Questo post vuole essere un contributo al Carnevale della Chimica # 34 di dicembre, ospitato sul blog “Scienza e Musica” di Leonardo Petrillo.
Il Tecnezio è l'elemento chimico 43. Il suo simbolo è Tc. È un elemento presente in vari isotopi, tutti radiattivi, appartiene ai metalli di transizione, come materiale si presenta grigio argenteo, cristallino, molto raro in natura; il tecnezio è uno dei prodotti della fissione nucleare naturale ed artificiale dell'uranio e si usa in medicina nucleare per fare scintigrafie e tomografie degli organi interni (99mTc) oppure sulle superfici in acciaio protegge contro la corrosione in forma di ammonio pertectato (99gTc). Le sue proprietà chimiche sono intermedie fra renio e manganese: le differenze di comportamento fra Tc e Re sono poche, sono chimicamente inerti e tendono a formare legami covalenti, e non tende a produrre cationi ionizzati. I suoi stati di ossidazione sono generalmente +4, +5 o +7. Si dissolve in acido nitrico, solforico e in acqua regia, ma non in acido cloridrico. E' un eccellente superconduttore a temperature inferiori agli 11 gradi Kelvin.
Fu osservato per la prima volta nei laboratori dell'Istituto di Fisica dell'Università di Palermo da Carlo Perrier ed Emilio Segrè, nel 1937, in un campione di molibdeno bombardato con nuclei di deuterio al ciclotrone dell'Università della California, Berkeley, il primo prodotto artificialmente. Non ha isotopi stabili, come pure il promezio (da Prometeo). I più stabili sono il 98Tc e 97Tc.
Isotopi a rapido decadimento
95mTc è metastabile, ha un'emivita di 61 giorni, è usato come tracciante radioattivo dal punto di vista operativo.
99mTc, per la sua breve emivita (6,01 ore), è un emettitore di raggi gamma e si lega a radiofarmaci, è impiegato in test di radiodiagnostica medica basati su isotopi radioattivi , in particolare in tecniche di imaging
Una applicazione utilissima è nel monitoraggio dei linfonodi coinvolti nel processo metastatico. Oltre alla ricerca dei linfonodi sentinella nella resezione del tumore al seno, esiste oggi la possibilità di usare un marcatore radiattivo durante l'intervento chirurgico per eliminare possibili linfonodi già coinvolti nella diffusione delle cellule tumorali. Il prodotto della Navidea, Dublino, si chiama Lymphoseek, un anticorpo che è diretto contro il recettore EGFR simile, HER/Neu, tilmanocept, ed è marcato con Tecnezio Tc 99m.
Produzione di isotopi Tc ad uso medicale
Produzione di isotopi Tc ad uso medicale
La fornitura di isotopi 99mTc ha avuto uno shut down recentemente: il mese scorso in Canada , il reattore di Chalk River
Già nel 2009, due reattori nucleari di ricerca furono disattivati per guasti e manutenzioni. Da soli fornivano gran partecella richiesta di isotopo, con circa 70,000 analisi diagnostiche al giorno. In quel periodo i pazienti furono dirottati verso analisi più antiquate e esposti a radiazioni maggiori. Uno di quei reattori è l'High Flux
Reactor a Petten, The Netherlands
Il futuro della produzione di questo isotopo è in due brevetti in mano a due aziende
SHINE: questa tecnologisa fa uso di un acceleratore lineare per collidere ioni deuterio e gas trizio, producendo elio e neutroni. I neutroni sono sparati verso un volume di cento litri di sali di uranio riscaldati, usando uranio a basso arricchimento. Viene prodotto molibdeno, che è recuperato mediante resine scambio ionico, mentre l'uranio rimasto è riutilizzato. Una parte di scorie nucleari viene prodotta, ma rispetto a un reattore nucleare si tratta di una minima quantità.
Nel modello a ciclotrone, si fa uso di un raggio di protoni accelerati sparati dentro a un bersaglio di molibdeno-100, che forma direttamente 99mTc.
Questo isotopo ha una emivita di 6 ore, quindi deve essere utilizzato in loco. Questa limitazione prevede la costruzione di tanti piccoli ciclotroni in vicinanza di ospedali oncologici in ogni grande area urbana.
Già oggigiorno molti ospedali usano in-house ciclotroni per la produzione di isotopi per la PET, positron emission tomography
PETtrace cyclotron (GE Healthcare , USA
Uno dei primi grandi sincrotroni ancora operativi è il Bevatron, costruito nel 1950. È così chiamato perché la sua energia è dell'ordine dei 6,3 Gigaelettronvolt, che in inglese è espresso come 6,3 Billion of electronvolts, abbreviati in BeV.
La macchina del CERN, il Large Hadron Collider, inaugurata nel 2008, è in grado di raggiungere energie di 7 TeV (1 Tera = 1012).
Aziende come la Siemens sono interessate alla produzione di impianti per la sintesi di sostanze contenenti radioisotopi da produrre in ospedale per le applicazioni di scintigrafia e PET.
Già alcuni anni fa, nell'ambito del progetto europeo ROC, "Radiochemistry on Chip", è stata dimostrata la fattibilità di produrre 18F- fluorodeossiglucosio in piccole quantità legate al consumo giornaliero in diagnostica di immagini (chips messi a punto presso i laboratori NNL, Lecce)
Lab Chip. 2013 13(12):2328-36. doi: 10.1039/c3lc00055a.
