103PD－125I复合粒子源芯制备工艺中化学沉积银过程的研究

李忠勇，陈彬大，吕晓舟，卢金辉，崔海平

（1.原子高科股份有限公司，北京102413；2.中国原子能科学研究院，北京102413）

103Pd和125I是组织间近距离治疗肿瘤重要核素。125I适用于治疗增殖缓慢、分化较好的肿瘤。103Pd对增殖较快、分化较差的肿瘤更有优势［1－4］。而结合两种核素特点的新型103Pd－125I复合粒子对不同潜在倍增时间的肿瘤都能起到良好的疗效，具有广阔的应用前景［5－6］。但是由于103Pd和125I性质迥异，两种核素在同一载体上的有效沉积成为复合粒子制备技术的关键。银是125I的优良载体，易于实现125I的沉积。先在载体上沉积103Pd，再通过化学沉积在其表面均匀覆盖银层，最后以银沉积层作为桥梁实现125I的沉积，为实现103Pd-125I复合粒子的制备提供有效途径。传统上以银棒作为放射性粒子源芯载体，但是103Pd和125I射线能量较低，φ0.5 mm×3.0 mm银棒对125I吸收约34%，对103Pd吸收约60%，严重影响了103Pd和125I利用率。而采用低原子序数、低原子量的材料作为源芯载体可以有效降低对103Pd和125I的吸收。本工作选择肼浴为体系，以表面覆盖钯层的碳棒为载体，研究在其表面进行化学沉积银的工艺，为实现103Pd－125I复合粒子的制备提供实验依据［7－8］。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硝酸银、乙二胺四乙酸二钠、25% 氨水、50% 水合肼、氯化钯：均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司；36%～38%盐酸、65%～68%硝酸：均为分析纯，购于北京化工厂；20 Ci／L110mAg溶液：自制；φ0.5 mm×3 mm 碳棒（碳含量大于90%）：自制。

BP211D电子天平：sartorius AG；CRC-15R活度计、caprac井型计数仪：capintec公司；JSM6360LV扫描电子显微镜：jeol公司；H H·W201·420电热恒温水箱：北京精科华瑞仪器有限公司；0～60 r／min可调速式旋转搅拌器：自制。

1.2 实验方法

1.2.1 表面覆盖钯层碳棒的制备

配制化学沉积钯溶液2 mL，组成为：Pd Cl22 g／L，Na2EDTA 65 g／L，NH3·H2O 17.5%，H4N2·H2O 5‰。加入20根经过预处理的碳a0、a1分别为反应前后样品溶液的放射性活度。棒，45℃水浴加热并搅拌的条件下反应90 min，用H2O清洗，备用。

1.2.2 化学沉积银溶液的配置

将NH3·H2O滴加到一定浓度Ag NO3溶液中，并加入110mAg作为示踪剂，再加入一定浓度Na2EDTA溶液，然后加入H4N2·H2O，用H2O调到需要体积。

1.2.3 化学沉积银

将20根表面覆盖钯层的碳棒加入2 mL化学沉积银溶液中，水浴加热并且搅拌的条件下反应一定时间。反应前后分别取样测量放射性活简称活度比），A0、A1分别为投入110mAg的放射性活度和反应后载体棒的放射性活度。

2 结果与讨论

2.1 反应时间对化学沉积银的影响

化学沉积银反应时间0～90 min时对化学沉积的影响示于图1。反应率和活度比随反应时间的增长而增大，45 min后两者分别增大到99%和91%，并且基本保持不变，反应率和活度比达到最大。选择反应时间为60 min。

图1 反应时间对化学沉积银的影响Fig.1Effect of reaction ti me on the electroless silver plating process

2.2 反应温度对化学沉积银的影响

考察化学沉积银反应温度10～50℃时对沉积的影响，结果示于图2，由图2可见，温度对化学沉积银的影响不大。温度过高溶液稳定性变差，当温度超过55℃，反应容器内壁出现银镜。选择反应温度为35℃。

图2 温度对化学沉积银的影响Fig.2Effect of reaction temperature on the electr oless silver plating process

2.3 p H对化学沉积银的影响

考察化学沉积银溶液p H7～12时对化学沉积的影响，结果示于图3。由图3可见，p H小于9时，随着p H的减小，反应率和活度比逐渐减小，且两者差值变大，原因是参加反应的银未全部沉积于载体，而有部分在反应容器内壁形成银镜。选择p H为10。

