Dalton Transactions: впервые синтезирован вид меди, не встречающийся в природе

Фото из открытых источников

Учеными Венского технического университета найдена методика, позволяющая упростить и удешевить синтез одного из важнейших медицинских изотопов — меди-64. Данный радиоактивный элемент используют для ПЭТ-диагностики, а в последнее время он всё чаще становится основой для терапии опухолей.

Но он не встречается в природе, а искусственное получение требовало весьма дорогостоящего оборудования, к тому же, исходное сырьё редкое, малодоступное. Сейчас австрийские исследователи отыскали альтернативный путь — через превращение стабильной меди-63 в медь-64 посредством нейтронного облучения в исследовательском реакторе. Основная роль в процессе отведена давно известной, но ранее никогда не применявшейся в этой области «химии отдачи». Работу опубликовали в журнале Dalton Transactions.

До сих пор изотоп получают в основном в циклотроне, для чего производят облучение ядер никеля-64 протонами, способными превращать его атом в медь-64 путём выбивания из него нейтрона. Метод надежный, но требует дорогого оборудования, да и исходный изотоп Ni-64 встречается крайне редко. К тому же, медь-64 распадается за 13 часов, значит, производить изотоп нужно быстро и близко к месту применения.

Идея заменить никель на более доступную медь-63 возникала давно, казалось, надо просто добавить один нейтрон. Но после облучения получалась смесь, состоящая почти полностью из обычной меди, и лишь в ничтожной доле — из Cu-64. А химическое их разделение практически невозможно.

Команда Венского технического университета преодолела эту проблему благодаря эффекту отдачи. Они решили встроить атомы меди-63 в специально созданные молекулы: стойкие металлоорганические комплексы, похожие на структуру гема в человеческой крови.

Когда медь-63 поглощает нейтрон, трансформируясь в медь-64, в ее ядре образуется значительный избыток энергии. Она избавляется от него, испуская гамма-квант. Этот импульс очень мощный, он «выбивает» атом из молекулы, в итоге в комплексе остаётся лишь исходная стабильная медь.

После облучения остаётся смесь: связанная в молекулах Cu-63 и свободная Cu-64. Последняя легко выделяется при помощи традиционных химических методов. Что позволяет автоматизировать процесс, тем более что для облучения достаточно обычного исследовательского реактора.