Изотопы лютеция
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Изотопы лютеция — разновидности химического элемента лютеция с разным количеством нейтронов в ядре. Известны изотопы лютеция с массовыми числами от 149 до 184 (количество протонов 71, нейтронов от 78 до 113) и 18 ядерных изомеров.
Природный лютеций состоит из смеси двух изотопов. Одного стабильного:
- 175Lu (изотопная распространённость 97,41 %)
И одного с огромным периодом полураспада, соизмеримым с возрастом Вселенной:
- 176Lu (изотопная распространённость 2,59 %, период полураспада 3,78⋅1010 лет, бета-распад, дочерний изотоп гафний-176).
Благодаря радиоактивности 176Lu природный лютеций обладает удельной активностью около 52 кБк/кг.[1]
Наиболее долгоживущие из искусственных радиоизотопов лютеция 174Lu (период полураспада 3,31 года) и 173Lu (период полураспада 1,37 года).
Лютеций-176
[править | править код]Радиоактивный 176Lu используется в одной из методик ядерной гео- и космохронологии (лютеций-гафниевое датирование).
176Lu является исходным изотопом для синтеза 177Lu. В России налажено получение 176Lu изотопным обогащением из природного лютеция.[2]
Лютеций-177
[править | править код]Период полураспада лютеция-177 6,65 суток, схема распада β−-распад, дочерний изотоп стабильный гафний-177. Излучает бета-частицы с энергией до 0,5 МэВ и гамма-кванты с энергией 208 кэВ[3].
В 2010-х годах 177Lu начали применять в медицине для лечения опухолевых заболеваний, в частности простаты и нейроэндокринных опухолей.[4][5] Препарат с содержанием лютеция-177 селективно накапливается в пораженных тканях, где бета-излучение изотопа оказывает локальное угнетающее действие на близлежащие ткани. На 2018 год в России на базе института реакторных материалов производят изотоп 177Lu методом облучения нейтронами мишеней из высокообогащенного 176Lu.[6] На 2020 год освоено промышленное производство прекурсора радиофармпрепаратов — трихлорида лютеция, соответствующего требованиям GMP.[7]
Один из докладов[8] на итоговом собрании Общества ядерной медицины и молекулярной визуализации[англ.] (SNMMI) в 2019 году был полностью посвящен применению таргетной терапии с Лютецием-177-ПСМА при раке предстательной железы. За последние 10 лет количество клинических исследований этой методики выросло в 6 раз — с 17 исследований в 2010 году до более 110 исследований в 2019. На сегодняшний день пептидная рецепторная радионуклидная терапия (ПРРТ) входит в протокол высокотехнологичного лечения поздних стадий рака простаты. Согласно статистическим данным, полученным в ходе актуальных международных исследований VISION и LuPSMA, применение Лютеция-177 приводит к существенному улучшению результатов лабораторных анализов и ПЭТ-КТ (более 57 % пациентов), а также повышает качество (более 70 % пациентов) и продолжительность жизни (более 45 % пациентов).
Препараты: Lutetium Lu 177 dotatate.
Таблица изотопов лютеция
[править | править код]| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[9] (а. е. м.) | Период полураспада[10] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[10] | Распространённость изотопа в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | ||||||||
| 149Lu[11] | 71 | 78 | 450 нс [(+170−100) мкс] | p | 11/2- | |||
| 150Lu | 71 | 79 | 149,97323(54)# | 43(5) мс | p (80%) | 149Yb | (2+) | |
| β+ (20%) | 150Yb | |||||||
| 150mLu | 34(15) кэВ | 80(60) мкс [30(+95−15) мкс] | p | 149Yb | (1 2) | |||
| 151Lu | 71 | 80 | 150,96757682 | 80,6(5) мс | p (63,4%) | 150Yb | (11/2−) | |
| β+ (36,6%) | 151Yb | |||||||
