Nghiên cứu điều chế thuốc phóng xạ ³²P-Chromic phosphate trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt ứng dụng trong điều trị ung thư

lear Reactor for cancer treatment. Ho Chi Minh City University of Education 
Journal of Science, 18(3), 500-507. 
 500 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Phạm Thành Minh và tgk 
(Zook et al., 2011). Tuy nhiên, thuốc phóng xạ này phải nhập ngoại với giá thành cao vượt 
quá khả năng chi trả của các bệnh nhân đặc biệt là bệnh nhân nghèo. Trong khi đó, đồng vị 
32 32 31
 P có thể được điều chế từ bia S hoặc P2O5 có độ tinh khiết 99,99% ở Lò phản ứng Hạt 
nhân Đà Lạt (31P là đồng vị có độ phổ biến trong tự nhiên là 100%) là nguyên liệu chính cho 
việc điều chế thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate. 
 Trong lĩnh vực Y học hạt nhân, nhiều đồng vị phóng xạ được sử dụng trong chẩn đoán 
và điều trị ung thư như 131I, 32P,99mTc (Saha, 2017). Trong đó, 32P được sử dụng trong việc 
xác định các khối u ác tính và điều trị áp sát vì tế bào ung thư có xu hướng tích tụ phosphate 
hơn tế bào bình thường và 32P có thể được đưa vào từ bên ngoài cơ thể để xác định vị trí của 
tiềm ẩn các khối u ác tính (Saha, 2017). 
 Tại Việt Nam, hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về thuốc phóng xạ nhưng 
chưa thấy tài liệu nào công bố công trình nghiên cứu liên quan đến việc điều chế thuốc phóng 
 32
xạ Cr PO4. Để theo kịp sự phát triển của nền y học hiện đại trên thế giới, một số nhà khoa 
học trong nước trên lĩnh vực này cũng đang từng bước tìm tòi và nghiên cứu. Hơn nữa, hiện 
nay ở Việt Nam đã có nhiều tiến bộ trong điều trị ung thư, đã mang lại cơ hội điều trị tốt hơn 
cho người bệnh, giúp người bệnh tiếp cận với những tiến bộ điều trị ung thư trên thế giới. 
Bên cạnh đó, việc nghiên cứu và điều chế các thuốc phóng xạ trong nước đang được quan 
tâm phát triển nhằm đáp ứng được nhu cầu sử dụng các kĩ thuật mới, mang lại hiệu quả điều 
trị cao và giảm chi phí đáng kể cho bệnh nhân. Công việc này đã và đang được định hướng 
phát triển nhiều năm qua tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt thông qua các đề tài, dự án 
các cấp cũng như các chương trình hợp tác quốc tế đóng góp nhiều sản phẩm thuốc phóng 
xạ cho y học hạt nhân trong nước. 
 Mục tiêu của bài báo là nghiên cứu điều chế thuốc phóng xạ 32P-Chromic phosphate 
trên Lò phản ứng Hạt nhân Đà Lạt nhằm mục đích điều trị các ung thư như ung thư tràn dịch 
màng phổi, phúc mạc ác tính, ung thư buồng trứng, ung thư tiền liệt tuyến để góp phần 
nội địa hóa sản phẩm, chủ động được nguồn cung cấp, hạ giá thành sản phẩm đáp ứng kịp 
thời nhu cầu điều trị của người bệnh một cách tích cực và hiệu quả. 
2. Hóa chất, thiết bị và phương pháp nghiên cứu 
2.1. Hóa chất, thiết bị 
 Tất cả các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm CrO3 99,9%, Na2SO3 
99,9%, P2O5 99,9%, (CH3)2CHOH 99,9%, NH4OH 25%, Gelatin, HNO3 68%, HCl 36,5%, 
NaOH 98% được mua từ Merck (Đức). Tất cả các hóa chất khác đã được sử dụng không cần 
tinh chế. Lò phản ứng Hạt nhân Đà Lạt công suất 500 kW. 
2.2. Phương pháp tổng hợp thuốc phóng xạ 32P-Chromic phosphate 
 32
 Cho 6 mL dung dịch H2CrO4 có nồng độ 0,45 mM và 3,5 mL dung dịch H3 PO4 có 
nồng độ 0,48 mM (tương ứng hoạt độ phóng xạ là 20 mCi/mL) cho vào hệ chưng cất. Mở 
nước cấp cho sinh hàn, bật bếp đun và hệ khuấy từ với tốc độ khuấy 120 vòng/phút, đồng 
 501 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 18, Số 3 (2021): 500-507 
thời mở van khí cho dòng khí đi qua dung dịch. Khi nhiệt độ 80-100oC, cho thêm 6,5 mL 
H2O cất hai lần pha tiêm, 0,5 mL dung dịch gelatin 2% và 1 mL Na2SO3 0,2 mM vào hệ 
chưng cất, khuấy hỗn hợp trong 10 phút để đảm bảo các hạt phân tán đều trong môi trường 
phân tán, khi đó hạt keo hình thành và bị phân tán bởi lực quay của con từ và dòng khí. 
Hỗn hợp được tinh chế để làm sạch bằng phương pháp thẩm tích (Anghileri, & Marqués, 
1967). Sử dụng màng mỏng bán thấm cellulose dạng ống đem ngâm trong nước trong 2 
giờ để màng trương nở, sau đó cho dung dịch keo 32P-chromic phosphate vào, kẹp chặt 2 
đầu ống. Sau đó cho vào nước muối sinh lí 0,9%, khuấy từ để các hạt nhỏ khuếch tán ra 
ngoài (chất bẩn, ion thừa chưa phản ứng) và các hạt keo giữ lại. Khi các hạt ở trạng thái 
cân bằng (khoảng 2 giờ) thì ngừng, thu được keo phóng xạ 32P-Chromic phosphate sau tinh 
chế (Prabhakar et al., 1999). 
2.3. Kiểm tra chất lượng sản phẩm 
 Độ tinh khiết hạt nhân phóng xạ được kiểm tra trên hệ phổ kế bêta Aloka (Hoa Kì) 
(International Atomic Energy Agency, 2018). Độ tinh khiết hóa phóng xạ thực hiện bằng 
phương pháp sắc kí lớp mỏng ITLC trên hệ máy Cyclone trong dung môi Isopropyl alcohol: 
Axit tricloacetic 20%:Amoni hydroxit 25%:nước theo tỉ lệ 75:3,4:0,3:25 (International 
Atomic Energy Agency, 2018). Độ vô trùng thực hiện theo Dược điển Mĩ 35: Mẫu thuốc 
được cấy trực tiếp vào môi trường Fluid thioglycollate medium (FTM) ở 30-35oC và Soya-
bean casein digest medium (SCD) ở 20-25oC. Quan sát trong 14 ngày liên tục và đọc kết quả 
hàng ngày (International Atomic Energy Agency, 2018). Nội độc tố vi khuẩn được kiểm tra 
trên máy Endosafe-PTS 100 (Portable Test System, PTS) theo Dược điển Mĩ 35 
(International Atomic Energy Agency, 2018). 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình tổng hợp thuốc phóng xạ 32P-Chromic phosphate 
 Sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion XV (STAT-EASE Inc., Minneapolis, Mĩ) 
để phân tích ảnh hưởng các thông số đến hiệu suất của quá trình điều chế thuốc phóng xạ 
 32
Cr PO4. Trong bài báo này, chúng tôi lựa chọn mô hình yếu tố phân số (Fractional 
factorials), mô hình này sẽ giúp trong việc khảo sát các ảnh hưởng bậc 1, bậc 2, lập phương 
 32
và tích chéo của các biến được chọn trong quá trình điều chế thuốc phóng xạ Cr PO4 cho 
hiệu suất cao. 
 Năm biến được chọn nghiên cứu là: Nồng độ H2CrO4 (x1), nồng độ H3PO4 (x2), nồng 
độ Na2SO3 (x3), thời gian phản ứng (x4) và nhiệt độ phản ứng (x5). Hàm đáp ứng được chọn 
 32
để khảo sát là hiệu suất của quá trình điều chế thuốc phóng xạ Cr PO4 (Y) (Hình 1). 
 502 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Phạm Thành Minh và tgk 
 32
 Hình 1. Các thông số ảnh hưởng đến tổng hợp thuốc phóng xạ Cr PO4 
 Tiến hành tổng hợp thuốc phóng xạ Bảng 1. Mô hình thực nghiệm các thông số ảnh 
 32 32
Cr PO4 ở những điều kiện khác nhau theo hưởng đến tổng hợp thuốc phóng xạ Cr PO4 
hiệu suất phản ứng (Y) bằng phương pháp sắc 
kí lớp mỏng ITLC trên hệ máy Cyclone trong 
dung môi Isopropyl alcohol: Axit tricloacetic 
20%: Amoni hydroxit 25%: nước theo tỉ lệ 75: 
3,4: 0,3: 25 thu được mô hình thực nghiệm 
(Bảng 1). 
 Tiến hành phân tích phương sai (ANOVA) 
các thông số ảnh hưởng đến tổng hợp thuốc 
 32
phóng xạ Cr PO4, ta thấy các tương tác x1, x2, 
x3, x4, x5, x1x2, x1x4, x2x5, x3x4, x3x5, x4x5 
có giá trị F-Ratio > 3,07 (F0.05(1,15) =3,07 với độ 
tin cậy là 95%) và giá trị P-Value ≤ 0,05 là có ý 
nghĩa và được giữ lại, các thông số còn lại không có ý nghĩa nên sẽ được loại bỏ (Hình 2). 
 Trên giản đồ Pareto (Hình 2) cũng cho thấy các ảnh hưởng bậc 1 (x1, x2, x3, x5) và 
các ảnh hưởng bậc 2 (x1x2, x2x5, x3x5) có ý nghĩa và các ảnh hưởng này đều có tác động 
làm tăng hiệu suất phản ứng, ngược lại yếu tố bậc 1 (x4) và và các ảnh hưởng bậc 2 (x1x4, 
x3x4, x4x5) có ý nghĩa và các ảnh hưởng này đều có tác động làm giảm hiệu suất phản ứng 
cho nên cần phải quan tâm đến những nhân tố này hơn, còn tất cả các ảnh hưởng bậc 1 và 
ảnh hưởng bậc 2 còn lại không có ý nghĩa. 
 Từ các ảnh hưởng bậc 1, bậc 2 này cho thấy sự tác động giảm dẩn theo thứ tự là: nhiệt 
độ phản ứng (x5), nồng độ Na2SO3 (x3), nồng độ H3PO4 (x2), nồng độ H2CrO4 (x1), và thời 
gian phản ứng (x4). Như vậy, nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất phản 
 32
ứng tổng hợp thuốc phóng xạ P-chromic phosphate, sau đó là nồng độ Na2SO3, nồng độ 
H3PO4, nồng độ H2CrO4 và cuối cùng là thời gian phản ứng. 
 503 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 18, Số 3 (2021): 500-507 
 Hình 2. Phân tích phương sai (ANOVA) và giản đồ Pareto các thông số ảnh hưởng 
 Tiến hành tối ưu hóa hiệu suất tổng hợp Bảng 2. Tối ưu hóa hiệu suất tổng hợp 
thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate theo thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate 
phương trình hồi quy: Y = 37,74 + 5,63x1 + 
7,29x2 + 43,13x3 - 0,14x4 + 60,21x5 với R2 = 
96% thu được kết quả: nồng độ H2CrO4 (x1) là 
0,45 mM; nồng độ H3PO4 (x2) là 0,48 mM; nồng 
độ Na2SO3 (x3) là 0,2 mM; thời gian phản ứng 
(x4) là 10 phút và nhiệt độ phản ứng (x5) là 
102oC với hiệu suất phản ứng tối ưu đạt 87,67 % (Bảng 2). 
 Như vậy, việc nghiên cứu tính toán dựa trên các thí nghiệm thực tế thu được hiệu suất 
phản ứng khá cao (87,67 %) với các giá trị ban đầu tối ưu. Đây là cơ sở tính toán quan trọng 
trong nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp thuốc phóng xạ 32P-chromic 
phosphate. 
 Từ đó, chúng tôi đưa ra quy trình tổng hợp thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate theo 
sơ đồ sau (Hình 3). 