图3 p H对化学沉积银的影响Fig.3Effect of p H value on the electr oless silver plating process

2.4 Ag NO3浓度对化学沉积银的影响

考察化学沉积银溶液中Ag NO3浓度1～5 g／L时对化学沉积的影响，结果示于图4。由图4可见，Ag NO3浓度变化，反应率始终保持在99%左右，说明化学沉积银反应容易进行；但是当Ag NO3浓度大于2 g／L时，反应容器内壁出现银镜，活度比迅速降低。实验选择Ag NO3浓度为2 g／L。

图4 Ag NO3浓度对化学沉积银的影响Fig.4Effect of the concentration of Ag NO3 on the electroless silver plating process

2.5 Na2 EDTA浓度对化学沉积银的影响

考察化学沉积银溶液中Na2EDTA浓度10～80 g／L时对化学沉积的影响，结果示于图5。由图5可见，Na2EDTA浓度对化学沉积银反应率影响不大。但当Na2EDTA浓度小于30 g／L时，溶液稳定性变差，活度比降低，反应容器内壁逐渐有明显银镜出现。选择Na2EDTA浓度为40 g／L。

图5 Na2 EDTA浓度对化学沉积银的影响Fig.5Effect of the concentration of Na2 EDTA on the electroless silver plating pr ocess

2.6 NH 3·H2 O浓度对化学沉积银的影响

考察化学沉积银溶液中NH3·H2O浓度3.75%～21.25%时的影响，结果示于图6，由图6可见，当NH3·H2O浓度大于12.5%时，反应率和活度比基本保持不变；当NH3·H2O浓度小于12.5%时，反应率略有降低但变化不大，而活度比逐渐降低，反应容器内壁逐渐出现银镜。选择NH3·H2O浓度为16.25%。

图6 NH3·H 2 O体积比对化学沉积银的影响Fig.6Effect of the concentration of NH3·H2 O on the electr oless silver plating process

2.7 H4 N2·H2 O浓度对化学沉积银的影响

化学沉积银溶液中H4N2·H2O浓度0.05‰～7.5‰时的影响结果示于图7。随着H4N2·H2O浓度的增大，反应率和活度比逐渐增大；当 H4N2·H2O浓度大于2.5‰，反应率和活度比分别达到99%和91%，并基本保持不变。实验发现，H4N2·H2O浓度增大，反应速率明显增加；但H4N2·H2O浓度大于30‰时，反应容器内壁容易产生银镜。实验选择H4N2·H2O浓度为5‰。

2.8 化学沉积银的均匀性

化学沉积银溶液中加入放射性计数为8 000的110mAg，反应完成后对20根载体棒进行测量，载体棒的放射性计数为360.4±5%，说明化学沉积银批内均匀性好。重复实验，反应率均为99%，计算批内载体棒放射性计数的偏差均≤±5%，说明该反应重复性好。

图7 H4 N2·H 2 O体积比对化学沉积银的影响Fig.7Effect of the concentration of H4 N2·H2 O on the electroless silver plating pr ocess

2.9 化学沉积银层的微观结构

化学沉积银反应前后，分别取样品用扫描电子显微镜进行SEM形貌观察及能谱分析，结果示于图8。银沉积层均匀紧密铺满载体棒表面。能谱分析结果表明，载体棒表面层（5～6μm）中Ag含量为100%。

沉积银层为实现103Pd和125I两种核素在同一载体表面有效沉积提供基础。采用碳棒代替传统银棒作为源芯载体，可有效减低对103Pd和125I射线能量的吸收，实验证明，φ0.5 mm×3.0 mm碳棒对103Pd的吸收为12%，对125I的吸收为8%，能有效提高103Pd和125I利用率。而以表面沉积银层的碳棒作为125I粒子的源芯载体，对125I粒子的生产亦具有重要的意义。

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

3 小结

化学沉积银层表面均匀，平整，呈银白色。化学沉积银的优化条件为：Ag NO32 g／L，Na2EDTA 40 g／L，NH3·H2O 浓度16.25%，H4N2·H2O浓度5‰，p H 10，反应时间60 min，反应温度35℃。在该条件下，有99%的银沉积到载体棒上，化学沉积银批内均匀性好，重复性好，可用于103Pd-125I复合粒子的制备。

致谢：感谢张姝荣、李春杰等同志为本研究提供110mAg。

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