Natri pertechnetat

Hoá học

[TcO₄]⁻ là chất liệu đầu tiên cho hầu hết ngành hoá học về techneti. Muối pertechnetat thường không màu. [TcO₄]⁻ được điều chế bằng cách oxi hoá techneti với axit nitric hoặc hiđro peroxit. Anion pertechnetat tương tự anion pemanganat nhưng có tính oxi hoá yếu hơn. Nó có cấu trúc tứ diện và có tính nghịch từ. Thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá/khử TcO₄⁻/TcO₂ chỉ khoảng +0,738 V trong môi trường axit, trong khi cặp MnO₄⁻/MnO₂ có giá trị +1,695. Vì tính oxi hoá giảm đi, [TcO₄]⁻ bền trong dung dịch bazơ. [TcO₄]⁻ giống ReO₄⁻ hơn. Phụ thuộc vào chất khử, [TcO₄]⁻ có thẻ bị khử xuống các số oxi hoá +6, +5 và +4. Nếu có mặt các cấu tử phức hợp mạnh, TcO₄⁻ bị khử xuống số oxi hoá +4 thông qua việc tạo thành oxit TcO₂ hiđrat hoá.

Ứng dụng y khoa

Chu kỳ bán rã của ⁹⁹ᵐTc đủ dài để làm chất đánh dấu phóng xạ và các phép đo nhấp nháy có thể thực hiện mà không làm mất tính phóng xạ. Năng lượng giải phóng từ ⁹⁹ᵐTc là 140 keV, cho phép tiến hành các nghiên cứu vào các bộ phận bên trong của cơ thể. Các dược phẩm phóng xạ không có hiệu quả y khoa được dự kiến trước và dùng với nồng độ rất thấp. Các chất chứa ⁹⁹ᵐTc được dùng gần đây trong việc khám phá hình dạng các cơ quan, kiểm tra chức năng của cơ quan, và trong các bức chụp X-quang nhấp nháy và phát nhiệt. Bức xạ gamma phát ra bởi hạt nhân phóng xạ cho phép các cơ quan của cơ thể được chụp ảnh từ bên trong cơ thể. Gần đây, hơn 80%các dược phẩm phóng xạ dùng trong y khoa được dán nhãn ⁹⁹ᵐTc. Một phần lớn các sản phẩm ⁹⁹ᵐTc được tổng hợp từ phản ứng khử ion pertechnetat với sự có mặt các cấu tử để phù hợp với sự khác biệt của cơ quan khác nhau. Sau đó hợp chất ⁹⁹ᵐTc được đưa vào cơ thể và một "camera gamma" tập trung vào các mặt cắt hoặc mặt phẳng để chụp lại sự phân bố của ⁹⁹ᵐTc.

Ứng dụng chụp ảnh đặc biệt

⁹⁹ᵐTc được dùng đầu tiên trong việc nghiên cứu tuyến giáp - hình dáng, các mạch và chức năng của nó. [TcO₄]⁻ và iôt, cùng kết hợp trong tuyến giáp. Ion pertechnetat không kết hợp với thyroglobulin. Nó còn dùng trong việc nghiên cứu sự lưu thông máu, sự tích tụ và sự tổn thương bên trong não, vì nó lưuw thông trong mô sợi màng trạch (choroid plexus).
Natri pertechnetat không thể vượt qua hàng rào máu não. Ngoài tuyến giáp và tuyến nước bọt, ⁹⁹ᵐTcO₄⁻ còn vào dạ dày. ⁹⁹ᵐTcO₄⁻ được thải ra ngoài qua thận sau 3 ngày trong cơ thể. Sau khi quét xong, các bệnh nhân được khuyên uống nhiều nước để giải quyết việc giải phóng các hạt nhân phóng xạ. Phương pháp xử lý ⁹⁹ᵐTcO₄⁻ khác bao gồm trong bụng, trong cơ, dưới da, cũng như qua miệng. Tính chất của ion ⁹⁹ᵐTcO₄⁻ vẫn như thế, với thêm một chút khác biệt do lượng tiêu thụ, không quan tâm đến phương pháp xử lý.

Điều chế 99mTcO4−

⁹⁹ᵐTc có mặt với độ tinh khiết cao từ molypden-99, phân rã với xác suất 87% tạo ra ⁹⁹ᵐTc. Sự phân rã sau đó của ⁹⁹ᵐTc tạo ra ⁹⁹Tc hoặc ⁹⁹Rb. ⁹⁹Mo có thể được sản xuất trong một phản ứng hạt nhân thông qua sự chiếu xạ molypden-98 hoặc molypden tự nhiên với các nơtron nóng, nhưng ngày nay phương pháp này không còn sử dụng. Gần đây, ⁹⁹Mo được thu lại như một sản phẩm của phản ứng phân hạch ²³⁵U, tách ra từ sản phẩm phân hạch khác qua một quá trình nhiều bước và được hấp thụ vào một cột nhôm tạo ra lõi chứa đồng vị phóng xạ ⁹⁹Mo/⁹⁹ᵐTc.
Vì ⁹⁹Mo phân rã tiếp tạo ⁹⁹ᵐTc, ⁹⁹ᵐTc có thể được tháo ra định kỳ (thường là hằng ngày) bằng cách dội dung dịch muối (0.15 M NaCl) qua cột nhôm: một lượng lớn ⁹⁹MoO₄²⁻ còn lại trên nhôm, nơi tiếp tục quá trình phân rã, trong khi ⁹⁹ᵐTcO₄⁻ hoà vào dung dịch muối. Việc tách khỏi cột nhôm phải vô trùng và không phát nhiệt, để Tc có thể dùng trực tiếp, thường trong vòng 12 giờ sau khi tách. Trong một vài trường hợp, quá trình thăng hoa hoặc chiết cũng được dùng.

Tổng hợp dược phẩm phóng xạ 99mTcO4−

⁹⁹ᵐTcO₄⁻ có lợi cho việc tổng hợp nhiều loại dược phẩm phóng xạ vì Tc có thể chấp nhận một trạng thái oxi hoá. Trạng thái oxi hoá và đồng cấu tử tạo ra nét riêng biệt của các loại dược phẩm. Chất ban đầu Na⁹⁹ᵐTcO₄, có thể tạo ra sau khi tách ra khỏi cột nhôm, như đã đề cập ở trên, có thể bị khử với sự có mặt của các cấu tử phức hợp. Nhiều chất khử có thể được dùng, nhưng tránh chất khử là kim loại chuyển tiếp vì các kim loại này cạnh tranh với ⁹⁹ᵐTc tạo phức chất. Các chất oxalat, format, hiđroxylamin và hiđrazin cũng nên tránh vì chúng tạo phức chất với tecneti. Việc khử bằng điện cũng không thực tế.
Theo lý tưởng, tổng hợp dược phẩm theo yêu cầu từ ⁹⁹ᵐTcO₄⁻, một chất khử, và các cấu tử theo yê cầu nên xảy ra trong một bình thí nghiệm sau khi tách, và phản ứng phải xảy ra trong dung môi có thê tiêm vào tĩnh mạch, như dung dịch muối. Trang thiết bị phải có chất khử, thường là thiếc(II) và các cấu tử. Những thiết bị này phải vô trùng, cách nhiệt, dễ kiếm, và có thể bảo quản trong một thời gian dài. Phản ứng với ⁹⁹ᵐTcO₄⁻ diễn ra trực tiếp sau khi tách và trước khi sử dụng một thời gian ngắn. Một nét đặc trưng cao đối với các cơ quan là quan trọng vì độ phóng xạ tiêm vào cơ thể nên tích luỹ trong các cơ quan khi tiêu hoá, vì nên có một tỉ lệ phóng xạ cao của các cơ quan mục tiêu đến các cơ quan khác. Nếu có độ phóng xạ cao trong một cơ quan liền kề đến một cơ quan khác, các bức ảnh của cơ quan cần chụp có thể bị mờ đi. Ngoài ra, tính đặc trưng cao còn giúp khử bớt độ phóng xạ dẫn đến giảm sự phơi nhiễm phóng xạ. Các dược phẩm phóng xạ phải trơ về động lực, trong đó nó không thay đổi về hoá học khi vào các cơ quan.