テクネチウム99mのソースを表示

{{Infobox 同位体
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| symbol =Tc
| mass_number =99m
| mass =98.9063
| num_neutrons =56
| num_protons =43
| abundance =
| halflife =6.0067時間<ref>{{cite web|title=<sup>99m</sup>Tc tables|url=http://www.nucleide.org/DDEP_WG/Nuclides/Tc-99m_tables.pdf|work=Nucleide.org|publisher=Laboratoire National Henri Becquerel|access-date=23 May 2012|date=2012-01-17}}</ref>| error_halflife =
| image = First technetium-99m generator - 1958.jpg
| image_caption = 1958年の最初の[[テクネチウム99m発生装置]]<br/>クロマトグラフィー基材に結合した<sup>99</sup>Moモリブデン酸塩から<sup>99m</sup>Tc過テクネチウム酸塩溶液を溶出させる。
| decay_product =テクネチウム99
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| decay_mode1 =[[核異性体転移]]<br/><small>γ emission 87.87%</small>
| decay_energy1 =98.6%: 0.1405 MeV<br/> 1.4%: 0.1426
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}}
'''テクネチウム99m'''（Technetium-99m、<sup>99m</sup>Tc）は、[[テクネチウム]]の[[同位体]]たる[[テクネチウム99]]の[[準安定状態|準安定]][[核異性体]]である。年間数千万件の医療診断に使用されており、世界で最も頻用されている医療用[[放射性同位体|放射性同位元素]]である。

テクネチウム99mは、[[放射性トレーサー]]として使用され、医療機器（[[ガンマカメラ]]）によって体内から検出することができる。テクネチウム99mは、{{仮リンク|光子エネルギー|en|Photon energy}}141[[電子ボルト|keV]]の検出可能な[[ガンマ線]]を放出し（この8.8[[メートル|pm]]の光子は、従来のX線診断装置が放出するのとほぼ同じ波長である）、ガンマ線放出の半減期が6.0058時間（つまり、24時間で93.7%が<sup>99</sup>Tcに崩壊する）であることから、この役割に適している。同位体の物理的半減期が比較的「短く」、[[半減期#生物学的半減期と実効半減期|生物学的半減期]]が1日であることから（人間の活動や代謝の観点から）、迅速にデータを収集しつつ、患者の総被曝量を低く抑えることができる造影方法が可能となる。しかしこの特性により、この同位体は治療目的での使用には適していない。

テクネチウム99mは、[[モリブデン]]に[[サイクロトロン]]照射した際の生成物として発見された。この方法では、半減期の長い（2.75日）[[モリブデンの同位体|モリブデン99]]が生成し、テクネチウム99mに崩壊する。この崩壊時間の長さにより、<sup>99</sup>Moを医療施設に輸送することができ、生成されたサンプルから<sup>99m</sup>Tcが抽出される。一方、<sup>99</sup>Moは通常、いくつかの国にある少数の研究・材料試験用原子炉で[[濃縮ウラン|高濃縮ウラン]]を核分裂させることで商業的に作られる。

==歴史==
===発見===
1938年、[[エミリオ・セグレ]]と[[グレン・シーボーグ]]は、[[ローレンス・バークレー国立研究所|アーネスト・オーランド・ローレンス放射線研究所]]の37インチ（940mm）サイクロトロンで、天然のモリブデンに8[[電子ボルト|MeV]]の[[重陽子]]を照射し、準安定同位体テクネチウム99mを初めて単離した<ref>{{cite journal|last1=Segrè|first=Emilio|last2=Seaborg|first2=Glenn T.|title=Nuclear Isomerism in Element 43|journal=Physical Review|date=1 November 1938|volume=54|issue=9|pages=772|doi=10.1103/PhysRev.54.772.2|bibcode = 1938PhRv...54..772S }}</ref>。 1970年、シーボーグは次のように説明している<ref>{{harvnb|Hoffmann|Ghiorso|Seaborg|2000 |pp =15–16}}</ref>。

