UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE PRÍRODOVEDECKÁ FAKULTA Vplyv aniónov na sorpciu 99m TcO 4- na Sn-hydroxyapatit JADROVÁ CHÉMIA V ŠKOLSTVE, VÝSKUME, PRIEMYSLE A PREVÁDZKE JADROVÝCH ELEKTRÁRNÍ Modra-Harmónia -22/9/16 Andrea Hamárová Oľga Rosskopfová
HYDROXYAPATIT ortofosforečnan vápenatý kryštálová jednotka HA dve molekuly Ca 5 (PO 4 ) 3 OH zložka oporného systému stavovcov kosti 6%, zubná sklovina 9% Použitie: implantáty, povlaky na implantáty, dentálna chirurgia biokompatibilita bioaktivita netoxickosť nezápalovosť adsorbent ťažkých kovov a rádionuklidov z vodných odpadov U, Am, Np, Co, Sr, atď. vysokej chemickej stabilite nízka rozpustnosť vo vode vysoký špecifický merný povrch dobrým tlmivým vlastnostiam Obr. 1 Kryštálová mriežka hydroxyapatitu Obr. 2 práškový HA Obr. 3 HA zobrazený pomocou SEM
Hydroxyapatit substituovaný katiónmi a aniónmi jednozložkové ióny Ag + Cu 2+, Zn 2+, Ni 2+, Sr 2+, Sn 2+, Mg 2 +, Cd 2+ viaczložkové ióny Cu-Zn, Sr-Mg inkorporácia aniónov do štruktúry HA heterogénnou aniónovou výmenou CO 3, F -, SiO 3 Obr. 1 Kryštálová mriežka hydroxyapatitu Obr. 2 práškový HA Obr. 3 HA zobrazený pomocou SEM
TECHNÉCIUM V súčasnosti je známych 35 izotopov technécia 98 Tc, 97 Tc a 99 Tc 95m Tc, 97m Tc či 99m Tc Obr. 1 Premenová schéma 99 Mo a 99m Tc Obr. 4 99 Mo/ 99m Tc generátor Najpoužívanejším rádionuklidom v nukleárnej medicíne je 99m Tc T 1/2-6,1 hod. vysoká špecifická aktivita vhodná dostupnosť 99 Mo / 99m Tc generátor Emituje gama žiarenie s energiou 14 kev Technécium je najčastejšie redukované cínatými iónmi SnCl 2 2H 2 O v zriedenej HCl 99m Tc-Sn-koloidné formy rádiofarmák kostne tkanivo
EXPERIMENT zistiť a porovnať vplyv konkurenčných aniónov na adsorpciu technecistanového aniónu na vzorky Sn-HA a Ca + Sn/P = 1,67 Sn/P = 1,67 Tab. 1 Skratky hydroxyapatitov, vstupné reaktanty a spôsob zabudovania Sn 2+ iónov do hydroxyapatitov. vzorka vstupné reaktanty spôsob zabudovania Sn 2+ do vzoriek HA1 comha SnCl 2 2H 2 O adsorpcia Sn 2+ na povrch HA2 Ca(OH) 2 H 3 PO 4 SnCl 2 2H 2 O HA3 CaCl 2 K 2 HPO 4 SnCl 2 2H 2 O inkorporácia Sn 2+ do kryštálovej mriežky hydroxyapatitu inkorporácia Sn 2+ do kryštálovej mriežky hydroxyapatitu c Sn2+ [mol%] mol% 2 mol% 6 mol% 8 mol%
EXPERIMENÁLNA ČASŤ ADSORPČNÉ EXPERIMENTY mg HA + 2 ml roztoku s 99m TcO 4-6 min. metódou rádioindikácie rádioizotopový indikátor 99m Tc vo forme 99m TcO 4 - sorpčné experimenty - vsádzková metódou v plastových skúmavkách so zátkou pomer tuhej a kvapalnej fázy bol 1:1. relatívna chyba merania bola <5% 1 min. a 6 rpm -1 1ml supernatantu Anióny CO 3, HPO 4 a cit 3- vyhodnotenie
