IV. SENYAWA RADIOLABELING Pada tahun akhir-akhir ini penggunaan senyawa berlabel dengan radionuklida tumbuh cepat dalam medikal, biokimia dan bidang lain yang sesuai. Dalam bidang medikal, senyawa berlabel dengan emisi β- terutama ditekankan pada eksperimen in vitro dan pengobatan terape- tik, dimana label tersebut dengan radio nuklida emisi- secara luas digunakan. Yang akhir ini terutama digunakan untuk vivo imaging dari berbagai organ. Dalam senyawa radio berlabel, atom-atom gugus atom dari molekul disubstitusikan dengan atom atau gugus atom radioaktif yang sama atau berbeda, atau kation tertentu dikhelatkan dengan beberapa molekul karier. Labeling dapat dikerjakan dengan isotop dari elemen yang sama atau elemen yang berbeda. Dalam beberapa proses labeling, variasi dari kondisi fisiko kimia dapat digunakan untuk mencapai macam spesifik dari labeling. Eksperimen dapat di desain untuk melabel posisi spesifik dalam molekul kompleks, seperti dalam
131
I — berlabel 19-iodo kolesterol, di mana
131
I terikat pada atom karbon
19 dari molekul steroid. Berbagai faktor seperti temperatur, cahaya, radio lisis, dsb, dapat mempengaruhi hasil labeling dari senyawa. Metoda yang berbeda dari labeling dan faktor-faktor yang mempengaruhinya dibicarakan di bawah. METODA LALEBLING Terutama ada 5 teknik utama digunakan dalam pembuatan senyawa berlabel untuk penggunaan klinik. Reaksi pertukaran isotop Dalam reaksi ini, satu atau lebih atom dalam molekul diganti oleh isotop dari elemen yang sama yang mempunyai jumlah massa yang berbeda. Selama radio berlabel dan molekul induk identik kecuali untuk efek isotop, mereka diharapkan mempunyai sifat kimia dan biologis yang sama. Misalnya
131
1 berlabel triiodo tironin (T3),
131
1 berlabel tiroksin (T4) dan
14
C-,
32
S- dan
3
Hsenyawa berlabel. Reaksi labeling ini refersibel dan sangat berguna untuk labeling
iodin mengandung material dengan isotop iodine dan untuk labeling beberapa senyawa dengan tritium.
Universitas Gadjah Mada
Tabel 6-1 General methods of radiolabeling
Introduksi label pada yang lain Dalam tipe labeling ini, radionuklida disatukan dalam molekul yang mempunyai peranan biologik yang diketahui, terutama dengan pembentukan ikatan kovalen atau koordinat kovalen. Pembubuhan radio-nuklida adalah asing terhadap molekul dan tidak melabelnya dengan pertukaran salah satu isotopnya. Beberapa contoh berlabel,
99m
TcDTPA,
99m
Tc-albumin
51
Cr-berlabel sel merah darah dan beberapa protein dan enzim
teriodinasi. Stabilitas in vivo dan material menjadi tak tentu dan seseorang hams diberi peringatan tentang dan beberapa penghapusan dalam sifat kimia dan biologis dari senyawa berlabel. Dalam beberapa contoh, radionuklida analog secara kimia dapat di substitusikan untuk atom yang telah ada dalam molekul, misalnya
75
Sc dapat
75
mengganti sulfur metionin untuk mem-bentuk Sc selenometionin. Biosintesis atau sintesis kimia Dalam biosintesis, organisme hidup tumbuh dalam kultur media yang mengandung kelumit radioaktif. Kelumit disatukan dalam metabolit yang dihasilkan oleh proses metabolik dari organisme, dan metabolit kemudian dipisahkan secara kimia. Misalnya, Vit B12 dilabel dengan
60
Co atau
57
Co dengan menambahkan kelumit kedalam kultur
media di mana organisme streptomyces gricecus ditumbuhkan. Contoh lain dari biosintesis termasuk
Universitas Gadjah Mada
14
C berlabel karbohidrat, protein, dan lemak dan
75
Sc-