{{Quote|私達は、科学的に非常に興味深い同位体を発見しました。何故ならこの同位体は、ほぼ完全に内部転換されたガンマ線遷移から電子の線スペクトルを放出する異性体遷移によって崩壊したからです。（実際には、内部転換による崩壊は全体の12％に過ぎませんでしたが...。）これは、それまで一度も観測されたことのない放射性崩壊の形態でした。セグレと私は、この原子番号43の元素の放射性同位体が半減期6.6時間（後に6.0時間に更新）で崩壊し、それが半減期67時間（後に66時間に更新）のモリブデン（親核種）の娘であることを示すことが出来ました。後にこの崩壊前後の元素の質量数が99であることが示され、（中略）6.6時間で崩壊する元素は「テクネチウム99m」という呼称を与えられました。}}

その後、1940年にエミリオ・セグレと[[呉健雄]]がモリブデン99を含む[[ウラン235]]の核分裂生成物を分析した結果、半減期6時間の43番元素の異性体の存在を検出し、後にテクネチウム99mと命名した<ref>{{harvnb|Schwochau|2000|p=4}}</ref><ref>{{cite journal|last=Segrè|first=Emilio|author2=Wu, Chien-Shiung |title=Some Fission Products of Uranium|journal=Physical Review|year=1940|volume=57|issue=6|pages=552 |doi=10.1103/PhysRev.57.552.3|bibcode = 1940PhRv...57..552S }}</ref>。

===初期の医学的応用===
[[File:Tc99minjektion.jpg|thumb|right|遮蔽シリンジから注射されるテクネチウム]]
<sup>99m</sup>Tcは、1950年代に[[パウエル・リチャーズ]]が[[放射性医薬品|医療用放射性同位体]]としての可能性に気付き、医療関係者の間でその使用を促進するまでは、科学的好奇心の対象としてのみの存在であった。リチャーズが[[ブルックヘブン国立研究所]]のホットラボ部門で放射性同位元素の製造を担当していた頃、[[ウォルター・タッカー]]と[[マーガレット・グリーン]]は、ブルックヘブン国立研究所で製造された[[テルルの同位体|テルル132]]（半減期3.2日の[[親核種]]）から[[溶出]]する短命の[[娘核種]]である[[ヨウ素の同位体|ヨウ素132]]の分離プロセスの純度を向上させる方法を研究していた<ref>{{cite web|title=Brookhaven Graphite Research Reactor|url=http://www.bnl.gov/bnlweb/history/BGRR.asp|work=bnl.gov|access-date=3 May 2012}}</ref>。彼らは<sup>99m</sup>Tcと判明した微量の汚染物質を検出したが、これは<sup>99</sup>Moから来たもので、他の核分裂生成物の分離プロセスの化学的性質においてテルルに類似していた。テルルとヨウ素の親娘ペアの化学的性質の類似性に基づいて、タッカーとグリーンは1958年に最初の{{仮リンク|テクネチウム99m発生装置|en|Technetium-99m generator}}を開発した<ref>{{cite book|last=Richards|first=Powell|title=Technetium-99m: The Early Days|year=1989|publisher=Brookhaven National Laboratory|location=New York|url=http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/5612212-IkoOXK/5612212.pdf|volume=BNL-43197 CONF-8909193-1|access-date=2012-03-03}}</ref>。リチャーズがテクネチウムを医療用トレーサーとして使用するアイデアを初めて提案したのは1960年のことだった<ref>{{cite journal|last=Richards|first=Powell|title=A survey of the production at Brookhaven National Laboratory of radioisotopes for medical research|year=1960|journal=VII Rassegna Internazionale Elettronica e Nucleare Roma|pages=223–244}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Richards|first1=P.|last2=Tucker|first2= W. D.|last3=Srivastava|first3= S. C.|title=Technetium-99m: an historical perspective|journal=The International Journal of Applied Radiation and Isotopes|date=October 1982|volume=33|issue=10 |pages=793–9 |pmid=6759417|doi=10.1016/0020-708X(82)90120-X}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Stang|first1=Louis G.|last2=Richards|first2= Powell|title=Tailoring the isotope to the need|journal=Nucleonics|year=1964|volume=22|issue=1|issn=0096-6207}}</ref>。ソレンセンとアーシャンボウは、静脈内に注入されたキャリアフリーの<sup>99</sup>Moが選択的かつ効率的に肝臓に濃縮され、<sup>99m</sup>Tcの内部発生装置となることを実証した<ref name="ncbi.nlm.nih.gov">{{cite journal|last1=Herbert|first1=R.|last2=Kulke|first2= W.|last3= Shepherd|first3= R. T.|title=The use of technetium 99m as a clinical tracer element.|journal=Postgraduate Medical Journal|date=November 1965|volume=41|issue=481|pages=656–62|pmid=5840856|pmc=2483197|doi=10.1136/pgmj.41.481.656}}</ref><ref name="sor">{{cite journal|last1=Sorensen|first1=Leif|last2=Archambault|first2=Maureen|title=Visualization of the liver by scanning with Mo99 (molybdate) as tracer|year=1963|journal=The Journal of Laboratory and Clinical Medicine|pages=330–340|pmid=14057883|volume=62}}</ref>。<sup>99m</sup>Tcが蓄積した後、彼らは141keVのガンマ線放出を使って肝臓を可視化することができた。