| 151mLu | 77(5) кэВ | 16(1) мкс | p | 150Yb | (3/2+) | |||
| 152Lu | 71 | 81 | 151,96412(21)# | 650(70) мс | β+ (85%) | 152Yb | (5−, 6−) | |
| β+, p (15%) | 151Tm | |||||||
| 153Lu | 71 | 82 | 152,95877(22) | 0,9(2) с | α (70%) | 149Tm | 11/2− | |
| β+ (30%) | 153Yb | |||||||
| 153m1Lu | 80(5) кэВ | 1# с | ИП | 153Lu | 1/2+ | |||
| 153m2Lu | 2502,5(4) кэВ | >0,1 мкс | ИП | 153Lu | 23/2− | |||
| 153m3Lu | 2632,9(5) кэВ | 15(3) мкс | ИП | 153m2Lu | 27/2− | |||
| 154Lu | 71 | 83 | 153,95752(22)# | 1# с | β+ | 154Yb | (2−) | |
| 154m1Lu | 58(13) кэВ | 1,12(8) с | (9+) | |||||
| 154m2Lu | >2562 кэВ | 35(3) мкс | (17+) | |||||
| 155Lu | 71 | 84 | 154,954316(22) | 68,6(16) мс | α (76%) | 151Tm | (11/2−) | |
| β+ (24%) | 155Yb | |||||||
| 155m1Lu | 20(6) кэВ | 138(8) мс | α (88%) | 151Tm | (1/2+) | |||
| β+ (12%) | 155Yb | |||||||
| 155m2Lu | 1781,0(20) кэВ | 2,70(3) мс | (25/2−) | |||||
| 156Lu | 71 | 85 | 155,95303(8) | 494(12) мс | α (95%) | 152Tm | (2)− | |
| β+ (5%) | 156Yb | |||||||
| 156mLu | 220(80)# кэВ | 198(2) мс | α (94%) | 152Tm | (9)+ | |||
| β+ (6%) | 156Yb | |||||||
| 157Lu | 71 | 86 | 156,950098(20) | 6,8(18) с | β+ | 157Yb | (1/2+, 3/2+) | |
| α | 153Tm | |||||||
| 157mLu | 21,0(20) кэВ | 4,79(12) с | β+ (94%) | 157Yb | (11/2−) | |||
| α (6%) | 153Tm | |||||||
| 158Lu | 71 | 87 | 157,949313(16) | 10,6(3) с | β+ (99,09%) | 158Yb | 2− | |
| α (0,91%) | 154Tm | |||||||
| 159Lu | 71 | 88 | 158,94663(4) | 12,1(10) с | β+ (99,96%) | 159Yb | 1/2+# | |
| α (0,04%) | 155Tm | |||||||
| 159mLu | 100(80)# кэВ | 10# с | 11/2−# | |||||
| 160Lu | 71 | 89 | 159,94603(6) | 36,1(3) с | β+ | 160Yb | 2−# | |
| α (10−4%) | 156Tm | |||||||
| 160mLu | 0(100)# кэВ | 40(1) с | ||||||
| 161Lu | 71 | 90 | 160,94357(3) | 77(2) с | β+ | 161Yb | 1/2+ | |
| 161mLu | 166(18) кэВ | 7,3(4) мс | ИП | 161Lu | (9/2−) | |||
| 162Lu | 71 | 91 | 161,94328(8) | 1,37(2) мин | β+ | 162Yb | (1−) | |
| 162m1Lu | 120(200)# кэВ | 1,5 мин | β+ | 162Yb | 4−# | |||
| ИП (редко) | 162Lu | |||||||
| 162m2Lu | 300(200)# кэВ | 1,9 мин | ||||||
| 163Lu | 71 | 92 | 162,94118(3) | 3,97(13) мин | β+ | 163Yb | 1/2(+) | |
| 164Lu | 71 | 93 | 163,94134(3) | 3,14(3) мин | β+ | 164Yb | 1(−) | |
| 165Lu | 71 | 94 | 164,939407(28) | 10,74(10) мин | β+ | 165Yb | 1/2+ | |
| 166Lu | 71 | 95 | 165,93986(3) | 2,65(10) мин | β+ | 166Yb | (6−) | |
| 166m1Lu | 34,37(5) кэВ | 1,41(10) мин | ЭЗ (58%) | 166Yb | 3(−) | |||
| ИП (42%) | 166Lu | |||||||
| 166m2Lu | 42,9(5) кэВ | 2,12(10) мин | 0(−) | |||||
| 167Lu | 71 | 96 | 166,93827(3) | 51,5(10) мин | β+ | 167Yb | 7/2+ | |
| 167mLu | 0(30)# кэВ | >1 мин | 1/2(−#) | |||||
| 168Lu | 71 | 97 | 167,93874(5) | 5,5(1) мин | β+ | 168Yb | (6−) | |
| 168mLu | 180(110) кэВ | 6,7(4) мин | β+ (95%) | 168Yb | 3+ | |||
| ИП (5%) | 168Lu | |||||||
| 169Lu | 71 | 98 | 168,937651(6) | 34,06(5) ч | β+ | 169Yb | 7/2+ | |
| 169mLu | 29,0(5) кэВ | 160(10) с | ИП | 169Lu | 1/2− | |||
| 170Lu | 71 | 99 | 169,938475(18) | 2,012(20) сут | β+ | 170Yb | 0+ | |
| 170mLu | 92,91(9) кэВ | 670(100) мс | ИП | 170Lu | (4)− | |||
| 171Lu | 71 | 100 | 170,9379131(30) | 8,24(3) сут | β+ | 171Yb | 7/2+ | |
| 171mLu | 71,13(8) кэВ | 79(2) с | ИП | 171Lu | 1/2− | |||
| 172Lu | 71 | 101 | 171,939086(3) | 6,70(3) сут | β+ | 172Yb | 4− | |
| 172m1Lu | 41,86(4) кэВ | 3,7(5) мин | ИП | 172Lu | 1− | |||
| 172m2Lu | 65,79(4) кэВ | 0,332(20) мкс | (1)+ | |||||
| 172m3Lu | 109,41(10) кэВ | 440(12) мкс | (1)+ | |||||
| 172m4Lu | 213,57(17) кэВ | 150 нс | (6−) | |||||
| 173Lu | 71 | 102 | 172,9389306(26) | 1,37(1) года | ЭЗ | 173Yb | 7/2+ | |