selenometionin. Recoir labeling Metoda ini kurang menarik sebab tidak digunakan pada skala besar untuk labeling. Dalam reaksi nuldear, bila partikel diemisikan dari nukleus, recoir atom diproduksi yang dapat membentuk ikatan dengan molekul lain yang ada dalam material target. Energi tinggi dari recoir atom menghasilkan basil yang sedikit dan maka aktivitas spesifik rendah dari produk yang berlabel. Beberapa senyawa yang tritiated dapat dibuat dalam reaktoir dengan 6Li (n, α) 3H reaksi. Senyawa yang dilabel dicampur dengan garam litium dan diiradiasi dalam reaktor. Tritium yang dihasilkan dari reaksi di atas kemudian akan melabel senyawa, terutama dengan mekanisme pertukaran isotop, dan kemudian senyawa berlabel di pisahkan. Excitation labeling Metoda ini dari labeling yang memerlukan keutamaan radioaktif dan pembentukan ion anak reaktif tinggi dalam proses peluruhan nuklir. Selama peluruhan 13 atau penangkapan elektron, ion bermuatan energetik diproduksi yang mampu labeling beberapa senyawa. Krypton-77 meluruh menjadi diekspos pada
77
Kr, kemudian ion
77
Br dan, bila senyawa yang akan dilabel
77
Br energetik melabel senyawa untuk membentuk
senyawa berbrominasi. Hal yang sama, beberapa protein telah di iodinasi dengan dengan mengeksposnya menjadi
123
Xe, dengan peluruhan menjadi
123
I
123
I. Dengan
metoda ini hasilnya umumnya kecil. FAKTOR PENTING DALAM LABELING Mayoritas radiofarmasetik digunakan dalam praktek klinik secara relatif mudah untuk membuat dalam ionik, koloidal, makroagregat, atau bentuk khelat, dan beberapa dapat dibuat menggunakan kit yang ada dalam perdagangan. Beberapa faktor problematik yang mempengaruhi integritas senyawa berlabel harus diingat. Faktor-faktor ini diterangkan secara singkat sebagai berikut.
Universitas Gadjah Mada
Efisiensi dari proses labeling Hasil labeling tinggi selalu diharapkan, walaupun ini mungkin tidak memenuhi untuk semua hal. Hasil yang lebih tinggi adalah, metoda yang lebih baik dari labeling. Maka hasil yang lebih rendah kadang-kadang dapat diterima bila produk murni dan tidak dirusak oleh metoda labeling, biayanya kecil dan tidak ada metoda labeling yang baik. Stabilitas kimia dari produk Stabilitas dihubungkan dengan tipe dari ikatan antara radionuklida dan senyawa. Senyawa dengan ikatan asosiasi sexing talc stabil, dimana dengan ikatan kovalen secara relatif stabil dibawah berbagai kondisi fisiko kimia. Konstante stabilitas dari produk berlabel harus besar untuk stabilitas yang lebih besar. Denaturasi atau penghapusan Struktur dan atau sifat biologis dari senyawa berlabel dapat dihilangkan oleh berbagai kondisi fisiko kimia selama prosedur labeling. Misalnya, protein didenaturasi oleh panas, pH dibawah 2 dan di atas 10 dan oleh kelebihan iodinasi, dan sel darah merah di denaturasi oleh panas. Efek isotop Efek isotop menghasilkan sifat fisik yang berbeda (dan mungkin biologis) disebabkan karena perbedaan berat isotop. Misalnya, dalam senyawa tritiated, atom H diganti oleh atom 3H dan perbedaan dalam jumlah massa dari 3H dan H bisa menghilangkan sifat dari senyawa berlabel. Telah dijumpai bahwa sifat fisiologik dari tritiated air berbeda dari air normal dalam badan. Mungkin efek isotop tidak serius bila isotop lebih besar. Keadaan karier-bebas Radiofarmasetik cenderung untuk diabsorpsi pada alat gelas bila mereka dalam keadaan karier fri. Konsentrasi molar dari senyawa karier-fri adalah pada jarak nano molar atau kurang, dan ini sangat sukar untuk mempelajari sifat kimianya pada konsentrasi serendah itu. Teknik telah dikembangkan dimana hasil labeling tidak dipengaruhi oleh konsentrasi rendah dari kelumit dalam karier-fri state.
Universitas Gadjah Mada
Kondisi penyimpanan Beberapa senyawa berlabel mudah dikomposisi pada temparut tinggi. Protein dan zat warna berlabel terdegradasi oleh panas dan maka dari itu hams disimpan pada temperatur yang tepat; Misalnya albumin hams disimpan dalam refrigerator. Cahaya juga merusak beberapa senyawa berlabel, dan mereka hams disimpan dalam gelap. Hilangnya kelumit karier-fri oleh adsorpsi pada dinding wadah dapat dihindari dengan menggunakan vial silicon-coated. Aktivitas spesifik Ini di definisikan sebagai aktivitas per gram dari material berlabel dan telah di diskusikan pada bab 3.Dalam beberapa contoh, aktivitas spesifik tinggi dipersyaratkan dalam aplikasi senyawa radiolabel dan metoda yang sesuai harus digunakan untuk ini. Yang lain, aktivitas spesifik tinggi dapat menyebabkan lebih radiolisis pada senyawa berlabel dan hams dihindarkan. Radiolisis Banyak senyawa berlabel terdekomposisi oleh radiasi yang diemisi oleh radionuklida yang ada padanya. Macam dari dekom-posisi ini disebut radiolisis. Aktivitas spesifik yang lebih tinggi, efek radiolisis lebih besar. Bila ikatan kimia pecah oleh radiasi dari molekulnya sendiri, proses ini disebut autoradiolisis. Radiasi juga bisa dikompos solven, menghasilkan radikal bebas yang dapat memecah ikatan kimia dari senyawa berlabel; proses ini adalah radiolisis tak langsung. Misalnya, radiasi dari molekul berlabel dapat dekompos air untuk menghasilkan hidrogen air peroksida atau radikal bebas per hidroksil, yang kemudian mengoksidasi molekul berlabel lain. Untuk membantuk mencegah radiolisis talc langsung, pH dari solven hams netral, sebab banyak reaksi dari nature ini dapat terjadi pada alkali atau pH asam. Waktu parch dari radionuklida lebih panjang, radiolisis lebih ekstensif, dan radiasi lebih energetik, radiolisis lebih besar. In essence radiolisis memberikan sejumlah ketidakmurnian radiokimia dalam material berlabel dan orang hams hati-hati mengenai produk tak diinginkan ini.
Universitas Gadjah Mada
Kemurnian dan analisis Kotoran radionuklidik adalah kontaminasi radioaktif yang timbul dari metoda produksi radionuklidik. Fission sepertinya untuk membuat lebih pengotor dari pada reaksi nuklear dalam Cyclotron atau reaktor sebab ada beberapa model dari Fission dari nuklei berat. Target pengotor juga ditambahkan untuk pada kontaminan radionuklidik. Penghilangan kontaminan radioaktif dibarengi dengan berbagai metoda pemisahan kimia, umumnya pada keadaan produksi radionuklidik. Shelf Senyawa berlabel mempunyai shelf selama is dapat digunakan aman untuk maksud yang dituju. Kehilangan efikasi dari senyawa berlabel pada perioda waktu bisa dihasilkan dari radiolisis dan tergantung pada waktu pasuh fisik dari radionuklida, solven, beberapa aditif, molekul berlabel, natur dari emisi radiasi, dan natur dari ikatan kimia antara pemberian radionuklida dan senyawa berlabel. Umumnya periode dari 3 waktu paruh fisik atau maksimum 6 bulan dinyatakan sebagai limit untuk waktu paruh dari senyawa berlabel. METODA SPESIFIK DARI LABELING Dalam kedokteran nuklir, 2 atau lebih sering digunakan radionuklida adalah 131
I.
Senyawa
berlabel
99m
Tc
mengandung
korang
lebih
80%
99m
dari
Tc dan semua
radiofarmasetik digunakan dalam kedokteran nuklir, sedangkan senyawa berlabel
131
I
sejumlah sekitar 15% dan nuklida lain sisanya. Maka dari itu hanya iodinasi dan 99mTclabeling akan didiskusikan. Iodinasi Iodinasi telah digunakan secara ekstensif sebagian besar dari labeling senyawa dari kedokteran dan biologi. Iodine adalah elemen metalik termasuk halogen golongan VIIA. Nomor atom adalah 53 dan isotop stabilnya adalah 127I. Sejumlah radioisotop iodine umumnya digunakan untuk radioiodinasi, dan klinik penting ini ditampilkan pada tabel 3-1. Dari semua isosotp iodine,
123
lodine lebih baik
untuk prosedur diagnostik in vivo sebab dia mempunyai waktu paruh yang baik (13 jam) dan energi futon (159keV) dan penggunaannya melibatkan dosis radiasi rendah pada pasien. Ini adalah isotop produksi Cyclotron dan maka dari itu agak mahal. Isotop
123
I
umumnya banyak digunakan untuk produksi antigen RIA dan senyawa lain untuk
Universitas Gadjah Mada
prosedur in vitro dan mempunyai kemajuan untuk waktu paruh panjang (60 hari) dan tidak ada emisi partikel. Maka, energi rendahnya (27-35 keV) futon mem-buatnya tak stabil untuk in vivo imaging. Isotop
131
I banyak digunakan dalam kedokteran klinik, terutama untuk studi in vivo,
sebab mempunyai waktu paruh 8 hari dan 364 keV futon. Maka, emisi 13 memberikan dosis radiasi lebih besar pada pasien dari pada 123I. Waktu paruh pendek (2,3 jam) dan energi emisi sinar dari 1321 membatasi penggunaannya dalam studi klinik. Metoda Iodinasi Iodinasi dari molekul terutama diatur oleh keadaan oksidasi dari iodine. Dalam bentuk teroksidasi, iodine terikat kuat pada molekul aromatik, dimana dengan iodida dalam bentuk tereduksi, tidak terjadi ikatan signifikan pada beberapa tipe molekul. pH untuk iodinasi bisa bervariasi dari 6-9, walaupun untuk iodinasi dari protein hams selalu pH alkali. Temperatur dan durasi ionisasi tergantung pada tipe dari senyawa yang diiodinasi dan metoda iodinasi yang digunakan. Lima metoda iodinasi diterangkan di bawah : Metoda triiodida Metoda ini terutama terdiri dari penambahan radioiodine pada senyawa yang dilabel dengan adanya campuran dari iodine dan potasium iodida.