=== 世界展開 ===
[[ガンマカメラ]]の開発と継続的な改良により、1960年代には<sup>99m</sup>Tcの生産と医療利用が世界中で急速に拡大した。
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;米国
Between 1963 and 1966, numerous scientific studies demonstrated the use of <sup>99m</sup>Tc as [[radiotracer]] or diagnostic tool.<ref>{{cite journal|last1=Harper|first1=Pail V.|last2=Andros|first3= C. |last3=Lathop, K.|title=Preliminary observations on the use of six-hour <sup>99m</sup>Tc as a tracer in biology and medicine|journal= Argonne Cancer Research Hospital |volume=18|pages=76–87|year= 1962}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Harper|first1=Paul. V|last2=R. |last3=Charleston|first3=D.|last4=Lathrop|first4=K.|title=Optimization of a scanning method using <sup>99m</sup>Tc|journal=Nucleonics|year=1964|volume=22|pages=54|issn=0096-6207}}</ref><ref>{{cite journal|last=Smith|first=E. M.|title=Properties, uses, radiochemical purity and calibration of <sup>99m</sup>Tc|journal=Journal of Nuclear Medicine|date=November 1964|volume=5|pages=871–82|pmid=14247783|url=http://jnm.snmjournals.org/content/5/11/871.full.pdf|access-date=6 May 2012|issue=11}}</ref><ref>{{cite journal|last=Smith|first=E. M.|title=Internal dose calculation for 99mtc|journal=Journal of Nuclear Medicine|date=April 1965|volume=6|pages=231–51|pmid=14291076|url=http://jnm.snmjournals.org/content/6/4/231.full.pdf|access-date=6 May 2012|issue=4}}</ref> As a consequence the demand for <sup>99m</sup>Tc grew exponentially and by 1966, [[Brookhaven National Laboratory]] was unable to cope with the demand. Production and distribution of <sup>99m</sup>Tc generators were transferred to private companies. ''"TechneKow-CS generator"'', the first commercial <sup>99m</sup>Tc generator, was produced by Nuclear Consultants, Inc. (St. Louis, Missouri) and [[Union Carbide]] Nuclear Corporation (Tuxedo, New York).<ref>{{cite book|editor1-first=W. C. |editor1-last=Eckelman|editor2-first= B. M.|editor2-last=Coursey|title=Technetium - 99m : generators, chemistry and preparation of radiopharmaceuticals|year=1982|publisher=Pergamon |location=Oxford|isbn=978-0-08-029144-4}}</ref><ref>{{cite journal|author= Nuclear Consultants Inc|title= Injectable sodium pertechnetate 99mTc from your own compact production facilities|page=36A|date=December 1966 |url=http://radiology.rsna.org/content/87/6/local/front-matter.pdf|journal=Radiology |volume=87|issue=6|doi=10.1148/87.6.1128}}</ref> From 1967 to 1984, <sup>99</sup>Mo was produced for [[Mallinckrodt Incorporated|Mallinckrodt Nuclear Company]] at the [[University of Missouri Research Reactor Center|Missouri University Research Reactor]] (MURR).

