Radioisótopos de gálio são estudados e avaliados para aplicações médicas desde 1949. Nos últimos 50 anos 67Ga tem sido amplamente utilizado no diagnóstico de diversas patologias, incluindo lesões inflamatórias crônicas e agudas, bacterianas ou estéreis e diversos tipos de tumores. No Brasil 30% das clinicas que prestam serviços de Medicina Nuclear utilizam o Citrato de 67Ga com uma demanda de distribuição no IPEN-CNEN/SP de 37 GBq (1 Ci) por semana. O 67Ga apresenta meia-vida física de 3,26 dias (78 horas) e decai 100% por captura eletrônica para o 67Zn estável. Seu decaimento inclui a emissão de raios γ com energias de 93,3 keV (37%), 184,6 keV (20,4%), 300,2 keV (16,6%) e 888 keV (26%). No IPEN o 67Ga era produzido a partir da reação 68Zn(p, 2n)67Ga. Após a irradiação, o alvo era totalmente dissolvido em HCl concentrado e a solução percolada em resina catiônica DOWEX 50W-X8, 200-400 mesh, condicionada em HCl 10 mol L-1. Zinco, níquel e cobre eram eluídos em HCl 10 mol L-1 e o 67Ga em HCl 3,5 mol L-1. O produto final era obtido na forma de citrato de 67Ga. Este trabalho apresenta um método inédito, rápido, direto e eficiente de separação química e obtenção de 67GaCl3 a partir da difusão térmica (aquecimento do alvo) aliada à extração em ácido acético concentrado. A purificação foi realizada por cromatografia de troca iônica. Realizou-se a eletrodeposição do zinco natural em placas de cobre niquelado como substrato e os depósitos de zinco obtidos foram aderentes ao substrato, levemente brilhantes e uniformes. Os alvos foram irradiados com prótons de 26 MeV e corrente integrada de 10 μA.h. Após a irradiação, os alvos foram aquecidos a 300 °C por 2 horas e colocados em contato com ácido acético concentrado por 1 hora. O rendimento médio de extração de 67Ga obtido foi de (72±10)%. Esta solução foi evaporada e o resíduo foi retomado em NH4OH 0,5 mol L-1. O 67Ga foi purificado em resina catiônica Dowex 50WX8 em meio de NH4OH. A recuperação obtida foi de (98 ± 2) %, de 67Ga. O eluido foi evaporado e retomado em HCl 0,1 mol L-1. A pureza química foi verificada por ICP-OES encontrando-se (2 ± 1) μg mL -1 de zinco. As concentrações de ferro, cobre e níquel foram inferiores ao limite de detecção do método e aos limites de utilização de 67Ga. A pureza radionuclídica foi verificada por espectroscopia-γ utilizando um detector de germânio Hiper-Puro encontrando-se valor superior a (99,9%). Este método inédito permite a obtenção de 67Ga com alta pureza química, radioquímica e radionuclídica em condições de processamento menos agressivas e corrosivas que o método comumente utilizado. / Radioisotopes of gallium have been studied and evaluated for medical applications since 1949. Over the past 50 years 67Ga has been widely used in the diagnosis of various diseases, including acute and chronic inflammatory lesions, bacterial or sterile and several types of tumors. In Brazil 30% of clinics that provide services for Nuclear Medicine use 67Ga citrate and the demand for 67Ga at IPEN-CNEN/SP is 37 GBq (1 Ci)/week. The 67Ga presents physical half-life of 3.26 days (78 hours) and decays 100% by electron capture to stable 67Zn. Its decay includes the emission of γ rays with energies of 93.3 keV (37%), 184.6 keV (20.4%), 300.2 keV (16.6%) and 888 keV (26%). In the past 67Ga was produced by the reaction 68Zn (p, 2n) 67Ga at IPEN-CNEN/SP. After irradiation, the target was dissolved in concentrated HCl and the solution percolated through a cationic resin DOWEX 50W-X8, 200-400 mesh, conditioned with 10 mol L -1 HCl. Zinc, nickel and copper were eluted in 10 mol L-1 HCl and 67Ga 3.5 mol L-1 HCl. The final product was obtained as 67Ga citrate. This work presents a new, fast, direct and efficient method for the chemical separation of 67Ga by thermal diffusion (heating of the target) combined with concentrated acetic acid extraction. Purification was performed by ion exchange chromatography. Natural zinc electrodeposition was performed on nickel/copper plates as substrate and the zinc deposits were adherent to the substrate, slightly shiny and uniform. The targets were irradiated with 26 MeV protons and integrated current of 10 μA.h. After irradiation, the targets were heated at 300 °C for 2 hours and placed in contact with concentrated acetic acid for 1 hour. The average yield of extraction of 67Ga was (72 ± 10)%. This solution was evaporated and the residue was taken up in 0.5 mol L-1 NH4OH. The 67Ga was purified on cationic resin Dowex 50WX8 in NH4OH medium. The 67Ga recovery was (98 ± 2)%. This solution was evaporated and taken up in 0.1 mol L-1 HCl. The chemical purity was evaluated by ICP-OES that resulted in (2 ± 1) μg mL-1 of zinc. The concentration of iron, copper and nickel was lower than the detection limits and also than the utilization limits for 67Ga. The radionuclidic purity was greater than (99.9%). This method showed to be suitable to obtain high purity 67Ga in less aggressive chemical conditions than before.

