Nghiên cứu điều chế hợp chất 166ho EDTMP cho mục đích ứng dụng trong y học hạt nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN PHẠM THỊ THẢO NGUYÊN - 1410707 166 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ HỢP CHẤT Ho-EDTMP CHO MỤC ĐÍCH ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC HẠT NHÂN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TH.S DƯƠNG VĂN ĐƠNG KHĨA 2014 - 2019 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii LỜI CẢM ƠN Trong lời khóa luận, tơi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc, tình cảm q mến, kính trọng đến tất người hỗ trợ, giúp đỡ chuyên môn, vật chất tinh thần suốt trình thực khóa luận Trước hết, tơi xin chân thành cảm ơn tất thầy cô anh chị Trung tâm Nghiên cứu Điều chế đồng vị phóng xạ-Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, người tận tình dẫn, truyền cho tơi niềm đam mê nghiên cứu khoa học Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Dương Văn Đông anh Đặng Hồ Hồng Quang, trực tiếp hướng dẫn, nhận xét giúp đỡ suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Kỹ thuật Hạt nhân-Trường Đại học Đà lạt tận tình truyền đạt kiến thức quý báu, dạy dỗ giúp đỡ suốt năm tháng học tập trường Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình bạn lớp Hạt Nhân K38 giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập làm khóa luận vừa qua Do thời gian thực có hạn kiến thức chun mơn cịn nhiều hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót định Kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Lạt, ngày 10 tháng 12 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Thảo Nguyên iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung đề tài thực cách trung thực nghiêm túc Trung tâm Nghiên cứu Điều chế đồng vị phóng xạ Các số liệu, kết nêu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước nhà trường cam đoan Đà Lạt, ngày 10 tháng 12 năm 2018 Người cam đoan Phạm Thị Thảo Nguyên iv YHHN ĐVPX DCPX EDTMP PDTMP HEDP MDP NTĐH TLC LAL HS v MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Y học hạt nhân 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Lịch sử phát triển 1.2 Giới thiệu chung dược chất phóng xạ y học hạt nhân 1.2.1 Khái niệm dược chất phóng xạ 1.2.2 Phân loại dược chất phóng xạ 1.2.3 Các thuộc tính dược chất phóng xạ 1.2.4 Cơ chế tập trung dược chất phóng xạ chẩn đốn điều trị 1.3 Các dược chất phóng xạ dùng chẩn đốn điều trị đau xương .9 1.4 Nguyên tố Holmi đồng vị phóng xạ 166 Ho 1.4.1 Lịch sử nguyên tố 1.4.2 Tính chất nguyên tử holmi 10 1.4.3 Tính chất vật lý 11 1.4.4 Tính chất hóa học 12 1.4.5 Đồng vị phóng xạ 166 Ho 13 1.5 Cơ sở lý thuyết phương pháp đánh dấu 166 Ho 3+ với EDTMP 15 1.5.1 Tính chất cấu tạo hóa học hợp chất EDTMP 15 1.5.2 Cơ sở phản ứng tạo phức ion 166 Ho 3+ EDTMP 16 1.6 Các phương pháp đánh dấu phóng xạ 17 1.6.1 Nguyên tắc đánh dấu 17 1.6.2 Các phương pháp đánh dấu 17 1.7 Phương pháp kiểm tra chất lượng dược chất phóng xạ 19 1.7.1 Phương pháp kiểm tra độ hóa phóng xạ 19 1.7.2 Phương pháp kiểm tra độ hóa học 20 vi 1.7.3 Phương