i

Aktuální číslo:

2021/9

Téma měsíce:

Vzdělávání

Fluor v pozitronové emisní tomografii

 |  31. 5. 2021
 |  Vesmír 100, 378, 2021/6
 |  Téma: Fluor

Zobrazovací technika založená na interakci živého organismu s pozitrony vzniklými radioaktivním rozpadem jader, a zejména na využití radionuklidu fluoru 18F, vykazuje slibné výsledky v biologickém a lékařském výzkumu i v klinické praxi.

Moderní zobrazovací metody nám poskytují informace o morfologii či funkci tkání a orgánů a pomáhají nám diagnostikovat nemoci a poruchy. Jejich princip je založen na optických (endoskopie) nebo akustických (ultrasonografie) vlastnostech, na průchodu ionizujícího záření tkáněmi (RTG, CT), na chování látek v magnetickém poli (MRI) nebo na rozpadu radionuklidů ve tkáních (PET, SPECT).

Právě PET (pozitronová emisní tomografie) je minimálně invazivní a velmi citlivá diagnostická zobrazovací metoda. Podává informace o biochemických a fyziologických procesech v živém organismu, neboť v čase monitoruje prostorové rozložení radiofarmaka emitujícího pozitrony. Často je kombinována s výpočetní tomografií (PET/CT) nebo s magnetickou rezonancí (PET/MRI) pro přesnější anatomickou lokalizaci a diagnostiku metabolických změn. V ČR je nyní více než patnáct PET center.

V PET se používají různé izotopy emitující pozitron. Izotop fluoru 18F je z nich nejvýhodnější, protože má nejdelší poločas rozpadu (obr. 1A) a nízkou energii vzniklých pozitronů. Ty v organismu urazí jen krátkou dráhu (nejvýše dva milimetry), než během několika nanosekund anihilují s elektronem za vzniku dvou fotonů záření γ. Výsledný obraz má díky tomu vyšší rozlišení.

Pro přípravu fluoru 18F se využívá nukleární reakce, při níž se izotop kyslíku 18O (jako výchozí látka se využívá izotopicky značená voda nebo molekula kyslíku) bombarduje protony (p+) urychlenými v cyklotronu za vzniku izotopu 18F a neutronu (n). Zpětně pak dochází k rozpadu fluoru na kyslík a současné emisi pozitronu (e+) – obr. 1B.

Fotony záření γ vzniklé anihilací pozitronu s elektronem jsou emitovány v opačných směrech do detektoru umístěného v prstenci okolo pacienta. V něm jsou zachyceny a převedeny na elektrický signál. Z množství detekovaných fotonů ve stejném čase a v různých směrech záření je možno lokalizovat místo vzniku záření a zrekonstruovat aktivitu radiofarmaka ve formě 2D nebo 3D obrazu (obr. 1C). Nejčastěji se metoda PET, kombinovaná s CT nebo MRI, používá v onkologii při zobrazování zhoubných nádorů v těle a lokalizaci metastáz, v neurologii při sledování akumulace amyloidního plaku u pacientů s Alzheimerovou chorobou, Parkinsonovou nemocí nebo trpících epilepsií, dále v kardiologii a při vývoji léčiv – studuje se jejich účinek a vyhodnocují se interakce s receptorem.

Příprava 18F-radiofarmak

Nyní vidíte 20 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Fluor
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Farmakologie, Biologie

O autorovi

Petr Beier

Ing. Petr Beier, Ph.D., (*1978) vystudoval organickou chemii na Univerzitě Pardubice, doktorát z organické chemie získal na Univerzitě St. Andrews ve Velké Británii. Jako postdok působil na Loker Hydrocarbon Research Institutu a na Univerzitě Jižní Kalifornie v Los Angeles, USA. Od roku 2007 vede výzkumnou skupinu v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, která se zabývá organickou syntézou sloučenin prvků hlavní skupiny. Je držitelem ceny Alfreda Badera za organickou chemii (2013) a Royal Chemical Society Fluorine Prize (2017).
Beier Petr

Další články k tématu

Fluor v organických sloučeninách

Z přírody známe jen asi dvacet organických sloučenin obsahujících atomy fluoru. Člověk jich ale syntetizoval mnohem víc a organofluorová chemie...

Molekula století

ad Vesmír 100, 378, 2021/6 Fluoro-deoxyglukóza, klíčová molekula scintigrafické diagnostiky buněk zhoubných nádorových onemocnění pomocí...

Chemická Věc Makropulosuzamčeno

V perfluorovaných uhlovodících jsou vazby C–H zcela nahrazeny vazbami C–F. Ty jim dodávají vysokou stabilitu a odolnost vůči rozkladným procesům v...

Fluor v léčivech: atom mnoha rolíuzamčeno

Zhruba pětina nyní používaných léčiv obsahuje minimálně jeden atom fluoru, u léčiv schválených v posledních letech to bývá podstatně více. Nebylo...

Doporučujeme

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada velkého pohasnutí Betelgeuze (Vesmír 100, 106, 2021/2) se zdá být více méně rozřešena. Důležitým klíčem byla pozorování povrchu hvězdy...
Převrácená výuka a nová role učitele

Převrácená výuka a nová role učitele

Zdeněk Hurák  |  6. 9. 2021
Co je a co určitě není převrácená výuka? Jaké jsou její cíle? Pokusím se vyvrátit několik oblíbených mýtů a nabídnu vlastní učitelské zkušenosti...
O myších (v podzemí) a lidech

O myších (v podzemí) a lidech uzamčeno

Radim Šumbera  |  6. 9. 2021
Čtenář dobrodružné literatury ví, že pro člověka a jeho žaludek byla důležitá velká zvířata, zejména savci. Vzpomeňme na lovce mamutů, indiány a...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné