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Liquid Handling Magnetventile bewähren sich bei der Erzeugung von PET-Tracern

| Autor/ Redakteur: Daniela Krahn** / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Das VU University Medical Center in Amsterdam ist ein Forschungszentrum, das sich mit der Erkennung von Tumorerkrankungen beschäftigt. Diese werden mithilfe medizinischer Tracer zur Analyse von Stoffwechselprozessen nachgewiesen. Bei der Erzeugung der radioaktiven Tracer-Substanzen setzt man seit rund zehn Jahren Magnetventile ein.

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Abb.1: Magnetventile vom Typ 127 verrichten im Zyklotron des VUmc zuverlässig ihren Dienst bei der Dosierung kleinster Volumina.
Abb.1: Magnetventile vom Typ 127 verrichten im Zyklotron des VUmc zuverlässig ihren Dienst bei der Dosierung kleinster Volumina.
(Bild: Bürkert)

Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) dient der Visualisierung und Charakterisierung biologischer Prozesse im lebenden Organismus. Das komplizierte und teure Verfahren hat einen ernsten Hintergrund: die präzise Diagnose von Krebserkrankungen. Dazu werden Funktionsstörungen oder pathologische Veränderungen mittels krankheitsspezifischer, radioaktiv markierter Substanzen, den PET-Tracern, sichtbar gemacht. Somit können chirurgische Eingriffe mithilfe der molekularen Bildgebung leichter geplant werden, da der Arzt die genaue Position des Tumors im Körper identifizieren kann. Es können gute und böse Tumore voneinander unterschieden, Metastasen lokalisiert und Behandlungserfolge überprüft werden.

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Da die radioaktiven PET-Tracer nur geringe Halbwertszeiten haben, müssen Sie möglichst am Ort der Verwendung erzeugt werden. Eine Grundvoraussetzung dafür ist bis ins Detail zuverlässige Technik. Zur Erzeugung der Tracer Substanzen benötigen Forschungseinrichtungen wie das VU University Medical Center (Vumc) ein eigenes Zyklotron, in dem die radioaktiven Substanzen erzeugt werden. Ein Zyklotron ist ein Kreisbeschleuniger, der aus zwei D-förmigen Kammern besteht. Zwischen diesen Kammern liegt eine wechselnde Beschleunigungsspannung an, die von elektrisch geladenen Teilchen immer wieder durchlaufen wird und diese mit jedem Umlauf weiter beschleunigt. Die Teilchen werden dafür von einem Magnetfeld auf eine Spiralbahn gezwungen. Bei der Erzeugung von PET-Tracern werden zum Teil Radioaktivitäten von über 100 GBq (Gigabequerel) eingesetzt. Deshalb muss die gesamte Synthese automatisiert in streng mit Blei und Bleiglas abgeschirmten Isolatoren stattfinden. Im Vumc werden Isotope und Tracer mit einer relativ kurzen Halbwertszeit von weniger als zwanzig Minuten eingesetzt. Daher ist die Zeit ein wichtiger Faktor im Labor, damit genügend Material für die anschließende Untersuchung zur Verfügung steht. Genutzt werden die Tracer am Vumc nur für Diagnosen im Rahmen der dortigen Krebsforschung.

Umgang mit hochaktiven Substanzen

Die Analyse und Aufbereitung der erzeugten Moleküle erfolgt in einem komplexen Laborprozessautomaten, der in einem gemäß GMP (Good Manufacturing Practice) betriebenen „hot lab“ steht. In einem solchen Labor werden die chemischen und physikochemischen Eigenschaften bestrahlter Kernbrennstoffe untersucht. Der Umgang mit radioaktiven Arzneimitteln oder das Arbeiten mit offenen radioaktiven Stoffen muss in nuklearmedizinischen Einrichtungen in einem speziell ausgelegten Heißlabor erfolgen. Die Grundlagen für die Auslegung eines Heißlabors sind beispielsweise in der DIN 6844 definiert. Dem Strahlenschutz und der Arbeitssicherheit allgemein kommt dabei natürlich eine besondere Rolle zu, weshalb ein Heißlabor auch in separate abgeschlossene und abgeschirmte Sektionen für die anfallenden Arbeitsschritte unterteilt ist.

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