¹³¹Ba 核素 SPECT/CT 的分子显像应用研究
摘要
¹³¹Ba 具备适宜半衰期与伽马光子能量，是 ²²³Ra/²²⁴Ra 靶向诊疗理想匹配显像核素。本研究依托回旋加速器通过 ¹³³Cs (p,3n) 反应制备 ¹³¹Ba，经 Sr 树脂纯化、macropa 配体标记，利用 SPECT/CT 开展小动物活体分子影像及生物分布评价。结果显示制备产物放射化学纯度高，¹³¹Ba 离子主要骨骼富集，标记配合物血液清除快、骨骼摄取低，证实 ¹³¹Ba 可作为镭治疗配套 SPECT 显像核素，为骨肿瘤靶向分子影像提供新探针选择。
图1：论文封面概要
方法
采用 27.5 MeV 质子束回旋加速器（15 μA，4 h）辐照氯化铯靶制备 ¹³¹Ba；经 Sr 树脂分离纯化，表征核素纯度与产率。采用macropa 螯合剂在室温条件完成 ¹³¹Ba 标记，通过 TLC 系统进行质量控制。设立游离 ¹³¹Ba 离子与 ¹³¹Ba-macropa 两组，在健康裸鼠模型中开展多时间点 SPECT/CT 显像及离体生物分布检测，对比体内代谢与脏器富集差异。
分子影像设备应用
采用 美迪索 nanoScan 小动物 SPECT/CT 系统，选取 124 keV 特征能窗采集；CT 用于解剖定位与衰减校正，SPECT 采用三维迭代重建。通过 ROVER 软件进行图像后处理、去除伪影，定量分析各脏器 SUV 与放射性摄取比值，实现 ¹³¹Ba 体内分布可视化定量评估。
分子影像设备实验结果
SPECT/CT 显像显示游离 ¹³¹Ba 注射后 1 小时即大量富集于骨骼，24 小时仍显著滞留；¹³¹Ba-macropa 血液清除迅速，骨骼与甲状腺摄取显著更低，主要经肝肾途径排泄，两种探针体内分布差异显著（图 2）。
图 2（原文 Fig.8）：SPECT/CT 融合显像对比两种 ¹³¹Ba 探针小鼠体内分布特征
研究结果
回旋加速器单批次平均产 ¹³¹Ba 达 190 MBq，同位素杂质仅 0.01%；macropa 标记产物血清稳定性良好（≥3天）。生物分布证实游离 ¹³¹Ba 骨靶向性强，配合物探针非特异性富集低、体内清除更快，适合作为非骨靶向显像探针开发（图 3）。
图 3（原文 Fig.4）：¹³¹Ba 与铯杂质树脂洗脱分布定量分析图
研究结论
本研究建立了稳定可控的 ¹³¹Ba 回旋加速器制备与纯化工艺，SPECT/CT 分子影像验证其具备优异显像物理特性。¹³¹Ba 与镭核素理化性质高度匹配，可作为 ²²³Ra/²²⁴Ra 靶向治疗的配套显像核素，为骨肿瘤及靶向诊疗一体化分子影像研究提供全新技术支撑（图 4）。
图 4（原文 Fig.7）：¹³¹Ba 光子能谱及 SPECT 成像伪影特征分析图
原文出处DOI：10.3390/ph13100272
¹³¹Ba 具备适宜半衰期与伽马光子能量，是 ²²³Ra/²²⁴Ra 靶向诊疗理想匹配显像核素。本研究依托回旋加速器通过 ¹³³Cs (p,3n) 反应制备 ¹³¹Ba，经 Sr 树脂纯化、macropa 配体标记，利用 SPECT/CT 开展小动物活体分子影像及生物分布评价。结果显示制备产物放射化学纯度高，¹³¹Ba 离子主要骨骼富集，标记配合物血液清除快、骨骼摄取低，证实 ¹³¹Ba 可作为镭治疗配套 SPECT 显像核素，为骨肿瘤靶向分子影像提供新探针选择。
图1：论文封面概要
方法
采用 27.5 MeV 质子束回旋加速器（15 μA，4 h）辐照氯化铯靶制备 ¹³¹Ba；经 Sr 树脂分离纯化，表征核素纯度与产率。采用macropa 螯合剂在室温条件完成 ¹³¹Ba 标记，通过 TLC 系统进行质量控制。设立游离 ¹³¹Ba 离子与 ¹³¹Ba-macropa 两组，在健康裸鼠模型中开展多时间点 SPECT/CT 显像及离体生物分布检测，对比体内代谢与脏器富集差异。
分子影像设备应用
采用 美迪索 nanoScan 小动物 SPECT/CT 系统，选取 124 keV 特征能窗采集；CT 用于解剖定位与衰减校正，SPECT 采用三维迭代重建。通过 ROVER 软件进行图像后处理、去除伪影，定量分析各脏器 SUV 与放射性摄取比值，实现 ¹³¹Ba 体内分布可视化定量评估。
分子影像设备实验结果
SPECT/CT 显像显示游离 ¹³¹Ba 注射后 1 小时即大量富集于骨骼，24 小时仍显著滞留；¹³¹Ba-macropa 血液清除迅速，骨骼与甲状腺摄取显著更低，主要经肝肾途径排泄，两种探针体内分布差异显著（图 2）。
图 2（原文 Fig.8）：SPECT/CT 融合显像对比两种 ¹³¹Ba 探针小鼠体内分布特征
研究结果
回旋加速器单批次平均产 ¹³¹Ba 达 190 MBq，同位素杂质仅 0.01%；macropa 标记产物血清稳定性良好（≥3天）。生物分布证实游离 ¹³¹Ba 骨靶向性强，配合物探针非特异性富集低、体内清除更快，适合作为非骨靶向显像探针开发（图 3）。
图 3（原文 Fig.4）：¹³¹Ba 与铯杂质树脂洗脱分布定量分析图
研究结论
本研究建立了稳定可控的 ¹³¹Ba 回旋加速器制备与纯化工艺，SPECT/CT 分子影像验证其具备优异显像物理特性。¹³¹Ba 与镭核素理化性质高度匹配，可作为 ²²³Ra/²²⁴Ra 靶向治疗的配套显像核素，为骨肿瘤及靶向诊疗一体化分子影像研究提供全新技术支撑（图 4）。
图 4（原文 Fig.7）：¹³¹Ba 光子能谱及 SPECT 成像伪影特征分析图
原文出处DOI：10.3390/ph13100272
