical purity of the primary radioisotopes 123I and 131I are within the permissible limits currently defined. However, the presence of some chemical contaminants can prejudice the biomolecules labeling (monoclonal antibodies and peptides), that will produce radiopharmaceuticals of first generation to the oncology area. The aim of this work was to obtain a new purification method of these radioisotopes, allowing the labeling of biomolecules and also to established a process control on those radioisotopes. The methodology was separated on 3 steps: Evaluation of 123I e 131I radionuclidic purity using a hiperpure germanium detector, chemical purity using ICP-OES and the retention and elution study of 131I in several absorbers to choose the most appropriate for the purification tests analyzing the behavior of the possible contaminants. The radionuclidic analyses showed the presence of Te and Co on 131I samples and Te, Tc e Co on 123I samples. The chemical purity analyses showed the presence of Al and Mo in 123I, coming from the window material of the target holder and the presence of Al and Te in 131I samples, coming from the target holder and the target, respectively. The retention and elution study selected the most promising adsorber to the purification technique, in this case, the Dowex 50WX4 cationic exchange that showed an excellent 131I elution and the retention of radionuclidic and chemical impurities present in the solution.

O 123I e 131I são dois radioisótopos de iodo amplamente utilizados em medicina nuclear. O 123I é utilizado para diagnóstico através da técnica de SPECT e produzido no IPEN em cíclotron a partir da reação 124Xe (p,2n)123Cs->123Xe-> 123I. Já o 131I pode ser utilizado tanto para o diagnóstico quanto para o tratamento devido às suas características físicas de decaimento β- e sua elevada emissão de raios-γ. Sua produção no IPEN é realizada utilizando um reator nuclear a partir da reação indireta: 130Te(n, γ)->131Te->131I, onde são irradiados alvos contendo Te. Os radiofármacos preparados com estes radioisótopos passam por um rigoroso controle de qualidade onde a pureza química dos radioisótopos primários 123I e 131I está dentro dos limites estabelecidos atualmente. Entretanto, a presença de alguns contaminantes químicos prejudica a marcação de biomoléculas (anticorpos monoclonais e peptídeos) que produziriam radiofármacos de primeira geração para a área de oncologia. Com isso, o objetivo deste trabalho consiste na obtenção de um método de purificação dos radionuclídeos 123I e 131I para uma maior eficiência na marcação de biomoléculas, estabelecendo também controle do processo nos métodos de produção destes radioisótopos. A metodologia foi dividida em 3 etapas: Determinação da pureza radionuclídica através da análise de amostras de 123I e 131I no detector de germânio-hiperpuro (HPGe), determinação da pureza química de 123I e 131I através da técnica de ICP-OES e análise do comportamento de 131I em diversos adsorvedores para posterior utilização dos adsorvedores mais adequados para os testes de purificação, analisando o comportamento dos possíveis contaminantes. Quanto a pureza radionuclídica, pode-se observar a presença de radionuclídeos de Te e Co nas amostras de 131I e radionuclídeos de Te, Tc e Co para 123I. A análise de pureza química determinou a presença principalmente de Al e Mo nas amostras de 123I, provenientes do material do porta-alvo e da janela do porta-alvo e Al e Te nas amostras de 131I, provenientes da cápsula de Al utilizada na irradiação e do alvo, respectivamente. O estudo de retenção e eluição de 131I selecionou os meios adsorvedores mais promissores para sua purificação, no caso a resina catiônica Dowex 50WX4 que apresentou excelente eluição de 131I e retenção das impurezas radionuclídicas presentes em sua solução. / The 123I and 131I are iodine radioisotopes widely used in Nuclear Medicine. The radioisotope 123I is used in diagnosis through the SPECT technique and is routinely produced at IPEN in cyclotron through the reaction: 124Xe (p, 2n) 123Cs -> 123Xe -> 123I. The radioisotope 131I is used both in diagnosis and therapy due to its physical characteristics of decay by β- and its γ-ray emissions that are softened with the use of specific collimators for diagnosis. It is routinely produced at IPEN using the nuclear reactor through the indirect reaction: 130Te (n, γ) ->131Te -> 131I, irradiating compounds containing Te. The radiopharmaceuticals prepared with these radioisotopes go through rigorous quality control tests and the chemical purity of the primary radioisotopes 123I and 131I are within the permissible limits currently defined. However, the presence of some chemical contaminants can prejudice the biomolecules labeling (monoclonal antibodies and peptides), that will produce radiopharmaceuticals of first generation to the oncology area. The aim of this work was to obtain a new purification method of these radioisotopes, allowing the labeling of biomolecules and also to established a process control on those radioisotopes. The methodology was separated on 3 steps: Evaluation of 123I e 131I radionuclidic purity using a hiperpure germanium detector, chemical purity using ICP-OES and the retention and elution study of 131I in several absorbers to choose the most appropriate for the purification tests analyzing the behavior of the possible contaminants. The radionuclidic analyses showed the presence of Te and Co on 131I samples and Te, Tc e Co on 123I samples. The chemical purity analyses showed the presence of Al and Mo in 123I, coming from the window material of the target holder and the presence of Al and Te in 131I samples, coming from the target holder and the target, respectively. The retention and elution study selected the most promising adsorber to the purification technique, in this case, the Dowex 50WX4 cationic exchange that showed an excellent 131I elution and the retention of radionuclidic and chemical impurities present in the solution.

In the research reported in this dissertation, the concept of classic conjugate imaging, a non-tomographic nuclear medicine technique, is modified such that activity of a radiopharmaceutical distribution in the striata can be estimated. A mathematical model is developed that extended the application of classic conjugate imaging to estimation of two distinct and aligned activity distributions. Error analysis of the mathematical model is performed to characterize the accuracy of the model and to benchmark the limitations of the model. Phantom experiments are performed to demonstrate the practical application of the model and to evaluate its accuracy. A Monte Carlo simulation model of conjugate imaging of activity uptake in the striata of a primate is developed to evaluate the accuracy of the modified conjugate imaging technique as applied in the use of a dedicate conjugate imaging system. In addition, the simulation model is used to determine and characterize the shielding design of the small field of view gamma cameras comprising the dedicated conjugate imaging system. The application of scatter correction is investigated to address the downscatter of high-energy photon emissions into the photopeak window and the inclusion of scattered primary photons in the photopeak window. In this dissertation, it is shown that the modified conjugate imaging technique developed can be used to estimate accurately activity uptake in each of two distinct and aligned activity distributions. The accuracy of the technique is shown to be comparable to that of clinical quantitative SPECT. The modified conjugate imaging technique used with the dedicated conjugate imaging system may, therefore, be a viable quantitative nuclear medicine technique for activity estimation of radiopharmaceutical uptake in the striata of Parkinsonian and schizophrenic patients. The portability and low cost relative to SPECT systems make a dedicated conjugate imaging system advantageous for clinics with Parkinsonian and schizophrenic patients, who are unable to travel due to physical or mental limitation.

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