| 173mLu | 123,672(13) кэВ | 74,2(10) мкс | 5/2− | |||||
| 174Lu | 71 | 103 | 173,9403375(26) | 3,31(5) года | β+ | 174Yb | (1)− | |
| 174m1Lu | 170,83(5) кэВ | 142(2) сут | ИП (99,38%) | 174Lu | 6− | |||
| ЭЗ (0,62%) | 174Yb | |||||||
| 174m2Lu | 240,818(4) кэВ | 395(15) нс | (3+) | |||||
| 174m3Lu | 365,183(6) кэВ | 145(3) нс | (4−) | |||||
| 175Lu | 71 | 104 | 174,9407718(23) | стабилен | 7/2+ | 0,9741(2) | ||
| 175m1Lu | 1392,2(6) кэВ | 984(30) мкс | (19/2+) | |||||
| 175m2Lu | 353,48(13) кэВ | 1,49(7) мкс | 5/2− | |||||
| 176Lu | 71 | 105 | 175,9426863(23) | 38,5(7)⋅109 лет | β− | 176Hf | 7− | 0,0259(2) |
| 176mLu | 122,855(6) кэВ | 3,664(19) ч | β− (99,9%) | 176Hf | 1− | |||
| ЭЗ (0,095%) | 176Yb | |||||||
| 177Lu | 71 | 106 | 176,9437581(23) | 6,6475(20) сут | β− | 177Hf | 7/2+ | |
| 177m1Lu | 150,3967(10) кэВ | 130(3) нс | 9/2− | |||||
| 177m2Lu | 569,7068(16) кэВ | 155(7) мкс | 1/2+ | |||||
| 177m3Lu | 970,1750(24) кэВ | 160,44(6) сут | β− (78,3%) | 177Hf | 23/2− | |||
| ИП (21,7%) | 177Lu | |||||||
| 177m4Lu | 3900(10) кэВ | 7(2) мин [6(+3−2) мин] | 39/2− | |||||
| 178Lu | 71 | 107 | 177,945955(3) | 28,4(2) мин | β− | 178Hf | 1(+) | |
| 178mLu | 123,8(26) кэВ | 23,1(3) мин | β− | 178Hf | 9(−) | |||
| 179Lu | 71 | 108 | 178,947327(6) | 4,59(6) ч | β− | 179Hf | 7/2(+) | |
| 179mLu | 592,4(4) кэВ | 3,1(9) мс | ИП | 179Lu | 1/2(+) | |||
| 180Lu | 71 | 109 | 179,94988(8) | 5,7(1) мин | β− | 180Hf | 5+ | |
| 180m1Lu | 13,9(3) кэВ | ~1 с | ИП | 180Lu | 3− | |||
| 180m2Lu | 624,0(5) кэВ | >=1 мс | (9−) | |||||
| 181Lu | 71 | 110 | 180,95197(32)# | 3,5(3) мин | β− | 181Hf | (7/2+) | |
| 182Lu | 71 | 111 | 181,95504(21)# | 2,0(2) мин | β− | 182Hf | (012) | |
| 183Lu | 71 | 112 | 182,95757(32)# | 58(4) с | β− | 183Hf | (7/2+) | |
| 184Lu | 71 | 113 | 183,96091(43)# | 20(3) с | β− | 184Hf | (3+) | |
Пояснения к таблице
[править | править код]- Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
[править | править код]- ↑ Оценка радиологической значимости редкоземельных металлов, имеющих природные радиоактивные изотопы. Архивная копия от 4 мая 2018 на Wayback Machine Э. П. Лисаченко. Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Санкт-Петербург
- ↑ Использование стабильных изотопов в ядерной медицине. Дата обращения: 19 июля 2018. Архивировано 23 июля 2018 года.
- ↑ Production of GMP-compliant lutetium-177: radiochemical precursor for targeted cancer therapy
- ↑ Радиационные источники на основе иридия, радиофармацевтический прекурсор трихлорид лютеция и радиоизотоп йод-125 для ядерной медицины. Дата обращения: 19 июля 2018. Архивировано 19 июля 2018 года.
- ↑ Терапия изотопом лютеций 177-ПСМА. Дата обращения: 19 июля 2018. Архивировано 19 июля 2018 года.
- ↑ Крупный бизнес признал заслуги Росатома. Дата обращения: 19 июля 2018. Архивировано 19 июля 2018 года.
- ↑ ROSATOM and Apulia continue cooperation by testing lutetium-177 used in cancer treatment. Дата обращения: 24 декабря 2020. Архивировано 30 ноября 2020 года.
- ↑ Эффективность применения терапевтических радионуклидов (Лютеций-177) при раке простаты. Bookinghealth.ru (18 февраля 2020). Дата обращения: 30 июля 2020. Архивировано 29 сентября 2020 года.
- ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
- ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
- ↑ Auranen, K. "Nanosecond-Scale Proton Emission from Strongly Oblate-Deformed 149Lu". Physical Review Letters. 128 (11): 2501. doi:10.1103/PhysRevLett.128.112501. Архивировано 20 мая 2022. Дата обращения: 28 мая 2022.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
