مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

شماره جاری

کلیه شماره‌های مجله

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

اعضای گروه دبیران (هیئت تحریریه)

فرایند پذیرش مقالات

پیوندهای مفید

راهنمای نویسندگان

دریافت قالب مقاله

دریافت فرم‌ ها

راهنمای ارسال مقاله

راهنمای داوری مقالات

اسامی سالانه داوران

ثبت داوری در پایگاه داوری Web of Science (publons)

اطلاعات تماس

فرم ارتباط با مجله

محاسبه بهره تولید رادیوایزوتوپ ترانوستیک مس-67 از طریق واکنش‌های 68Zn(p,2p)67Cu، 70Zn(p,α)67Cu، 70Zn(d,x)67Cu و 64Ni(α,p)67Cu

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی پرتوپزشکی، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، صندوق پستی: 1616، لاهیجان - ایران

چکیده

67Cu رادیوایزوتوپی مناسب برای پرتودرمانی هدفمند، تصویربرداری پزشکی هسته‌ای و محاسبات دزیمتری حین درمان است. در این مطالعه مناسب‌ترین واکنش برای تولید رادیوایزوتوپ 67Cu در شتاب‌دهنده‌های سیکلوترون موردبررسی قرار می‌گیرد. در ابتدا با استفاده از کدهای مونت‌کارلو TALYS-1/96 و EMPIRE-3-2-2، توابع برانگیختگی واکنش‌های 68Zn(p,2p)67Cu، 70Zn(p,α)67Cu، 70Zn(d,x)67Cu و 64Ni(α,p)67Cu در بازه انرژی 0 تا MeV 100 شبیه‌سازی شد. با استفاده از کد SRIM-2013، ضخامت ماده هدف و توان ایستانندگی جرمی این واکنش‌ها محاسبه شد. از داده‌های توابع برانگیختگی و توان ایستانندگی جرمی، بهره تئوری تولید این واکنش‌ها محاسبه شد و با نتایج تجربی مقایسه شد. حداکثر بهره تولید 67Cu واکنش‌های 68Zn(p,2p)67Cu، 70Zn(p,α)67Cu، 70Zn(d,x)67Cu و 64Ni(α,p)67Cu بدون حضور 64Cu به ترتیب در انرژی‌های 100، 35، 40 و MeV 30 به دست آمد و بر اساس نتایج کدهای EMPIRE و TALYS به ترتیب برابر با 0/442، 1/248، 9/842، 7/77، 21/131، 11/542، 1/638 و MBq/µAh 621/1 بود. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده و مقایسه آن‌ها با نتایج تجربی، واکنش 70Zn(d,x)67Cu در انرژی MeV 40 بهترین واکنش برای تولید 67Cu بدون حضور ناخالصی 64Cu است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calculation of the production yield of theranostic 67Cu radioisotope via the 68Zn(p,2p)67Cu, 70Zn(p,α)67Cu, 70Zn(d,x)67Cu and 64Ni(α,p)67Cu reactions

نویسندگان [English]

  • M. Jeldani
  • A.R. Azadbar

Department of Radiological Engineering, Lahijan Branch, Islamic Azad University, P.O.Box: 1616, Lahijan - Iran

چکیده [English]

