摘要
¹³¹Ba 具備適宜半衰期與伽馬光子能量，是 ²²³Ra/²²?Ra 靶向診療理想匹配顯像核素。本研究依托回旋加速器通過 ¹³³Cs (p,3n) 反應制備 ¹³¹Ba，經 Sr 樹脂純化、macropa 配體標記，利用 SPECT/CT 開展小動物活體分子影像及生物分布評價。結果顯示制備產物放射化學純度高，¹³¹Ba 離子主要骨骼富集，標記配合物血液清除快、骨骼攝取低，證實 ¹³¹Ba 可作為鐳治療配套 SPECT 顯像核素，為骨腫瘤靶向分子影像提供新探針選擇。
圖1：論文封面概要
方法
采用 27.5 MeV 質子束回旋加速器（15 μA，4 h）輻照氯化銫靶制備 ¹³¹Ba；經 Sr 樹脂分離純化，表征核素純度與產率。采用macropa 螯合劑在室溫條件完成 ¹³¹Ba 標記，通過 TLC 系統進行質量控制。設立游離 ¹³¹Ba 離子與 ¹³¹Ba-macropa 兩組，在健康裸鼠模型中開展多時間點 SPECT/CT 顯像及離體生物分布檢測，對比體內代謝與臟器富集差異。
分子影像設備應用
采用 美迪索 nanoScan 小動物 SPECT/CT 系統，選取 124 keV 特征能窗采集；CT 用于解剖定位與衰減校正，SPECT 采用三維迭代重建。通過 ROVER 軟件進行圖像后處理、去除偽影，定量分析各臟器 SUV 與放射性攝取比值，實現 ¹³¹Ba 體內分布可視化定量評估。
分子影像設備實驗結果
SPECT/CT 顯像顯示游離 ¹³¹Ba 注射后 1 小時即大量富集于骨骼，24 小時仍顯著滯留；¹³¹Ba-macropa 血液清除迅速，骨骼與甲狀腺攝取顯著更低，主要經肝腎途徑排泄，兩種探針體內分布差異顯著（圖 2）。
圖 2（原文 Fig.8）：SPECT/CT 融合顯像對比兩種 ¹³¹Ba 探針小鼠體內分布特征
研究結果
回旋加速器單批次平均產 ¹³¹Ba 達 190 MBq，同位素雜質僅 0.01%；macropa 標記產物血清穩定性良好（≥3天）。生物分布證實游離 ¹³¹Ba 骨靶向性強，配合物探針非特異性富集低、體內清除更快，適合作為非骨靶向顯像探針開發（圖 3）。
圖 3（原文 Fig.4）：¹³¹Ba 與銫雜質樹脂洗脫分布定量分析圖
研究結論
本研究建立了穩定可控的 ¹³¹Ba 回旋加速器制備與純化工藝，SPECT/CT 分子影像驗證其具備優異顯像物理特性。¹³¹Ba 與鐳核素理化性質高度匹配，可作為 ²²³Ra/²²?Ra 靶向治療的配套顯像核素，為骨腫瘤及靶向診療一體化分子影像研究提供全新技術支撐（圖 4）。
圖 4（原文 Fig.7）：¹³¹Ba 光子能譜及 SPECT 成像偽影特征分析圖
原文出處DOI：10.3390/ph13100272