 Hình 2. Quy trình tổng hợp thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate 
 504 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Phạm Thành Minh và tgk 
3.2. Kiểm tra chất lượng thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate 
 Thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate có màu xanh lục. pH của 32P-chromic 
phosphate là 6,0-7,0. 
 Độ tinh khiết hạt nhân được kiểm tra trên phổ kế bêta Aloka tại Viện nghiên cứu Hạt 
nhân. Kết quả cho thấy phổ tia bêta của 32P - cromic phosphate chứa đồng vị phóng xạ P-32 
giống với phổ tia bêta của dung dịch chuẩn 32P (Hình 4). Độ tinh khiết hạt nhân của 32P - 
chromic phosphate lớn hơn 99,9%. 
 Kết quả đo độ tinh khiết hóa phóng xạ trên máy tự chụp Cyclone bằng sắc kí lớp mỏng 
ITLC trong dung môi Isopropyl alcohol: Axit tricloacetic 20%: Amoni hydroxit 25%: nước 
 32
theo tỉ lệ 75: 3,4: 0,3:25, cho thấy sản phẩm Cr PO4 nằm tại vị trí Rf = 0,1-0,2, đồng vị 
 32
phóng xạ P-32 ở dạng ion tự do PO4 di chuyển về tuyến trên của dung môi với độ tinh khiết 
hóa phóng xạ lớn hơn 99,5% (Hình 5). 
 Kết quả thử độ vô khuẩn của 32P-chromic phosphate cho thấy khi quan sát bằng mắt 
thường đối với các chai đối chứng dương tính: dung dịch trong chai bị đục, thấy rõ nhất vào 
ngày quan sát thứ ba trở đi, và cho đến các ngày cuối, vi khuẩn kị khí và vi khuẩn hiếu khí 
phát triển trong các môi truờng FTM và SCD. Các chai đối chứng âm tính không bị nhiễm 
trong suốt quá trình theo dõi. Các chai mẫu thuốc quan sát thấy không bị nhiễm trong quá 
trình theo dõi. Như vậy mẫu đạt yêu cầu thử vô khuẩn kiểm nghiệm thuốc. 
 Hình 4. Phổ bêta chuẩn của 32P (1) (IAEA Hình 5. Độ tinh khiết hóa phóng xạ 
 32
 TECDOC) [3] và phổ bêta của của Cr PO4 
 32P – cromic phosphate (2) 
 Kết quả kiểm tra nội độc tố vi khuẩn cho thấy hàm lượng endotoxin chứa trong chai 
32P-chromic phosphate đo được kết quả là 3,34 EU/mL, đây là liều đơn cho một lần tiêm, 
như vậy tổng EU/mL của thuốc tiêm là 0,066 EU/ml/kg (giả sử trọng lượng trung bình của 
người là 50 kg). Kết quả này nhỏ hơn 5 EU/ml/kg theo tiêu chuẩn Dược điển Mĩ 35. Như 
vậy, thuốc đạt tiêu chuẩn thử nội độc tố vi khuẩn. 
 505 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 18, Số 3 (2021): 500-507 
 So sánh chất lượng sản phẩm thuốc 32P-chromic phosphate dùng trong nghiên cứu với 
các tiêu chuẩn của Dược điển Mĩ 35. Kết luận rằng, các đặc trưng của sản phẩm nghiên cứu 
đạt chất lượng so với tiêu chuẩn của Dược điển Mĩ 35. 
Bảng 3. Chất lượng của 32P-chromic phosphate trong nghiên cứu và Dược điển Mĩ 35 [8] 
 Sản phẩm nghiên cứu (32P-
 Chỉ tiêu Dược điển Mĩ 35 
 chromic phosphate) 
 pH 3,0 - 6,0 6,0 -7,0 
 Độ tinh khiết hóa phóng xạ >95,0 % 99,5 % 
 Độ tinh khiết hạt nhân >99,5 % 99,9 % 
 Độ vô khuẩn Vô khuẩn Vô khuẩn 
 Nội độc tố vi khuẩn < 5 EU/ml/kg 0,066 EU/ml/kg 
4. Kết luận 
 Đã tổng hợp thành công thuốc phóng xạ 32P-chromic phosphate trên Lò phản ứng Hạt 
nhân Đà Lạt với công suất 500 kW đáp ứng được các chỉ tiêu theo Dược điển Mĩ 35 như pH 
của sản phẩm 6,0; Độ tinh khiết hóa phóng xạ đạt 99,5 %; Độ tinh khiết hạt nhân đạt 99,9%; 
Thuốc đạt vô khuẩn; Thuốc đạt tiêu chuẩn thử nội độc tố vi khuẩn (0,066 EU/ml/kg). Đây là 
sản phẩm đầy hứa hẹn ứng dụng trong điều trị ung thư hiện nay như ung thư tràn dịch màng 
phổi, phúc mạc ác tính, ung thư buồng trứng, ung thư tiền liệt tuyến. 
  Tuyên bố về quyền lợi: Các tác giả xác nhận hoàn toàn không có xung đột về quyền lợi. 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Anghileri, L. J., & Marqués, R. (1967). New colloidal chromic radiophosphate (P32) for local 
 irradiation of the central nervous system. The International Journal Of Applied Radiation And 
 Isotopes. https://doi.org/10.1016/0020-708X(67)90038-5 
Iarc., I. A. for R. on C. W. H. O. (2012). GLOBOCAN 2012: Estimated Cancer Incidence, Mortality 
 and Prevalence Worldwide in 2012. Globocan. https://doi.org/10.1002/ijc.27711 
International Atomic Energy Agency. (2018). Quality control in the production of 
 radiopharmaceuticals. Iaea. https://doi.org/10.1080/08982119208918974 
Jemal, A., Bray, F., Center, M. M., Ferlay, J., Ward, E., & Forman, D. (2011). Global cancer 
 statistics. CA: A Cancer Journal for Clinicians. https://doi.org/10.3322/caac.20107 
Prabhakar, G., Mehra, K. S., & Ramamoorthy, N. (1999). Studies on the preparation and evaluation 
 of colloidal chromic phosphate – 32 P for possible therapeutic use. IAEA-SR-209/32. 
Saha, G. B. (2017). Fundamentals of Nuclear Pharmacy. In Fundamentals of Nuclear Pharmacy. 
 https://doi.org/10.1097/00003072-198501000-00024 
Zook, J. E., Wurtz, D. L., Cummings, J. E., & Cárdenes, H. R. (2011). Intra-articular chromic 
 phosphate (32P) in the treatment of diffuse pigmented villonodular synovitis. Brachytherapy. 
 https://doi.org/10.1016/j.brachy.2010.05.006 
 506 
Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Phạm Thành Minh và tgk 
STUDY ON PREPARATION OF 32P-CHROMIC PHOSPHATE RADIOPHARMACEUTICAL 
 IN DALAT NUCLEAR REACTOR FOR CANCER TREATMENT 
 Pham Thanh Minh*, Duong Van Dong, Bui Van Cuong 
 Nguyen Thanh Nhan, Dang Ho Hong Quang, Nguyen Thanh Binh, Le Van Thuc 
 Nuclear Research Institute, Dalat City, Vietnam 
 *Corresponding author: Pham Thanh Minh – Email: phamthanhminhnridl@gmail.com 
 Received: March 02, 2021; Revised: March 16, 2021; Accepted: March 20, 2021 
ABSTRACT 
 In this article, the radiopharmaceutical 32P-Chromic phosphate was synthesized in Dalat 
Nuclear Reactor for studying and optimizing synthetic experimental parameters. Radiochemical 
purity was tested by paper chromatography with the Cyclone Plus Phosphor Scanner. Radionuclidic 
purity was tested on Aloka beta spectrometer. Sterility was performed by sterile testing. Bacterial 
endotoxins were experimented on Endosafe-PTS 100 (Portable Test System, PTS). The 
radiopharmaceutical 32P-Chromic phosphate synthesized achieved an overall efficiency of 87,67%, 
radionuclidic purity of 99,90%, radiochemical purity of 99,50%, bacterial endotoxins of 0,066 
EU/ml/kg, and sterility. Thus, the radiopharmaceutical 32P-Chromic phosphate meets the standards 
of American Pharmacopoeia 35 in cancer treatment. 
 Keywords: 32P-Chromic phosphate; cancer treatment; Dalat nuclear reactor; 
radiopharmaceutical 
 507