S'ha desenvolupat una nova estratègia per la síntesi ràpida i eficient de L-[metil-11C]metionina basada en el captive solvent method. La reacció de L-homocisteína (dissolució bàsica en aigua/etanol 1:1) amb [11C]CH3I en un loop de HPLC va permetre la formació del radiotraçador desitjat amb elevat rendiment radioquímic (38.4 ± 4.1%) en un temps curt (< 12 min). Tots el paràmetres analítics compleixen les especificacions requerides per la versió actual de la Farmacopea Espanyola, tot i que els valors d'activitat específica obtinguts van ser relativament baixos. Degut a això, es van estudiar i quantificar les principals fonts que contribueixen a la contaminació de carboni-12 durant les síntesis de [11C]CH3I efectuades segons el "wet" method. Es va observar que la principal font de contaminació de CO2 no radioactiu (contribució>90%) és el propi procés de bombardeig, probablement degut a la combustió (causada per les altes temperatures i pressions assolides durant la irradiació) dels compostos que contenen carboni i que es troben al gas irradiat (o a l'interior del blanc). Es van establir procediments generals per realitzar abans, durant i després de la radiosíntesi per prevenir la contaminació exterior i, d'aquesta manera, augmentar l'activitat específica dels radiotraçadors sintetitzats.En quant al marcatge amb nitrogen-13, s'ha desenvolupat un procés totalment automàtic per a la producció de [13N]NO2- a partir de [13N]NO3- generat en el ciclotró. El precursor radioactiu [13N]NO2- s'ha utilitzat per la radiosíntesi de compostos amb interès biològic com ara S-nitrosotiols (donadors de NO.), N-nitrosamines (molècules amb potencials efectes carcinogènics) i azo compostos (amb possible aplicació com a radiotraçadors per a la detecció in vivo de plaques de &#946;-amiloide). En tots els casos es van obtenir excel·lents conversions radioquímiques (48.7% - 74.5% per S-[13N]nitrosotiols, 45.6% - 53.4% per N-[13N]nitrosamines i 40.0% - 58.3% per 13N-azo compostos) i bons rendiments radioquímics (33.8% - 60.6% per S-[13N]nitrosotiols, 34.0% - 37.8% per N-[13N]nitrosamines i 20.4% - 47.2% per 13N-azo compostos). A més a més, s'ha dissenyat i implementat un mòdul automàtic amb control remot pel marcatge de molècules amb 13N. / Se ha desarrollado una nueva estrategia para la síntesis rápida y eficiente de L-[metil-11C]metionina basada en el captive solvent method. La reacción de L-homocisteína (disolución básica en agua/etanol 1:1) con [11C]CH3I en un loop de HPLC permitió la formación del radiotrazador deseado con elevado rendimiento radioquímico (38.4 ± 4.1%) en un tiempo corto (< 12 min). Todos los parámetros analíticos cumplían las especificaciones requeridas por la versión actual de la Farmacopea Española, aunque los valores de actividad específica obtenidos fueron relativamente bajos. Por ello, se estudiaron y cuantificaron las principales fuentes que contribuyen a la contaminación de carbono-12 durante las síntesis de [11C]CH3I efectuadas según el "wet" method. Se observó que la principal fuente de contaminación de CO2 no radiactivo (contribución>90%) es el propio proceso de bombardeo, probablemente debido a la combustión (causada por las altas temperaturas y presiones alcanzadas durante la irradiación) de los compuestos que contienen carbono y que se encuentran presentes en el gas irradiado (o en el mismo cuerpo del blanco). Se establecieron procedimientos generales para realizar antes, durante y con posterioridad a la radiosíntesis para prevenir la contaminación exterior y, de esta manera, aumentar la actividad específica de los radiotrazadores sintetizados.Respecto al marcaje con nitrógeno-13, se ha desarrollado un proceso totalmente automático para la producción de [13N]NO2- a partir del [13N]NO3- generado en el ciclotrón. El precursor radiactivo [13N]NO2- se ha utilizado para la radiosíntesis de compuestos con interés biológico tales como S-nitrosotioles (donadores de NO.), N-nitrosaminas (moléculas con potenciales efectos carcinogénicos) y azo compuestos (con posible aplicación como radiotrazadores para la