Copper-67 (67Cu) is a suitable radioisotope for targeted radionuclide therapy, nuclear medicine imaging, and dosimetry calculations during treatment. This study investigates the optimal reaction for producing 67Cu in cyclotron accelerators. The excitation functions of the reactions 68Zn(p,2p)67Cu, 70Zn(p,α)67Cu, 70Zn(d,x)67Cu, and 64Ni(α,p)67Cu were simulated in the energy range of 0 to 100 MeV using TALYS-1.96 and EMPIRE-3.2.2 Monte Carlo codes. The target thickness and mass stopping power of these reactions were calculated using the SRIM-2013 code. The theoretical yield of these reactions was derived from the excitation function data and mass stopping power, and compared with experimental results. The maximum yield of 67Cu production without 64Cu contamination at energies of 100, 35, 40, and 30 MeV for the reactions 68Zn(p,2p)67Cu, 70Zn(p,α)67Cu, 70Zn(d,x)67Cu, and 64Ni(α,p)67Cu, respectively, were obtained. According to the results from EMPIRE and TALYS codes, these yields were 0.442, 1.248, 9.842, 7.77, 21.131, 11.542, 1.638, and 1.621 MBq/µAh, respectively. Based on the obtained results and their comparison with experimental data, the 70Zn(d,x)67Cu reaction at 40 MeV is identified as the best reaction for producing 67Cu without 64Cu contamination.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 67Cu
  • Cyclotron
  • EMPIRE code
  • TALYS code
  • Production yield
مراجع
  1. Knapp F.F, Dash A. Radiopharmaceuticals for Therapy. Springer, India. 2016.

 

  1. Junde H, Xiaolong H, Tuli J. Nuclear Data Sheets for A = 67. Nucl. Data Sheets. 2005;106:159-250.

 

  1. DeNardo S.J, DeNardo G.L, Kukis D.L, Shen S, Kroger L.A, DeNardo D.A, Goldstein D.S, Mirick G.R, Salako Q, Mausner L.F, Srivastava S.C, Meares C.F. 67Cu-21T-BAT-Lym-1 pharmacokinetics, radiation dosimetry, toxicity and tumor regression in patients with lymphoma. J. Nucl. Med. 1999;40:302-309.

 

  1. Blower P.J, Lewis J.S, Zweit J. Copper radionuclides and radiopharmaceuticals in nuclear medicine. Nucl. Med. Biol. 1996;23:957-980.

 

  1. Johnson P.E, Milne D.B, Lykken G.I. Effects of age and sex on copper absorption, biological half-life, and status in humans. Am. J. Clin. Nutr. 1992;56:917-925.

 

  1. Linder M.C, Hazegh-Azam M. Copper biochemistry and molecular biology. Am. J. Clin. Nutr. 1996;63:797-811.

 

  1. Anderson C.J, Green M.A, Fujibayashi Y. In: Handbook of Radiopharmaceuticals. Edited by Welch M.J, and Redvanly C.S. John Wiley & Sons Inc, United States. 2003;401-422.

 

  1. Cullinane C, Jeffery C.M, Roselt P.D, Van Dam E.M, Jackson S, Kuan K, Jackson P, Binns D, Van Zuylekom J, Harris M.J, Hicks R.J, Donnelly P.S. Peptide receptor radionuclide therapy with 67Cu-CuSarTATE is highly efficacious against a somatostatin positive neuroendocrine tumor model. J. Nucl. Med. 2020;61(12):1800-1805.

 

  1. Kelly J.M, Ponnala S, Amor-Coarasa A, Zia N.A, Nikolopoulou A, Williams Jr C, Schlyer D.J, DiMagno S.G, Donnelly P.S, Babich J.W. Preclinical evaluation of a high-affinity sarcophagine-containing PSMA ligand for 64Cu/67Cu-based theranostics in prostate cancer. Mol. Pharm. 2020;17:1954-1962.

 

  1. Shen S, DeNardo G.L, DeNardo S.J, Salako Q. Dosimetric evaluation of Copper-64 in copper-67-2IT-BAT-Lym-1 for radioimmuno-therapy. J. Nucl. Med. 1996;37:146-150.

 

  1. Pupillo G, Sounalet T, Michel N, Mou L, Esposito J, Haddad F. New production cross sections for the theranostic radionuclide 67Cu. Nuclear Inst, and Methods in Physics Research B. 2018;415:41-47.

 

  1. Tárkányi F, Hermanne A, Ignatyuk A.V, Takács S, Capote R. Upgrade of recommended nuclear cross section data base for production of therapeutic radionuclides. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2022;331(3):1163-1206.

