폴라로그래피를 이용한 $[^{201}Tl]$염화탈륨 주사액의 중금속 분석

Analysis of Heavy Metals in $[^{201}Tl]$TICI Injection Using Polarography

목적: $[^{201}Tl]$TICI주사액의 제조과정에서 안정동위원소인 $^{201}Tl$ 및 Cu, Pb의 중금속을 함유할 가능성이 있어 이러한 이물질을 확인하기 위한 방법으로 방사성 물질의 대기오염을 일으키지 않는 폴라로그래피의 분석 조건을 설정하고자 하였다. 대상 및 방법: 원자력병원에서 생산하고 있는 $[^{201}Tl]$-TlCl 주사액에 포함될 수 있는 중금속을 대상으로 하였다. 극미량의 중금속을 측정하기 위한 방법으로 BAS-50W 폴라로그래피를 이용하였고, 여기에 사용된 3 전극계는 작업전극인 DME, 기준전극인 Ag/AgCl 그리고 보조전극인 백금선을 이용하였다. 신속하고 재현성있는 분석을 위한 조건으로 기기의 분석 모드, 각 모드에 적합한 전극, 지지전해질, 석출시간 등의 치적 조건을 설정하였다. 결과: 폴라로그래피의 모드는 OSWSV 방법이 재현성과 감도면에서 가장 우수하였고, 작업전극은 DME와 Au 전극을 비교 실험한 결과 재현성 면에서 DME가 보다 좋은 결과를 보였다. 지지전해질은 염기성인 0.50 M KOH 용액, 산성인 1.0 M $HNO_3$, 용액, 중 성인 pH 7 phosphate 완충용액을 비교 실험하여 pH 7 phosphate 완충용액이 $Tl^+$과 $Cu^{2+}$를 분석하는데 가장 적합함을 확인하였다. 이를 바탕으로 중금속을 측정한 결과 $Tl^+$은 -450 mV, $Cu^{2+}$는 -50 mV에서 각각의 피크가 나타났고, 석출시간을 45초로 하였을 때 $Tl^+$의 경우 y=2.05E-$9{\chi}$+5.66E-9이고 $Cu^{2+}$의 경우는 y=1.23E-$8{\chi}$+1.23E-6의 선형 관계식을 얻었다. 결론: 이 방법에 의한 Tl과 Cu의 검출한계는 약 0.05 ppm이다. 이 방법을 현재 원자력병원에서 생산하고 있는 $[^{201}Tl]$TICl 주사액의 정도관리에 도입하여 중금속을 측정한 결과 약전에서 규정하고 있는 2 ppm 미만임을 확인하였고, 그 결과는 재현성, 정확도, 감도 및 간편성에서 모두 만족할 수 있었다. 이 방법은 $[^{201}Tl]$TlCl 주사액 뿐만 아니라 $^{67}Ga$ 주사액 및 기타 방사성의약품과 중금속 분석에도 응용할 수 있다.

Purpose: Thallous-201 chloride produced at Korea Cancer Center Hospital(KCCH) is used in detecting cardiovascular disease and cancer. Thallium impurity can cause emesis, catharsis and nausea, so the presence of thallium and other metal impurities should be determined. According to USP and KP, their amounts must be less than 2 ppm in thallium and 5 ppm in total. In this study, the detection method of trace amounts of metal impurities in $[^{201}Tl]$TICI injection with polarography was optimized without environmental contamination. Materials and Methods: For the detection of metal impurities, Osteryoung Square Wave Stripping Voltammetry method was used in Bio-Analytical System (BAS) 50W polarograph. The voltammetry was composed of Dropping Mercury Electrode (DME) as a working electrode, Ag/AgCl as a reference electrode and Pt wire as a counter electrode. Square wave stripping method, which makes use of formation and deformation of amalgam, was adopted to determine the metal impurities, and pH 7 phosphate buffer was used as supporting electrolyte. Results: Tl, Cu and Pb in thallous-201 chloride solution were detected by scanning from 300 mV to -800 mV Calibration curves were made by using $TINO_3,\;CuSO_4\;and\;Pb(NO_3){_2}$ as standard solutions. Tl was confirmed at -450 mV peak potential and Cu at -50 mV Less than 2 ppm of Tl and Cu was detected and Pb was not detected in KCCH-produced thallous-201 chloride injection. Conclusion: Detection limit of thallium and copper is approximately 50 ppb with this method. As a result of this experiment, thallium and other metal impurities in thallous-201 chloride injection, produced at Korea Cancer Center Hospital, are in the regulation of USP and KP Polarograph could be applied for the determination of metal impurities in the quality control of radiopharmaceuticals conveniently without environmental contamination.