detección in vivo de placas de &#946;-amiloide). En todos los casos se obtuvieron excelentes conversiones radioquímicas (48.7% - 74.5% para S-[13N]nitrosotioles, 45.6% - 53.4% para N-[13N]nitrosaminas y 40.0% - 58.3% para 13N-azo compuestos) y buenos rendimientos radioquímicos (33.8% - 60.6% para S-[13N]nitrosotioles, 34.0% - 37.8% para N-[13N]nitrosaminas y 20.4% - 47.2% para 13N-azo compuestos). Además, se ha diseñado e implementado un módulo automático con control remoto para el marcaje de moléculas con 13N. / A new strategy for the fast and efficient synthesis of L-[methyl-11C]methionine based on the captive solvent method has been developed. The in loop reaction of a basic water/ethanol 1:1 solution of L-homocysteine with [11C]CH3I led to the formation of the desired radiotracer with high radiochemical yield (38.4 ± 4.1%) in short production time (< 12 min). All analytical parameters were within the specifications of the current version of the Spanish Pharmacopoeia, although specific radioactivity values were relatively low. Thus, the main sources of carbon-12 during the synthesis of [11C]CH3I by the "wet" method were studied and the contribution attributable to each individual source was quantified. The most relevant contamination of non-radioactive CO2 (contribution>90%) was shown to be generated during the bombardment process, probably due to the combustion (caused by high temperature and pressure during irradiation) of carbon carrier compounds present in the irradiated gas (or target body). General procedures to be performed before, during and after the radiosynthesis were established to prevent external contamination and to improve the specific radioactivity of 11C-labeled radiotracers synthesized from [11C]CH3I produced via the "wet" method. Concerning 13N-labeling, a fully automatic process for the production of [13N]NO2- from cyclotron generated [13N]NO3- has been developed. The radioactive precursor [13N]NO2- has been used for the synthesis of biologically interesting 13N-labeled compounds such as S-nitrosothiols (well-known NO. donors), N-nitrosamines (molecules with potent carcinogenic effects) and azo compounds (with putative application as imaging probes for in vivo detection of &#946;-amyloid plaques). In all cases, excellent radiochemical conversion (48.7% - 74.5% for S-[13N]nitrosothiols, 45.6% - 53.4% for N-[13N]nitrosamines and 40.0% - 58.3% for 13N-labeled azo compounds) and good radiochemical yields (33.8% - 60.6% for S-[13N]nitrosothiols, 34.0% - 37.8% for N-[13N]nitrosamines and 20.4% - 47.2% for 13N-labeled azo compounds) were achieved. An automatic remote controlled synthesis module for the preparation of 13N-labeled structures has been designed and implemented.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Traçadores são utilizados na explotação de reservatórios de petróleo para fornecer informações que auxiliam na otimização das operações envolvidas. Esta utilização já é comumente praticada fora do Brasil, sendo os mais empregados os radioativos, que apresentam sobre os compostos químicos as vantagens da simplicidade e sensibilidade de detecção e do custo. Uma possibilidade interessante é representada pelos traçadores ativáveis, que podem ser introduzidos no sistema a estudar no estado inativo e serem posteriormente amostrados e dosados por Ativação Neutrônica. Para esta aplicação os elementos da série dos lantanídeos foram testados, visto que estes oferecem características nucleares adequadas para análise. Os traçadores eficientes serão aqueles que não se atrasem ou se percam por interação com as rochas e/ou fluidos não aquosos presentes no reservatório, ou seja, que possuam elevada solubilidade em fase aquosa, coeficientes de partição nulos com a fase orgânica e que não sejam adsorvidos nas elevadas superfícies específicas disponíveis nas formações microporosas das quais desalojam as gotículas de petróleo. Deste modo foi necessário a complexação e quantificação do rendimento através da técnica de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). As técnicas espectrométricas de Ressonância Magnética Nuclear (1H e 13C) e Infravermelho (IV) também foram empregadas para caracterização das espécies formadas. Foram realizados testes com o lantânio (La), o európio (Eu) e o disprósio (Dy) com os ligantes ácidos aminopolicarboxílicos (EDTA-2, DTPA) e tia-dicarboxílicos (C4H6SO4 , C7H12S2O4). Após a quantificação do rendimento e caracterização dos complexos de lantanídeos, concluiu-se que há complexação das espécies