 

  1. Katabuchi T, Watanabe S, Ishioka N, Iida Y, Hanaoka H, Endo K, Matsuhashi S. Production of Cu-67 via the Zn-68(p,2p)Cu-67 reaction and recovery of Zn-68 target. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2008;277:467-470.

 

  1. Skakun Y, Qaim S.M. Excitation function of the 64Ni(a,p)67Cu reaction for production of 67Cu. Applied Radiation and Isotopes. 2004;60:33-39.

 

  1. Ohya T, Nagatsu K, Suzuki H, Fukada M, Minegishi K, Hanyu M, Zhang M.R. Small-scale production of 67Cu for a preclinical study via the 64Ni(α,p)67Cu channel. Nuclear Medicine and Biology. 2018;59:56-60.

 

  1. Takács S, Aikawa M, Haba H, Komori Y, Ditrói F, Szűcs Z, Saito M, Murata T, Sakaguchi M, Ukon N. Cross sections of alpha-particle induced reactions on natNi: Production of 67Cu. Nuclear Inst. and Methods in Physics Research B. 2020;479:125-136.

 

  1. Kozempel J, Abbas K, Simonelli F, Bulgheroni A, Holzwarth U, Gibson N. Preparation of 67Cu via deuteron irradiation of 70Zn. Radiochimica Acta. 2012;100(7):419-424.

 

  1. Nigron E, Guertin A, Haddad F, Sounalet T. Is 70Zn(d,x)67Cu the best way to produce 67Cu for medical applications?. Frontiers in Medicine. 2021;8:674-617.

 

  1. Brühlmann S.A, Walther M, Kreller M, Reissig F, Pietzsch H.J, Kniess T, Kopka K. Cyclotron-Based Production of 67Cu for Radionuclide Theranostics via the 70Zn(p,α)67Cu Reaction. Pharmaceuticals. 2023;16:314.

 

  1. Pupillo G, Mou L, Martini P, Pasquali M, Boschi A, Cicoria G, Duatti A, Haddad F, Esposito J. Production of 67Cu by enriched 70Zn targets: first measurements of formation cross sections of 67Cu, 64Cu, 67Ga, 66Ga, 69mZn and 65Zn in interactions of 70Zn with protons above 45 MeV. Radiochim. Acta. 2020;108(8):593-602.

 

  1. Herman M, Capote R, Sin M, Trkov A, Carlson B. Nuclear reaction model code empire-3.2 (malta). 2012.

 

  1. Koning A.J, Hilaire S, Goriely S. TALYS-1.96; A nuclear reaction program User manual. 1th ed. (NRG, Netherlands. 2021).

 

  1. Ziegler J.F. Interactions of ions with matter. Available from: http://www.srim.org/. 2013.

 

  1. Kastleiner S, Coenen H.H, Qaim S.M. Possibility of production of 67Cu at a small-sized cyclotron via the (p,α)-reaction on enriched 70Zn. Radiochimica Acta. 1999;84(2):107-110.

 

  1. Levkovskii V.N. The cross-sections of activation of nuclides of middle-range mass (A=40-100) by protons and alpha particles of middle range energies (E=10-50 MeV). Inter-Vesy. Moscow. 1991.

 

  1. Szelecsényi F, Steyn G.F, Dolley S.G, Kovács Z, Vermeulen C, Van Der Walt T.N. Investigation of the 68Zn(p,2p)67Cu nuclear reaction: New measurements up to 40 MeV and compilation up to 100 MeV. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2009;267(11):1877-1881.

 

  1. Stoll T, Kastleiner S, Shubin Y.N, Coenen H.H, Qaim S.M. Excitation functions of proton induced reactions on 68Zn from threshold up to 71 MeV, with specific reference to the production of 67Cu. Radiochimica Acta. 2002;90(6):309-313.
مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای
دوره 45، شماره 4 - شماره پیاپی 110
دی 1403
صفحه 179-189
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار