突触密度活体可视化评估与定量分析在神经和精神疾病的诊断、治疗监测和机制研究方面具有广阔的临床应用前景。突触前膜囊泡蛋白2A(synaptic vesicle protein 2A, SV2A)可反映突触密度情况并与神经元兴奋性改变、致痫网络形成和癫痫耐药密切相关。为可视化评估突触密度，本研究采用GE Tracerlab FXFN模块高效合成与标记特异性靶向SV2A新型PET核素分子探针¹⁸F-SynVesT-1，通过理化性质、稳定性、比活度、细菌内毒素等检测技术进行质量控制，利用癫痫动物模型对¹⁸F-SynVesT-1显像效果进行验证。结果显示，Tracerlab FXFN模块能实现¹⁸F-SynVesT-1的高效合成，未校准放化产率为(11.4±2.6)%，且产品溶液满足临床及注射要求。本研究合成的¹⁸F-SynVesT-1质控表现良好，可用于活体脑突触显像、突触密度定量评估及致痫灶异常检测分析。

建立准确、快捷、方便的放射化学纯度分析方法是放射性创新药物临床转化及开发过程中所面对和攻克的首要问题。本研究对放射化学纯度分析技术的发展现况进行概述，同时，基于现行《中国药典》的相关指导原则，对放射化学纯度分析方法开发及验证所需关注的专属性、准确度和精密度、线性、范围以及耐用性等问题进行探讨。

为开发低膀胱滞留的前列腺癌SPECT显像剂，在⁶⁸Ga-P137结构的基础上制备了^99mTc-P137，对其进行临床前评估和初步的临床转化研究。通过固相合成方法制备标记前体HYNIC-P137，用EDDA作为共配体对前体进行^99mTc标记，并对产物^99mTc-P137进行质控。考察^99mTc-P137的脂水分配系数和体外稳定性，考察其在PSMA阳性细胞和阴性细胞上的摄取和抑制。进行正常昆明小鼠的生物分布和荷瘤鼠的SPECT/CT显像，最后进行临床转化研究。结果表明，前体HYNIC-P137的固相合成方便易得，标记产物^99mTc-P137的放化纯度接近100%，体外稳定性好，亲水性较强。正常昆明小鼠生物分布显示，该探针血液清除较快，主要通过肾脏代谢。荷瘤鼠的小动物SPECT/CT显示，^99mTc-P137主要在PSMA阳性肿瘤和肾脏区域浓集，且均可被明显抑制，显示出高度的体内特异性。临床转化显示，^99mTc-P137在膀胱蓄积较低，肝内放射性较高，对前列腺癌原位灶和淋巴结转移均具有良好的检出性能。研究表明，^99mTc-P137有望成为高亲和性、低膀胱滞留的新型三七素类SPECT前列腺癌显像探针。

成纤维细胞活化蛋白（fibroblast activation protein, FAP）在多数上皮来源恶性肿瘤中高度表达，FAP抑制剂（FAPI）经核素标记后已用于肿瘤的早期诊断。为实现PET显像剂¹⁸F-FAPI-42的自动化合成并进行质量控制，本研究基于Allinone合成器及其配套的空白试剂盒，通过一锅反应自动化制备¹⁸F-FAPI-42，并在荷胶质母细胞瘤U87-MG模型鼠行小动物PET/CT(positron emission tomography/computed tomography) 动态显像对其进行评价。结果显示，¹⁸F-FAPI-42的自动化合成时间在60 min以内，放化产率为(15.8±3.2)%（n=10，未经衰变校正），放化纯度>95 %，比活度14~52 GBq/μmol。小动物PET/CT动态显像显示，¹⁸F-FAPI-42对肿瘤显影清晰，放射性滞留时间长，具有较高的肿瘤与肌肉摄取比，活度与时间曲线显示其主要通过肾脏排泄。以上结果表明，Allinone合成器能够稳定高效地合成符合药物质控标准的¹⁸F-FAPI-42，所得产品质量满足临床要求。该合成方法可为NOTA类修饰化合物的18F标记提供参考和借鉴。

本研究制定了规范的⁶⁸Ga-PSMA-11注射液制备流程，并参考国内外药典要求拟定了适用于本机构的⁶⁸Ga-PSMA-11注射液质量控制标准。回顾2020—2022年度本机构316批次的⁶⁸Ga-PSMA-11注射液的制备和质量控制结果，发现所有批次均成功制备得到⁶⁸Ga-PSMA-11注射液，质量控制结果均符合拟定的标准。⁶⁸Ga-PSMA-11的标记率为（85.3±11.4）%，受⁶⁸Ge/⁶⁸Ga发生器淋洗总体积的显著影响，随着淋洗总体积的增加而降低，而淋洗间隔时间对标记率影响很小。本研究有望指导核医学从业人员规范进行⁶⁸Ga-PSMA-11注射液的制备和质量控制，从而提升该药物的质量与安全，并为其相关行业标准的制定提供参考。

近几年，生物医药行业创新技术产品迭代迅速，放射性药物应运而生，迅猛发展的同时也带来一系列复杂和独特的挑战。尽管药品监管科学技术的推广实现了药品监管治理体系的规范化和药品监管事业的有效覆盖，放射性药物生产、使用及健康效应评价等方面依旧处于缺乏科学、有效、系统性监管体系的状态。聚焦我国放射性药物监管的突出问题，以市场状况、临床需求、药品技术审评等为切入点，从全过程周期管理的角度开展系统研究，对放射性药物生产过程可追溯机制体系进行探索和总结，明确监管的重点方向、基本框架和管理路径，建立符合放射性药物特性并与其发展相适应的监管体系，助力行业、产业高质量发展，切实服务于患者。

为合成靶向碳酸酐酶IX（CA IX）的多肽探针⁶⁸Ga-DOTA-CA IX-P1-4-10，建立⁶⁸Ga-DOTA-CA IX-P1-4-10的标记及质控方法，对pH和前体多肽DOTA-CA IX-P1-4-10浓度对标记率的影响进行研究，确定⁶⁸Ga-DOTA-CA IX-P1-4-10的标记条件为：反应体系的pH为4.0～5.0（n=6），多肽DOTA-CAIX-P1-4-10浓度为15.0～40.0 mg/L（n=6），反应温度为100 ℃，反应时间10 min。产品为无色澄明液体、无可见异物，pH为5～7（n=6），放化纯度>99.0%（n=6），比活度为1.0～5.0 GBq/μmol（合成结束后）（n=6）。探针的脂水分配系数为-2.07±0.01（n=6），具有良好的亲水性。⁶⁸Ga-DOTA-CA IX-P1-4-10在生理盐水和胎牛血清中孵育4 h，放化纯度>95.0%，具有良好的体外稳定性。⁶⁸Ga-DOTA-CA IX-P1-4-10无异常毒性。初步评价结果表明，⁶⁸Ga-DOTA-CA IX-P1-4-10标记方法简单、放化纯度高、性质稳定、无异常毒性，具有开展进一步研究的价值。

用于前列腺癌骨转移的²²³RaCl₂注射液已经获得临床上市许可，并且获得较好的临床效果，但是在实际使用过程中存在部分缺陷待解决。改变药物给药途径是调节药代动力学的重要方式，本研究通过在大鼠右侧大腿肌肉注射的方式进行²²³RaCl₂注射液的给药，通过SPECT/CT扫描动态记录该方案与经静脉注射方案在靶向效率及代谢清除方面的区别。结果表明，²²³RaCl₂注射液经肌肉注射后12 h内完成注射点的药物扩散，经肌肉注射途径得到的骨沉积比在12 h后仍显著高于静脉注射组，且全身清除速率更快。在9 d观察期后，未观察到由²²³RaCl₂注射液直接引起的皮肤灼伤或者血象改变，初步证明该方案的安全性。因此，在严格控制药物体积的条件下，²²³RaCl₂注射液经肌肉注射可以提高药物骨沉积效率，避免部分副作用的发生。

为建立放射性药品溶出度实时在线检测装置，本研究测量自制治疗用碘［¹³¹I］化钠胶囊溶出度，并与被仿制剂进行溶出曲线比对。结果显示，自制胶囊与被仿制剂体外溶出行为一致。经验证，本分析方法专属性良好；活度浓度在1.9~108.4 μCi/mL范围内线性良好，相关系数＞0.999；方法准确可靠，回收率均在90%~110%范围内，RSD＜5%；精密度良好。

放射性同位素衰变放出热量，衰变热是计算放射性同位素活度的重要依据。为了测量氚的衰变热，本研究对一种μW级别的低检测限微量热计进行检测限测试、工作曲线标定以及含氚样品量热验证。测量结果表明，微量热计的检测限为1.28 μW，即38 mCi氚。在165~5 063 μW(5~150 Ci氚)范围内对微量热计的输出热电势U-输入热功率P进行标定，获得的标定关系式为U(μV)=0.141 P(μW)，对应氚活度与输出热电势关系式为A(Ci)=0.213U(μV)，线性相关系数R²>0.999。含氚样品的重复测量标准偏差为1.14%，与PVT法测量偏差为2.45%。本研究使用的量热计通过水浴与真空环境减小测量环境的波动，保证测量的一致性。标定后的量热计在不破坏氚样品完整性的条件下测量其活度，相比其他氚测量方法更适用于固态氚样品的测量，具有工程应用价值。

质子治疗（proton beam therapy, PBT）因其独特的布拉格峰能够达到精准放疗的效果。在质子治疗过程中，将峰准确定位到肿瘤区域，可以给予肿瘤较大剂量照射的同时，降低对正常组织和器官的伤害，减少副作用的发生。因此在质子治疗中对质子束的布拉格峰进行准确定位至关重要。本研究利用回旋加速器产生质子束流，通过金刚石探测器对质子束辐射特性进行测试，测量质子束束斑分布及布拉格峰位，得到质子束流的布拉格峰位置为（0，35 mm），为质子治疗的准确性提供了保障。

为克服裂变电离室技术性能指标满足工程应用需求的困难，探究实际应用中长灵敏区裂变电离室研制的可行性，实现三代核电堆外核测量系统中间量程探测器的国产化应用，研制了一种可用于核电站堆外核测量系统的圆柱型裂变电离室。并基于热中子注量基准装置、标准γ辐射装置和反应堆辐照孔道等试验平台，测试了该裂变电离室的甄别特性、热中子灵敏度、每个脉冲电荷量、平均电子收集时间、高压坪特性、重复性和γ感应度等主要核性能指标，以及探测器性能随温度变化的关系。测试结果表明，该裂变电离室热中子灵敏度可达0.53 s^-1/nv，每个脉冲电荷量为1.88×10^-13 C，平均电子收集时间约为400 ns，高压坪特性坪长≥400 V、坪斜≤4%/100 V，γ感应度3.30×10^-9 A·Gy^-1·h，重复性最大为2.4%，各项指标均优于设计要求。该裂变电离室的研制成功为后续长灵敏区裂变电离室的研制奠定了基础。

为进一步降低含氚氢同位素尾气的氚丰度，实现高效的氚回收，降低氚排放源项对环境的影响。本研究开展基于热循环吸附工艺的低丰度氚气体回收实验。在填充载钯硅藻土（Pd/K）的分离柱低温时，将氢同位素气体从前端注入，随后进行热循环吸附过程，数次循环后，在分离柱前端得到富集的轻组分，后端得到浓集的重组分。结果显示，氚丰度3.2%的气体进入实验系统，经7次回流循环，分离柱前端氚丰度小于0.01%；实验共处理低丰度气体7.55 mol，获得了氚丰度小于0.05%的尾气7.42 mol，平均丰度98.68%的氚气72.31 mmol以及平均丰度29.68%的中丰度气体47.93 mmol，系统氚回收率达99.54%。实验验证热循环吸附优化工艺可以降低尾气氚丰度和直接获取高丰度氚气体产品，实现氚的有效提取。

放射性碘标记靶向分子得到的放射性药物一直是核医学领域的研究热点，放射性碘标记药物在其药代动力学研究方面也有明确的应用需求。放射性碘标记方法有直接标记法和间接标记法，直接标记法具有反应快速、操作简便、放化产率高等优点，但存在适用范围较窄及体内脱碘的问题；间接标记法提高了体内稳定性，但存在反应过程复杂、放化产率偏低的问题。本研究介绍放射性碘标记方法的进展、适用范围以及这些方法的优缺点，并对放射性碘标记方法的发展进行展望，以期为放射性碘标记药物研发和同位素药代动力学研究提供参考。

99mTc是目前核医学临床应用最广泛的放射性核素，^99mTc核素一般从其母体核素⁹⁹Mo衰变得到。目前⁹⁹Mo主要由235U靶件辐照、提取制备。出于防止核扩散的考虑，铀靶正在由高浓缩铀（HEU）向低浓缩铀（LEU）转化，本研究对各种LEU铀靶的特点进行详细阐述，对靶件的优缺点进行总结，并对进一步研究工作提出建议。

具有光子计数能力的探测器给辐射成像领域带来了技术革新，具有巨大的应用潜力。光子计数探测器凭借其能量分辨能力将有助于提高辐射图像质量、降低辐射剂量、提高检测效率。目前，光子计数成像技术在医学诊断和行包安检等低能领域已有广泛和深入的研究，比如在能谱CT、乳腺检查、PET等领域诞生了许多成果，但是在集装箱检测及车辆安检等大型客体检测的中高能（MeV）领域研究较少，还需进一步克服技术上的困难，以达到中高能射线和高计数率条件的应用要求。本研究重点介绍了光子计数成像技术的特征优势、在X/γ射线医学诊断、安全检查辐射成像系统中的研究现状及面临的挑战，分析了其在大型客体检测中的应用现状和需要进一步突破的技术难点。