pháp kiểm tra pH 20 1.7.4 Phương pháp kiểm tra độ hạt nhân 20 1.7.5 Phương pháp kiểm tra độ vô khuẩn 21 1.7.6 Phương pháp kiểm tra chí nhiệt tố 22 1.8 Các phương pháp sắc ký xác định độ hóa phóng xạ 22 1.8.1 Sắc ký giấy 22 1.8.2 Sắc ký lớp mỏng 24 CHƯƠNG - PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 26 2.1 Điều chế đồng vị phóng xạ 166 Ho lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt .26 2.1.1 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 26 2.1.2 Điều chế đồng vị phóng xạ 2.1.3 Kiểm tra chất lượng 166 166 Ho 27 Ho 28 2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quy trình đánh dấu 166 Ho với EDTMP 29 2.2.1 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 29 2.2.2 Pha dung dịch đánh dấu dung môi kiểm tra 32 2.2.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất đánh dấu 166 Ho-EDTMP 33 2.2.4 Kiểm tra chất lượng hợp chất 166 Ho-EDTMP 38 CHƯƠNG - KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 41 3.1 Kết điều chế kiểm tra chất lượng 166 3.1.1 Kết điều chế đồng vị phóng xạ 166 3.1.2 Kết kiểm tra chất lượng Ho 41 Ho từ bia 165 Ho2O3 41 166 Ho 42 166 3.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất đánh dấu HoEDTMP 45 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol 166 Ho:EDTMP .45 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất đánh dấu 47 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất đánh dấu 50 vii 3.3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất đánh dấu 52 166 3.2.5 Kết khảo sát độ bền 3.3 Quy trình điều chế hợp chất 166 Ho-EDTMP theo thời gian 55 Ho-EDTMP 57 3.3 Kết kiểm tra chất lượng 166 Ho-EDTMP .58 3.3.1 Kết kiểm tra độ hóa phóng xạ 58 3.3.2 Kết thử độ vô khuẩn 166 Ho-EDTMP 58 CHƯƠNG - KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 63 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Dược chất phóng xạ cho chẩn đốn điều trị ung thư di xương Bảng 1.2 Phân nhóm nguyên tố đất 10 Bảng 1.3 Các tính chất nguyên tử holmi 11 Bảng 1.4 Các tính chất vật lý Holmi 12 Bảng 1.5 Các đồng vị ổn định nguyên tố Holmi 14 Bảng 1.6 Hằng số phân ly EDTMP (H8L) 15 Bảng 2.1 Khảo sát tỷ lệ mol 166 3+ Ho :EDTMP 34 Bảng 2.2 Khảo sát pH đánh dấu 166 Ho 3+ với EDTMP 35 166 Bảng 2.3 Khảo sát thời gian đánh dấu Ho 166 Ho Bảng 2.5 Khảo sát độ bền phức chất 166 Bảng 2.4 Khảo sát nhiệt độ đánh dấu 3+ 3+ với EDTMP 36 với EDTMP 37 Ho-EDTMP 38 Bảng 3.1 Các thơng số liên quan đến tính tốn hoạt độ theo lý thuyết 41 Bảng 3.2 Các đỉnh phát phổ đo 42 Bảng 3.3 Kết độ hóa phóng xạ chạy hệ dung môi .44 Bảng 3.4 Kết ảnh hưởng tỷ lệ mol 166 Ho:EDTMP 45 Bảng 3.5 Kết ảnh hưởng pH 47 Bảng 3.6 Kết ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất đánh dấu .50 Bảng 3.7 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 52 Bảng 3.8 Kết khảo sát độ bền theo thời gian 55 Bảng 3.9 Kết thử độ vô khuẩn 166 Ho-EDTMP 59 ix DANH MỤC HÌNH 55 Phổ đối chứng 166 HoCl3 Hình 3.14 Phổ sắc ký khảo sát độ bền theo thời gian 56 166 3.3 Quy trình điều chế hợp chất Ho-EDTMP Từ thông số khảo sát trên, đưa quy trình đánh dấu phù hợp để điều chế 166 Ho-EDTMP có hoạt độ 50mCi theo sơ đồ hình 3.15 Dung dịch A: EDTMP có nồng độ 115mg/ml Lọc vơ trùng phin lọc 0,22µm (lấy 4ml) 4ml dung dịch A + 0,1ml dung dịch B Điều chỉnh pH=7-8 HCl 1M, 2M Nhiệt độ phòng Thời gian đánh dấu 30 phút 166 Ho-EDTMP o Lọc vô trùng; hấp 120 C 15 phút Kiểm tra chất lượng Phân chia, dán nhãn, đóng gói bảo quản Hình 3.15 Quy trình điều chế hợp chất 57 166 Ho-EDTMP 3.3 Kết kiểm tra chất lượng 166 Ho-EDTMP 3.3.1 Kết kiểm tra độ hóa phóng xạ Độ hóa phóng xạ 166 Ho- EDTMP ≥ 95% Phổ sắc ký biểu diễn độ hóa phóng xạ mơi NH4OH:CH3OH:H2O (0.2:2:4) hình 3.15 166 Ho- EDTMP hệ dung Hình 3.16 Độ hóa phóng xạ hệ dung môi NH4OH:CH3OH:H2O (0.2:2:4) 3.3.2 Kết thử độ vô khuẩn 166 Ho-EDTMP Sau 14 ngày quan sát, thu kết thử độ vô khuẩn bảng 3.9 58 Bảng 3.9 Kết thử độ vô khuẩn 166 Ho-EDTMP Ngày cấy mẩu: 12/11/2018 Ngày kết thúc: 26/11/2018 Ngày quan FTM sát (1) 01 - 02 - 03 - 04 - 05 - 06 - 07 - 08 - 09 - 10 - 11 - 12 - 13 - 14 - Ghi chú: 166 Các ống chế phẩm Ho-EDTMP ống đối chứng (-) quan sát không thấy nhiễm q trình theo dõi kết âm tính, ống đối chứng (+) quan sát thấy đục từ ngày thứ trở cho thấy vi khuẩn kị khí hiếu khí phát triển mơi trường FTM SCD chứng tỏ mẩu khơng có chất kháng sinh ức chế vi khuẩn Kết luận: Các mẩu thử đạt yêu cầu độ vô khuẩn kiểm nghiệm thuốc 59 CHƯƠNG - KẾT LUẬN 166 Đề tài nghiên cứu điều chế hợp chất Ho-EDTMP cho mục đích ứng dụng y học hạt nhân đạt kết sau: hoạt độ riêng Đã điều chế đồng vị phóng xạ 166Ho lị phản ứng hạt nhân Đà Lạt từ bia 165 Ho2O3, có độ hạt nhân ≥ 99%, độ hóa phóng xạ ≥98% 67mCi/mg đủ dùng nghiên cứu điều chế hợp chất đánh dấu tỷ lệ 166 Đã đưa quy trình phù hợp điều chế hợp chất 166 Ho-EDTMP, có hiệu suất đánh dấu độ hóa phóng xạ cao (>95%), điều kiện: 3+ mol Ho :EDTMP 1:20; pH=7-8; thời gian đánh dấu 30 phút nhiệt độ phòng; ổn định đệm phosphate 0,05M, pH=7,5 166 Hợp chất Ho-EDTMP đạt tiêu dược chất phóng xạ có độ hóa phóng xạ ≥95%, đạt tiêu chí độ vơ khuẩn nội độc tố vi khuẩn theo Dược điển IV Việt Nam 166 Hợp chất Ho-EDTMP hướng nghiên cứu Việt Nam nhằm phát triển dược chất phóng xạ đáp ứng nhu cầu sử dụng khoa y học hạt nhân đặc biệt điều trị giảm đau ung thư di xương nước, Vì thời gian tiến hành khóa luận tốt nghiệp ngắn nên đề tài bước 166 đầu nghiên cứu điều chế hợp chất Ho-EDTMP giai đoạn phịng thí nghiệm nên kết cịn hạn chế Do đó, thời gian tới Trung Tâm Nghiên cứu Điều chế đồng vị phóng xạ, Viện Nghiên cứu Hạt nhân tiếp tục có nghiên cứu thêm phân bố sinh học động vật, dược động học hợp chất để tiến tới nghiên cứu lâm sàng 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt [1] Phan Sỹ An (2005), Y học hạt nhân, Giáo trình Bộ mơn Y học hạt nhân, Trường Đại học Y Hà Nội Phan Văn Duyệt (2000), Y học hạt nhân-Cơ sở lâm sàng, Nhà xuất Y học, Hà Nội [2] [3] Dương Văn Đơng (2017), Giáo trình sản xuất đồng vị phóng xạ hợp chất đánh dấu, Trung tâm Nghiên cứu Điều chế Đồng vị phóng xạ, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt [4] Phạm Ngọc Điện, Dương Văn Đông, Nguyễn Thị Thu cộng 90 (2013), Nghiên