103PD－125I復合粒子源芯制備工藝中化學沉積銀過程的研究

李忠勇，陳彬大，呂曉舟，盧金輝，崔海平

（1.原子高科股份有限公司，北京102413；2.中國原子能科學研究院，北京102413）

103Pd和125I是組織間近距離治療腫瘤重要核素。125I適用于治療增殖緩慢、分化較好的腫瘤。103Pd對增殖較快、分化較差的腫瘤更有優勢［1－4］。而結合兩種核素特點的新型103Pd－125I復合粒子對不同潛在倍增時間的腫瘤都能起到良好的療效，具有廣闊的應用前景［5－6］。但是由于103Pd和125I性質迥異，兩種核素在同一載體上的有效沉積成為復合粒子制備技術的關鍵。銀是125I的優良載體，易于實現125I的沉積。先在載體上沉積103Pd，再通過化學沉積在其表面均勻覆蓋銀層，最后以銀沉積層作為橋梁實現125I的沉積，為實現103Pd-125I復合粒子的制備提供有效途徑。傳統上以銀棒作為放射性粒子源芯載體，但是103Pd和125I射線能量較低，φ0.5 mm×3.0 mm銀棒對125I吸收約34%，對103Pd吸收約60%，嚴重影響了103Pd和125I利用率。而采用低原子序數、低原子量的材料作為源芯載體可以有效降低對103Pd和125I的吸收。本工作選擇肼浴為體系，以表面覆蓋鈀層的碳棒為載體，研究在其表面進行化學沉積銀的工藝，為實現103Pd－125I復合粒子的制備提供實驗依據［7－8］。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硝酸銀、乙二胺四乙酸二鈉、25% 氨水、50% 水合肼、氯化鈀：均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司；36%～38%鹽酸、65%～68%硝酸：均為分析純，購于北京化工廠；20 Ci／L110mAg溶液：自制；φ0.5 mm×3 mm 碳棒（碳含量大于90%）：自制。

BP211D電子天平：sartorius AG；CRC-15R活度計、caprac井型計數儀：capintec公司；JSM6360LV掃描電子顯微鏡：jeol公司；H H·W201·420電熱恒溫水箱：北京精科華瑞儀器有限公司；0～60 r／min可調速式旋轉攪拌器：自制。

1.2 實驗方法

1.2.1 表面覆蓋鈀層碳棒的制備

配制化學沉積鈀溶液2 mL，組成為：Pd Cl22 g／L，Na2EDTA 65 g／L，NH3·H2O 17.5%，H4N2·H2O 5‰。加入20根經過預處理的碳a0、a1分別為反應前后樣品溶液的放射性活度。棒，45℃水浴加熱并攪拌的條件下反應90 min，用H2O清洗，備用。

1.2.2 化學沉積銀溶液的配置

將NH3·H2O滴加到一定濃度Ag NO3溶液中，并加入110mAg作為示蹤劑，再加入一定濃度Na2EDTA溶液，然后加入H4N2·H2O，用H2O調到需要體積。

1.2.3 化學沉積銀

將20根表面覆蓋鈀層的碳棒加入2 mL化學沉積銀溶液中，水浴加熱并且攪拌的條件下反應一定時間。反應前后分別取樣測量放射性活簡稱活度比），A0、A1分別為投入110mAg的放射性活度和反應后載體棒的放射性活度。

2 結果與討論

2.1 反應時間對化學沉積銀的影響

化學沉積銀反應時間0～90 min時對化學沉積的影響示于圖1。反應率和活度比隨反應時間的增長而增大，45 min后兩者分別增大到99%和91%，并且基本保持不變，反應率和活度比達到最大。選擇反應時間為60 min。

圖1 反應時間對化學沉積銀的影響Fig.1Effect of reaction ti me on the electroless silver plating process

2.2 反應溫度對化學沉積銀的影響

考察化學沉積銀反應溫度10～50℃時對沉積的影響，結果示于圖2，由圖2可見，溫度對化學沉積銀的影響不大。溫度過高溶液穩定性變差，當溫度超過55℃，反應容器內壁出現銀鏡。選擇反應溫度為35℃。

圖2 溫度對化學沉積銀的影響Fig.2Effect of reaction temperature on the electr oless silver plating process

2.3 p H對化學沉積銀的影響

考察化學沉積銀溶液p H7～12時對化學沉積的影響，結果示于圖3。由圖3可見，p H小于9時，隨著p H的減小，反應率和活度比逐漸減小，且兩者差值變大，原因是參加反應的銀未全部沉積于載體，而有部分在反應容器內壁形成銀鏡。選擇p H為10。

圖3 p H對化學沉積銀的影響Fig.3Effect of p H value on the electr oless silver plating process

2.4 Ag NO3濃度對化學沉積銀的影響

考察化學沉積銀溶液中Ag NO3濃度1～5 g／L時對化學沉積的影響，結果示于圖4。由圖4可見，Ag NO3濃度變化，反應率始終保持在99%左右，說明化學沉積銀反應容易進行；但是當Ag NO3濃度大于2 g／L時，反應容器內壁出現銀鏡，活度比迅速降低。實驗選擇Ag NO3濃度為2 g／L。

圖4 Ag NO3濃度對化學沉積銀的影響Fig.4Effect of the concentration of Ag NO3 on the electroless silver plating process

2.5 Na2 EDTA濃度對化學沉積銀的影響

考察化學沉積銀溶液中Na2EDTA濃度10～80 g／L時對化學沉積的影響，結果示于圖5。由圖5可見，Na2EDTA濃度對化學沉積銀反應率影響不大。但當Na2EDTA濃度小于30 g／L時，溶液穩定性變差，活度比降低，反應容器內壁逐漸有明顯銀鏡出現。選擇Na2EDTA濃度為40 g／L。

圖5 Na2 EDTA濃度對化學沉積銀的影響Fig.5Effect of the concentration of Na2 EDTA on the electroless silver plating pr ocess

2.6 NH 3·H2 O濃度對化學沉積銀的影響

考察化學沉積銀溶液中NH3·H2O濃度3.75%～21.25%時的影響，結果示于圖6，由圖6可見，當NH3·H2O濃度大于12.5%時，反應率和活度比基本保持不變；當NH3·H2O濃度小于12.5%時，反應率略有降低但變化不大，而活度比逐漸降低，反應容器內壁逐漸出現銀鏡。選擇NH3·H2O濃度為16.25%。

圖6 NH3·H 2 O體積比對化學沉積銀的影響Fig.6Effect of the concentration of NH3·H2 O on the electr oless silver plating process

2.7 H4 N2·H2 O濃度對化學沉積銀的影響

化學沉積銀溶液中H4N2·H2O濃度0.05‰～7.5‰時的影響結果示于圖7。隨著H4N2·H2O濃度的增大，反應率和活度比逐漸增大；當 H4N2·H2O濃度大于2.5‰，反應率和活度比分別達到99%和91%，并基本保持不變。實驗發現，H4N2·H2O濃度增大，反應速率明顯增加；但H4N2·H2O濃度大于30‰時，反應容器內壁容易產生銀鏡。實驗選擇H4N2·H2O濃度為5‰。

2.8 化學沉積銀的均勻性

化學沉積銀溶液中加入放射性計數為8 000的110mAg，反應完成后對20根載體棒進行測量，載體棒的放射性計數為360.4±5%，說明化學沉積銀批內均勻性好。重復實驗，反應率均為99%，計算批內載體棒放射性計數的偏差均≤±5%，說明該反應重復性好。

圖7 H4 N2·H 2 O體積比對化學沉積銀的影響Fig.7Effect of the concentration of H4 N2·H2 O on the electroless silver plating pr ocess

2.9 化學沉積銀層的微觀結構

化學沉積銀反應前后，分別取樣品用掃描電子顯微鏡進行SEM形貌觀察及能譜分析，結果示于圖8。銀沉積層均勻緊密鋪滿載體棒表面。能譜分析結果表明，載體棒表面層（5～6μm）中Ag含量為100%。

沉積銀層為實現103Pd和125I兩種核素在同一載體表面有效沉積提供基礎。采用碳棒代替傳統銀棒作為源芯載體，可有效減低對103Pd和125I射線能量的吸收，實驗證明，φ0.5 mm×3.0 mm碳棒對103Pd的吸收為12%，對125I的吸收為8%，能有效提高103Pd和125I利用率。而以表面沉積銀層的碳棒作為125I粒子的源芯載體，對125I粒子的生產亦具有重要的意義。

圖8 碳棒的SEM形貌Fig.8SEM mor phology of car bon rods

3 小結

化學沉積銀層表面均勻，平整，呈銀白色。化學沉積銀的優化條件為：Ag NO32 g／L，Na2EDTA 40 g／L，NH3·H2O 濃度16.25%，H4N2·H2O濃度5‰，p H 10，反應時間60 min，反應溫度35℃。在該條件下，有99%的銀沉積到載體棒上，化學沉積銀批內均勻性好，重復性好，可用于103Pd-125I復合粒子的制備。

致謝：感謝張姝榮、李春杰等同志為本研究提供110mAg。

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