R [%] R [%] R [%] Študoval sa vplyv konkurenčných aniónov CO 3, HPO 4, cit 3- na sorpciu technecistanu na Sn-hydroxyapatit, ktorý bol modifikovaný cínatými iónmi. Koncentrácia aniónov bola 1 1-5 mol dm -3 1 1-1 mol dm -3. CO 3 1 1 8 6 4 HA1_CO 3,1,1,1,1,1 1 - c [mol/dm 3 ] 2 mol% HA1 6 mol% HA1 8 mol% HA1 1 1 8 6 4 1 8 6 4 HA2_CO 3,1,1,1,1,1 1 2 mol% HA2 6 mol% HA2 8 mol% HA2 HA3_CO 3,1,1,1,1,1 1 c [mol/dm 3 ] 2 mol% HA3 6 mol% HA3 8 mol% HA3
R [%] R [%] R [%] Študoval sa vplyv konkurenčných aniónov CO 3, HPO 4, cit 3- na sorpciu technecistanu na Sn-hydroxyapatit, ktorý bol modifikovaný cínatými iónmi. Koncentrácia aniónov bola 1 1-5 mol dm -3 1 1-1 mol dm -3. HPO 4 1 1 8 H A1_HPO 4 6 4,1,1,1,1,1 1 2 mol% HA1 6 mol% HA1 8 mol% HA1 1 1 H A 2 _ H PO 4 8 6 4,1,1,1,1,1 1 2 mol% HA2 6 mol% HA2 8 mol% HA2 1 1 8 HA3_HPO 4 2-6 4,1,1,1,1,1 1 2 mol% HA3 6 mol% HA3 8 mol% HA3
R [%] R [%] R [%] Študoval sa vplyv konkurenčných aniónov CO 3, HPO 4, cit 3- na sorpciu technecistanu na Sn-hydroxyapatit, ktorý bol modifikovaný cínatými iónmi. Koncentrácia aniónov bola 1 1-5 mol dm -3 1 1-1 mol dm -3. cit 3-1 1 8 6 4 HA1_cit 3-1 1 8 6 4 HA2_cit 3-,1,1,1,1,1 1 2 mol% HA1 6 mol% HA1 8 mol% HA1,1,1,1,1,1 1-2 mol% HA2 6 mol% HA2 8 mol% HA2 1 1 8 HA3_cit 3-6 4,1 -,1,1,1,1 1 2 mol% HA3 6 mol% HA3 8 mol% HA3
Vo všeobecnosti sa môže skonštatovať, že vplyv konkurenčných aniónov v roztoku na sorpciu technecistanu vzrastal v poradí HPO 4 CO 3 cit 3-.
ZÁVER Štúdium vlastností hydroxyapatitu, ktorý bol modifikovaný Sn 2+ iónmi, ktoré sú potenciálne využiteľné materiály v nukleárnej medicíne a v rádioekológií. Príprava vzoriek: 14 adsorpcia Sn 2+ na povrch vzoriek HA1, inkorporácia Sn 2+ do kryštálovej mriežky HA2 a HA3 Zastúpenie Sn 2+ - mol%, 2 mol%, 6 mol%, 8 mol% a pomer Ca + Sn / P = 1,67 a Sn / P = 1,67. Tab. 5 Skratky hydroxyapatitov, vstupné reaktanty vzorka vstupné reaktanty HA1 comha SnCl 2 2H 2 O HA2 Ca(OH) 2 H 3 PO 4 SnCl 2 2H 2 O HA3 CaCl 2 K 2 HPO 4 SnCl 2 2H 2 O
ZÁVER Vplyv konkurenčných aniónov, na sorpciu 99m TcO 4- narastal v poradí : HPO 4 CO 3 cit 3- Iónová výmena medzi iónmi a Sn 2+ = môže byť ovplyvnená redukcia 99m TcO 4- na chemické formy TcO 2, TcO(OH) 2, TcO 2 2H 2 O a pod., = vplyv na adsorpciu na povrch HA, alebo k tvorbe komplexov s HA Zo získaných údajov o vlastnostiach nami pripravených vzoriek hydroxyapatitov (HA1, HA2, HA3) je možné navrhnúť ich uplatnenie jednak v nukleárnej medicíne diagnostika ochorení skeletu, napr. rôzne karcinómy a metabolické poruchy kosti, a tiež pri imobilizácií 99 Tc z kvapalných odpadov. V ďalšej práci by bolo vhodné zistiť morfológiu a štruktúru HA1, HA2, HA3 pomocou TEM a SEM. Vhodné stanoviť obsah vápnika, fosforu a cínu vo vzorkách, aby sa mohol určiť pomer Ca/P resp. Ca+Sn/P pre hydroxyapatity a pomer Sn/P pre cínaté apatity. Na charakteristiku prítomných fosforečnanov použiť XRD analýzu
Vplyv aniónov na sorpciu 99m TcO 4- na Sn-hydroxyapatit JADROVÁ CHÉMIA V ŠKOLSTVE, VÝSKUME, PRIEMYSLE A PREVÁDZKE JADROVÝCH ELEKTRÁRNÍ Mgr. Andrea Hamárová kontakt: hamarova17@uniba.sk