cứu quy trình đánh dấu Y-EDTMP dùng để giảm đau di xương, Mã số CS/12/01-04, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp sở năm 2012, Viện nghiên cứu hạt nhân, Viện lượng nguyên tử Việt Nam [5] Đặng Hồ Hồng Quang, Dương Văn Đông, Bùi Văn Cường cộng 166 (2016), Nghiên cứu điều chế chế phẩm Ho-chitosan định hướng điều trị ung thư gan, Mã số CS/16/01-01, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp sở năm 2016, Bộ Khoa học Công nghệ, Viện lượng nguyên tử Việt Nam [6] Lê Chí Kiên (2006), Hóa học phức chất, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội [7] Nguyễn Thị Thu (2005), Nghiên cứu điều chế dược chất phóng xạ MDP 99m (methylene disphosphonate) đánh dấu với đồng vị Tc dùng hình xương, Mã số CS/04/01-02, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp sở năm 2004, Bộ Khoa học Công nghệ, Viện lượng nguyên tử Việt Nam [8] Đào Hữu Vinh (1985), Các phương pháp sắc ký, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội [9] Nguyễn Đức Vượng (2017), Giáo trình nguyên tố đất hiếm, Trường Đại học Quảng Bình [10] Dược điển Việt Nam IV (2009), Hà Nội 61 Tài liệu tham khảo tiếng Anh Ali Bahrami-Samani, Reza Bagheri, Amir R Jalilian, Simindokht Shirvani-Arani, Mohammad Ghannadi-Maragheh, Mojtaba Shamsaee (2010), [11] Production, Quality Control and Pharmacokinetic Studies of Therapeutic Applications, Scientia pharmaceutica, Austria 166 Ho-EDTMP for [12] E.Bujdosó, I.Fehér, G.Kardos (1973), Activation and decay tables of radioisotopes, Akadémiai Kiadó, Budapest, p.450 Fischer M., Kampen U.W (2012), Radionuclide therapy of bone metastases, Karger GmbH, Freiburg [13] Tài liệu tham khảo Internet [14] Bùi Hải Bình (2014),Chẩn đoán điều trị ung thu di xương (bone metastases), Bác sĩ nội trú [15] Holmium, Wikipedia, the free encyclopedia, [16] Periodic table of elements, EnvironmentalChemistry, 62 PHỤ LỤC Bảng Số liệu khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol dấu 166 Ho:EDTMP đến hiệu suất đánh Tỷ lệ mol 166 Ho:EDTMP 1:5 1:10 1:20 1:40 Bảng Số liệu khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất đánh dấu Dãy pH 5-6 7-8 9-10 11-12 Bảng Số liệu khảo sát ảnh hưởng thời gian đánh dấu đến hiệu suất đánh dấu Thời gian (phút) 10 30 60 63 Bảng Số liệu khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất đánh dấu Nhiệt độ o ( C) 25 40 60 80 Bảng Số liệu khảo sát độ bền 166 Ho:EDTMP theo thời gian Thời gian (giờ) 12 24 48 96 64 65 ... phí cho bệnh nhân mục tiêu hàng đầu ngành hạt nhân nói chung sản xuất dược chất phóng xạ nói riêng Với lý trên, chọn nội dung ? ?Nghiên cứu điều chế hợp 166 chất Ho -EDTMP cho mục đích ứng dụng y học. .. đánh dấu Việc sử dụng hợp chất đánh dấu với hạt nhân phóng xạ sử dụng y học, hoá sinh học lĩnh vực liên quan khác Trong lĩnh vực y học, hợp chất đánh dấu với hạt nhân phát beta chủ y? ??u dùng thí nghiệm... học hạt nhân 1.1.1 Định nghĩa [1] Y học hạt nhân (YHHN) chuyên ngành y học bao gồm việc sử dụng đồng vị phóng xạ (ĐVPX) hợp chất phóng xạ, chủ y? ??u nguồn phóng xạ hở để chẩn đoán, điều trị bệnh nghiên