Di mana R adalah senyawa organik yang dilabel. Dalam hal labeling protein dengan metoda ini, terjadinya denaturasi dari protein minimum, tetapi hasilnya rendah, umumnya sekitar 10% - 30%. Sebab adanya iodine dingin, aktivitas spesifik dari produk berlabel menurun. Metoda Iodine monoklorida Dalam metoda ini radioiodine pertama disetimbangkan dengan
127
I dalam diiodine
monoklorida dalam HC1 encer, dan kemudian campuran ditambahkan langsung pada senyawa yang dilabel pada pH dan temperatur yang spesifik. Hasil dari 50%-80% bisa dicapai dengan proses ini. Bagaimanapun, iodine dingin dari iodine monoklorida dapat dimasukkan dalam molekul, yang menurunkan aktivitas spesifik dari senyawa berlabel, dan hasil menjadi tak dapat diprediksi tergantung pada jumlah iodine monoklorid yang ditambahkan.
Universitas Gadjah Mada
Metoda kloramin-T Kloramin T adalah garam sodium dari N-monokloro-p-toluen sulfonamida dan adalah agen oksidasi lunak Dalam metoda iodinasi ini, pertama senyawa yang dilabel dan kemudian kloramin T ditambahkan pada larutan
131
1- sodium iodida. Kloramin T mengoksidasi iodida
menjadi spesies iodine yang reaktif, yang kemudian melabel senyawa yang dilabel. Selama iodine dingin tidak dibutuhkan untuk diintroduksikan, senyawa aktivitas spesifik tinggi bisa didapat dengan metoda ini dan efisiensi labeling bisa sangat tinggi (~ 100%). Maka, kloramin T adalah senyawa sangat reaktif dan dapat menyebabkan denaturasi protein. Kadang-kadang oksidan yang lebih lunak seperti sodium nitrit dan sodium hipoklorid dapat digunakan sebagai pengganti kloramin T. Metoda ini dan metoda iodine monoklorid banyak digunakan dalam iodinasi dari berbagai senyawa. Metoda elektrolitik Banyak asam amino dan protein dapat di radioiodinasi dengan metoda ini, yang terdiri dari elektrolisis dari campuran radioiodida dan material yang dilabel. Dalam sel elektrolitik, kompartemen anoda dan katoda dipisahkan dengan kantong dialisis yang mengandung katoda yang dicelupkan dalam satin, dimana kompartemen anoda mengandung campuran elektrolit. Elektrolisis melepaskan iodine reaktif, yang melabel senyawa. Pelepasan lambat dan steady dari iodine menyebabkan iodinasi uniform dari senyawa, dan dengan adanya beberapa karier iodine, labeling menghasilkan hampir 80% bisa dicapai. Metoda enzimatik Dalam iodinasi enzimatik, enzim, seperti laktoperoksidase dan kloroperoksidase, dan sejumlah nanomolar dari H2O2 (hidrogen peroksida) ditambahkan pada campuran iodinasi yang mengandung radioiodine dan senyawa yang dilabel. Hidrogen peroksida mengoksidasi iodida untuk membentuk iodine reaktif, yang merubah iodinasi senyawa. Denaturasi dari protein atau penghilangan dalam molekul organik adalah kecil sebab hanya ditambahkan konsentrasi kecil dari hidrogen peroksida. Hasil dari 60%-85% dan aktivitas spesifik tinggi bisa didapat dari metoda ini. Metoda ini adalah paling lunak dan banyak digunakan dalam iodinasi dari beberapa protein dan hormon.
Universitas Gadjah Mada
Senyawa radioiodinasi Setelah radioiodinasi residu bebas iodine dihilangkan dengan ekstraksi karbon tetraklorida, presipitasi, pertukaran anion, gel viltrasi, atau dialisis; Metoda pilihan tertentu tergantung pada senyawa iodinasi. Banyak senyawa iodinasi dapat disterilkan dengan autoclav, tetapi sterilisasi protein berlabel harus dikerjakan dengan viltrasi Millipore sebab autoclav mendenaturasi protein. Umumnya, iodine mengikat kuat dan ireversibel pada senyawa aromatik, tetapi ikatannya pada senyawa alifatik agak tak stabil. Pada protein, prinsip tempat ikatan adalah pada gugus tirosil dan selanjutnya tempat yang sangat penting adalah cincin imidazol dari histidin. Iodine juga mengikat dengan gugus amino dan sulfhidril, tetapi reaksi ini reversibel . Asam lemak alifatik tak jenuh parsial dan lemak netral (misalnya asam oleat dan triolein) bisa dilabel dengan radioiodine. Maka, iodinasi memecah ikatan rangkap pada molekul ini dan jadi menghilangkan sifat kimia dan mungkin biologik dari senyawa ini. Berbagai contoh dari senyawa radioiodinasi adalah
123
I atau
131
I berlabel albumin
serum manusia vibrinogen, insulin, globulin, dan beberapa hormon dan enzim. Albumin serum manusia berlabel dengan gambaran Pool darah.
131
I banyak digunakan untuk tumor otak dan
131
I — rose bengal untuk scaning liver, dan
131
I MAA untuk
scaning paru-pare. The major drawback dari 131I senyawa berlabel adalah dosis radiasi tinggi pada pasien. Dengan kenaikan availabilitas dari senyawa
99m
Tc berlabel, penggunaan senyawa
iodinasi dalam kedokteran nuklir telah menurun. Senyawa radioiodinasi tertentu akan terus digunakan dengan baik secara luas, misalnya radioiodinasi fibrinogen untuk deteksi thrombus, 19-iodokolesterol dalam scaning adrenal, dan rose bengal dalam evaluasi dari fungsi sel poligonal liver, dan beberapa senyawa radioiodinasi untuk prosedur RIA. Radiasi karakteristik dari sangat baik untuk in vivo, dan dengan kenaikan availabilitas banyak
123
I
123
I —
radiofarmasetik dapat dibuat untuk pemakaian klinik, terutama dalam kedokteran nuklir.
Universitas Gadjah Mada
Labeling dengan 99mTc Sifat umum dari Technetium Seperti yang diterangkan di muka hampir 80% dari semua radiofarmasetik yang digunakan dalam kedokteran nuklir adalah senyawa berlabel utama dari
99m
99m
Tc. Alasan dari posisi
Tc dalam penggunaan klinik adalah sangat baiknya karakteristik fisik dan
radiasinya. Waktu parch fisik 6 jam, dan tidak adanya radiasi 13, mengijinkan pemberian sejumlah milicurie radioaktifitas
99m
Tc tanpa dosis radiasi signifikan terhadap pasien. Sebagai
tambahan, foton monokromatik 140-KeV siap terkolimasi memberikan gambaran resolusi spasial superior. Selanjutnya, keadaan bebas karier dari generator Walaupun sifat fisik atau
99m
99m
99m
Mo-
Tc tersedia dalam steril, bebas pirogen,
99m
Tc.
Tc sangat ideal dalam gambaran radionuklida, tetapi
sedikit diketahui tentang kimianya, walaupun perkembangan selanjutnya dari bidang ini telah di perluas. Banyak senyawa berguna telah dilabel dengan
99m
Tc, yang secara relatif kecil atau
tidak ada, pengetahuan dari tempat ikatan dari technetium, tipe dari ikatan yang terlibat, atau keadaan valensi dari technetium dalam senyawa. Seperti kimia dari
99m
Tc
adalah kompleks dan kurang di mengerti, ini adalah entrik dan subyek tantangan untuk penelitian dengan ahli kimia radiofarmasetik maka dari itu teknik yang terbaru dan tersederhana bisa dikembangkan untuk penyediaan senyawa berlabel
99m
Tc yang
berguna dan stabil. Technetium adalah logam transisi termasuk dalam group VII B (Mn, Tc, dan Re) dan mempunyai nomer atom 43. Tidak ada isotop stabil dari technetium berada di alam. Keadaan valensi yang paling stabil adalah 7+ dan 4+, dimana keadaan valensi dari 2+, 3+, 5+, dan 6+ adalah tak stabil dan sukar didapat. Ion per technetate Tc04 mempunyai valensi 7+ untuk 99mTc, adalah bentuk paling stabil dan menyerupai ion permanganat, Mn04. Konsentrasi rendah dari karier-fri 99 'Tc (~10-9 M) dalam banyak senyawa berlabel
99m
Tc menimbulkan problem yang sukar dalam
menentukan kimianya. Kebanyakan informasi mengenai sifat kimia dari technetium telah didapat dari 99mTc, yang tersedia dalam konsentrasi 104 — 10-5 M.
Universitas Gadjah Mada
Reduksi technetium Bentuk kimia dari
99m
Tc tersedia dari generator Moly adalah sodium per technetate
(99mTc — NaTcO4). Secara kimia,
99m
TcO4 adalah spesies agak non reaktif dan tidak melabel beberapa
senyawa dengan adisi langsung. Dalam utama dari
99m
99m
Tc beberapa senyawa berlabel, reduksi
Tc dari keadaan 7+ menjadi keadaan valensi lebih rendah (3+, 4+, atau
5+) dibutuhkan. Berbagai sistem reduksi yang telah digunakan adalah stanoklorida (SnCl2.2H2O), asam askorbat + feri klorida, HCl pekat, sodium borohidrida (NaBH4), dan ferro sulfat. Diantara ini, stanoklorida paling banyak digunakan agen reduksi dalam media asam dalam kebanyakan sediaan dari senyawa berlabel 99m
Tc
7+
99m
Tc. Metoda lain dari reduksi dari
melibatkan elektrolisis dari campuran sodium per technetate dan senyawa di
label menggunakan anoda dari Zirconium. Reaksi kimia yang terjadi dalam reduksi technetium dengan stanoklorida dalam media asam dapat di nyatakan sebagai berikut :
Penambahan dua persamaan, didapat :
Persamaan (6.3) menyatakan bahwa 99mTc7+ telah direduksi menjadi 99mTC4-. Keadaan reduksi lain seperti
99m
TC3+ dan
99m
TC5+ bisa terbentuk di bawah kondisi
fisikokimia yang berbeda. Ini mungkin juga untuk campuran dari spesies ini berada dalam sediaan. Eksperimen dengan jumlah milimolar dari bahwa Sn
2+
mereduksi
99m
99m
Tc telah menunjukkan
Tc menjadi keadaan 5+ dan kemudian pelan-pelan menjadi
keadaan 4+ dalam bufer sitrat pH 7. Technetium — 99 direduksi menjadi keadaan 4+ oleh Sn2+ dalam HCl pekat. Sejumlah atom 99mTc dalam 99mTc — eluat adalah sangat kecil (~ 10-9 M), dan maka dari itu hanya sejumlah kecil dari Sn2+ dibutuhkan untuk reduksi sejumlah kecil 2+
tersebut; maka cukup Sn ditambahkan untuk meyakinkan reduksi sempurna. Rasio dari ion Sn2+ menjadi atom 99mTc mungkin sebesar 10.
Universitas Gadjah Mada
99m
Tc
Labeling dengan technetium tereduksi Spesies
99m
Tc tereduksi sangat reaktif dan kombinasi dengan banyak macam senyawa
khelating, walaupun mekanisme yang persis dari ikatan tidak diketahui. Reaksi skematik sebagai berikut.
Agen khelat umumnya memberikan pasangan elektron untuk membentuk ikatan kovalen koordinat dengan
99m
Tc gugus kimia seperti -COO-, -NH2, dan —SH adalah
elektron donor dalam senyawa seperti DTPA, gluko heptonat, dan berbagai protein. 99m
Tc-khelat mempunyai muatan negatif neto, dan maka dari itu bergerak menuju
anoda di bawah elektrolisis. Beberapa peneliti mengatakan bahwa timbal (tin) menyatu kedalam 99mTc-khelat. Misalnya 99mTc-Sn-dimetilglioksin. Maka, telah ditunjukan bahwa
99m
Tc-N (N'-(2,6-dimetilfenil) karbamoil metil) imino
diasetik asid (HIDA) kompleks tidak mengandung beberapa timbal dalam struktur ini. Penelitian selanjutnya secara pasti digaransi agar supaya elusidat partisipasi dari timbal dalam struktur molekul dari 99mTc-kompleks. Dalam adanya oksigen atau agen oksidasi,
99m
Tc tereduksi dapat mudah dioksidasi.
Untuk alasan ini, senyawa berlabel 99mTc akan bebas dari oksigen atau beberapa agen pengoksidasi, dan asam askorbat atau sodium askorbat sering digunakan untuk agen ini agar menginhbisi efek ini. Ada kemungkinan bahwa Dalam hal ini,
99m
99m
Tc tereduksi bisa mengalami hidrolisis dalam larutan air.
Tc tereduksi bereaksi dengan air untuk membentuk berbagai spesies
terhidrolisa tergantung pada pH, waktu hidrolisis, dan adanya agen lain. Beberapa contoh dari katagori ini adalah 99mTcO2, 99mTcO2+, dan 99mTcOOH+. Hidrolisis ini berkompetisi dengan proses khelat dari senyawa dan maka dari itu mereduksi hasil dari 99mTc-khelat. Penggunaan stanoklorida mempunyai kemajuan bahwa juga siap mengalami hidrolisis dalam larutan air pada sekitar pH 6-7 dan membentuk koloid tak larut. Koloid ini mengikat
99m
Tc tereduksi dan kemudian berkompetisi dengan agen khelat
dalam proses labeling. Untuk alasan ini, asam ditambahkan untuk mencegah hidrolisis Sn2+ sebelum reduksi technetium bila sediaan dibuat menggunakan ingridien dasar lebih dari pada kit. Dua kemajuan ini katakanlah hidrolisis dari 99mTc tereduksi dan Sn2+ dapat di kerjakan dengan menambah agen khelat yang cukup. Yang akhir ini akan berikatan dengan 99m
Tc tereduksi dan Sn2+, jadi menghindarkan hidrolisisnya. Rasio dari agen khelat
pada Sn2+ akan cukup besar untuk meyakinkan ikatan yang sempurna. Ikatan antara
Universitas Gadjah Mada
agen khelat dan
99m
Tc tereduksi atau Sn2+ sangat tergantung pada konstante afinitas
dari agen khelat. Bila ini adalah agen khelat lemah (misalnya senyawa fosfat), kemudian menghidrolisa spesies dalam sediaan berlabel
99m
Tc akan cukup relatif tinggi. Maka, bila agen
kompleks mempunyai konstante afinitas tinggi (misalnya DTPA), kemudian jumlah dari spesies terhidrolisa akan minimal. Dalam beberapa kecepatan, dalam sediaan senyawa berlabel tiga spesies 99m
1.
1
2.
99m
99m
mTc, akan terdapat
99m
Tc :
Tc bebas sebagai 99mTcO4" yang tidak direduksi oleh SN2÷.
Tc terhidrolisa, seperti
termasuk 3.
99
99m
99m
TcO2 yang tidak bereaksi dengan agen khelat : ini
Tc tereduksi terikat pada Sn2÷ terhidrolisa.
Tc-khelat terikat, yang banyak senyawa dibentuk oleh ikatan
99m
Tc tereduksi
dengan agen khelat. Dalam kebanyakan penyiapan rutin, fraksi utama dari radioaktifitas adalah dalam bentuk ikatan. Fraksi bebas dan terhidrolisa dapat tak terhingga dan hams dihilangkan atau direduksi menjadi tingkat minimum maka mereka tidak menginterferensi secara signifikan dengan tes diagnostik dalam pertanyaan. Sifat dan keadaan valensi dari technetium tereduksi dalam senyawa berlabel
99m
Tc
tidak diketaahui dengan pasti. Pengukuran polarografi dan titrasi iodometrik telah digunakan untuk mengukur keadaan valensi dari technetium tereduksi dalam senyawa ini. Dalam
99m
berlabel
Tc-DTPA telah dilaporkan menjadi keadaan Tc3+, di mana dalam albumin
99m
Tc, keadaan valensi telah di perkirakan menjadi Tc5+. Walaupun kelanjutan
reduksi masih Conjecture dalam beberapa senyawa berlabel
99m
Tc, ini pasti bahwa
berbagai dari senyawa ke senyawa karena berbagai faktor fisiko kimia mempengaruhi reduksi 99mTc7+. Radiofarmasetik- 99mTc berikut digunakan di dalam kedokteran nuklir; technetate;
99m
makroagregat; glukoheptonat; merah;
99m
Tc-berlabel albumin serum manusia; 99m 99m
Tc difosfonat dan
99m
99m
Tc-MAA;
Tc pirofosfat;
99m
Tc DTPA; dan
Tc sodium per
Tc feri hidroksida
Tc sulfur koloid;
Tc berlabel mikrosphere albumin manusia; 99m
99m
99m
99m
99m
Tc
Tc berlabel sel darah
Tc asam dimerkaptosuksinat (DMSA). Ini adalah isotop
produksi Cyclotron dan maka dari itu agak mahal. Isotop
123
1 umumnya banyak
digunakan untuk produksi antigen RIA dan senyawa lain untuk prosedur in vitro dan mempenyuai kemajuan untuk waktu paruh panjang (60 hari) dan tidak ada emisi partikel. Maka, energi rendahnya (27-35 keV) foton membuatnya tak stabil untuk
Universitas Gadjah Mada
gambaran in vivo. Isotop
131
1 banyak digunakan dalam kedokteran klinik, terutama
untuk studi in vivo, sebab mempunyai waktu paruh 8 hari dan 364 keV foton. Maka, emisi β memberikan dosis radiasi lebih besar pada pasien dari pada 1231. Waktu paruh pendek (2,3 jam) dan energi emisi sinar dan
132
1 membatasi penggunaannya dalam
studi klinik. Spesies terhidrolisa juga dapat menginter-ferensi dengan tes diagnostik dalam pertanyaan bila mereka berada dalam jumlah tak terhingga dalam radiofarmasetik. Koloid dan Partikel berlabel Dalam larutan murni, misalnya sukrosa, sodium klorida dsb., partikel solute didistribusikan dalam solven dipercaya menjadi bentuk molecular. Besarnya partikel lebih kecil dari 1 nanometer (1nm= 10-9 meter) dan partikel tidak tampak dibawah ultramikroskop. Dengan kata lain, suspensi atau emulsi mengandung partikel yang cukup besar untuk tampak mata atau paling tidak dibawah sinar mikroskop. Patikel ini lebih besar dari 1 mikrometer (1 µm = 10-6 meter = 104 cm). Sistem koloid didapatkan antara dua ekstrem dari larutan murni dan suspensi. Besarnya partikel koloidal berjarak antara 10 nm dan 1 m, dan mereka umumnya bermuatan listrik. Muatan permukaan dari partikel (mobil) adalah diimbangi dengan muatan yang sama dan berlawanan dari lapisan mobil dari solven. Perkembangan potensial antara dua lapisan disebutnya ....potensial. Penambahan elektrolit (garam, asam, atau basa) untuk memecah koloid potensial ini dan kadang-kadang menyebabkan agregasi atau flokulasi dari koloid. Agen stabilisasi seperti gelatin, polivinil pirolidon atau karboksi metal selulosa ditambahkan pada beberapa sediaan koloidal untuk mencegah agregasi. Stabilitas dan karakteristik dari koloid tergantung pada beberapa faktor seperti bentuk, muatan primer, .... — potensial, valensi dari ion-ion, tegangan permukaan, viskositas, dan polaritas dari medium disperse. Partikel koloidal tidak tampak dibawah cahaya mikroskop tetapi dapat dideteksi dibawah ultra mikroskop atau mikroskop electron. Koloid kadang-kadang dipilih sebagai "makroagregat" walaupun beberapa yang lain menyatakan yang terakhir ini sebagai memiliki ukuran berjarak 0,5-5 m. Contoh koloid yang digunakan dalam kedokteran nuklir adalah 194 Are-koloidal-emas dan
99m
Tc-
sulfur koloid. Partikel ini dihilangkan oleh retikuloendotilial sel dan maka dari itu dapat digunakan untuk imaging liver, spleen, dan bone marrow. Koloid ukuran lebih kecil, seperti
99m
Tc-antimoni sulfide koloid, digunakan untuk limfoscintigrafi. Partikel yang
lebih besar, atau makroagregat seperti yang sering disebut, adalah lebih besar dari 1
Universitas Gadjah Mada
pm dan dapat dilihat dibawah cahaya mikroskop. Besarnya partikel dapat diukur menggunakan kemocytometer dibawah cahaya mikroskop. Contoh dari partikel yang lebih besar adalah
99m
Tc-MAA dan albumin mikrossphere, dengan jarak ukuran antara
15 dan 100 pm. Partikel yang lebih besar ini ditangkap dalam bed kapiler dari lungs dan banyak digunakan untuk imaging dari lungs.
Universitas Gadjah Mada