ligantes com os lantanídeos estudados. Os complexos obtidos em maior rendimento foram então submetidos a testes que simulam uma possível partição destes com a fase orgânica (Kp) e/ou sólida (Kd) do aqüífero, pela metodologia da Análise por Injeção em Fluxo (Flow Injection Analysis FIA) e por testes em um corpo de prova que simula as condições de fluxo em um reservatório de petróleo. O cálculo da partição determinada por Ativação Neutrônica e Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP/AES) apresentou um resultado nulo, o que torna possível a utilização dos respectivos complexos como traçadores ambientais em campo de petróleo. Os testes em corpo de prova evidenciaram uma excelente concordância entre o comportamento dos lantanídeos complexados e do traçador de referência (água tritiada). Um outro teste com a metaloporfirina (MnP) foi realizado como estágio prévio para o desenvolvimento de um novo traçador e os resultados positivos indicaram a viabilidade de sua futura utilização. Foram realizados os mesmos testes que para os complexos de lantanídeos, sendo que as determinações dos coeficientes de partição tanto com a fase orgânica (Kp) como com a fase sólida (Kd) foram efetuadas através da Espectrometria UV-Vis. / Tracers are used in the explotation of petroleum reservoirs in order to obtain information that help to optimize its operations. They are presently used on a routine basis in many countries, and the more often applied are the radiotracers, due to some advantages they have over the chemical tracers, such as the simplicity and the sensitivity of their detection besides the cost factor. One of the most conspicuous applications of tracers to reservoirs production activities refers to the evaluation of the secondary recovery techniques, due to their capability to inform about what happens in between the injection and production wells, differently from the other techniques that provide information only at discrete points. An option of interest for the normally required multiple tracer tests is afforded by activable tracers that can be fed to the system under study in the inactive state and have their samples collected at the exit irradiated and measured by Neutron Activation Analysis. Some of the elements of the lanthanide series that exhibit very high thermal neutron cross sections have been tested for this purpose. A properly performing tracer should not lag behind the liquid flow nor be lost through interactions with the rocks and non aqueous fluids inside the reservoir. This means that they must be quite hydrophilic, and have nearly null partition coefficients so that they are neither adsorbed on the internal surfaces of the rock pores nor migrate to the oil phase. Hence it has been necessary to form complexes of the lanthanide metals with appropriate ligands. Besides, to certify the product and to measure the achieved yield, these complexes had to be analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC), by 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR), and by Infrared Spectrometry (IR). The analyses have confirmed the complexation of the lanthanides processed by a previously selected methodology. Following that the performance of these lanthanide complexes as tracers have been tested in essays that simulate the possibility their partition in the oil phase (Kp) as well as their adsorption (Kd) in the solids inside the reservoir, by means of the Flow Injection Analysis (FIA) technique and of core tests, respectively. Tests have carried with lanthanum, europium and dysprosium, that have been complexed with aminopolicarboxylic acids (EDTA2-, DTPA), and with tiacarboxylic acids (C4H6SO4, C7H12S2O4). The measurement of partition, that has been carried by both Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) and Internal Couple Plasma/Atomic Emission Spectrometry (ICP/AES), evidenced null partition and this qualifies these complexes as oil field tracers. The core tests also displayed an excellent match between the lanthanide complexeds and the reference tracer used (tritiated water). On e other test using metal-porphyrin (MnP) has been performed as a previous stage for the development of a novel tracer and the positive results obtained have shown its feasibility for future applications. This complex has been submitted to the same tests performed with the lanthanides and the measurement of both the water phase and the oil, phase partition coefficients (Kp and Kd, respectively) has been carried using UV-Vis spectrometry.