Union Carbide actively developed a process to produce and separate useful isotopes like <sup>99</sup>Mo from mixed [[fission products]] that resulted from the irradiation of [[highly enriched uranium]] (HEU) targets in nuclear reactors developed from 1968 to 1972 at the Cintichem facility (formerly the Union Carbide Research Center built in the Sterling forest in Tuxedo, New York ({{coord|41|14|6.88|N|74|12|50.78|W |type:landmark_scale:10000_region:US |display=inline}})).<ref>{{cite patent|country=US|number=3799883|title=Silver coated charcoal step|invent1=Hirofumi Arino|assign1= Union Carbide Corporation|gdate=March 26, 1974}}</ref> The Cintichem process originally used 93% highly enriched U-235 deposited as UO<sub>2</sub> on the inside of a cylindrical target.<ref>{{cite patent|country=US|number=3940318 |title=Preparation of a primary target for the production of fission products in a nuclear reactor|invent1=Hirofumi Arino|assign1= Union Carbide Corporation|gdate=February 24, 1974}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Arino|first1=Hirofumi|last2=Kramer|first2= Henry H.|title=Fission product 99mTc generator|journal=The International Journal of Applied Radiation and Isotopes|date=May 1975|volume=26|issue=5|pages=301–303|doi=10.1016/0020-708X(75)90165-9|pmid=1184215}}</ref>

At the end of the 1970s, {{convert|200000|Ci|Bq|abbr=on}} of total fission product radiation were extracted weekly from 20-30 reactor bombarded HEU capsules, using the so-called "Cintichem [chemical isolation] process."<ref>{{cite web|title=Decommissioning ALARA Programs Cintichem Decommissioning Experience|year=1994|url=http://hps.ne.uiuc.edu/natcisoe/brookhaven/2057.pdf|first1=Joseph J.|last1=Adler|first2=Thomas|last2=LaGuardia|accessdate=2021/05/03}}</ref> The research facility with its 1961 5-MW pool-type research reactor was later sold to Hoffman-LaRoche and became Cintichem Inc.<ref>{{cite book|last=Botshon|first=Ann|title=Saving Sterling Forest the epic struggle to preserve New York's highlands|year=2007|publisher=State Univ. of New York Press|location=Albany, NY|isbn=978-0-7914-6939-2|pages=86|url=https://books.google.com/books?id=YSmJzn6Bl_0C&q=cintichem&pg=PA86}}</ref> In 1980, Cintichem, Inc. began the production/isolation of <sup>99</sup>Mo in its reactor, and became the single U.S. producer of <sup>99</sup>Mo during the 1980s. However, in 1989, Cintichem detected an underground leak of radioactive products that led to the reactor shutdown and decommissioning, putting an end to the commercial production of <sup>99</sup>Mo in the USA.<ref>{{cite book|editor =National Research Council of the National Academies|author=Committee on Medical Isotope Production Without Highly Enriched Uranium|title=Medical isotope production without highly enriched uranium|year=2009|publisher=National Academies Press|location=Washington, D.C.|isbn=978-0-309-13039-4|url=http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12569|doi=10.17226/12569|pmid=25009932}}</ref>

The production of <sup>99</sup>Mo started in Canada in the early 1970s and was shifted to the NRU reactor in the mid 1970s.<ref>{{harvnb|Atomic Energy of Canada Limited|1997|pp=108–109}}</ref> By 1978 the reactor provided technetium-99m in large enough quantities that were processed by AECL's radiochemical division, which was privatized in 1988 as Nordion, now [[Nordion|MDS Nordion]].<ref>{{harvnb|Litt|2000|p=224 }}</ref> In the 1990s a substitution for the aging NRU reactor for production of radioisotopes was planned. The [[Multipurpose Applied Physics Lattice Experiment]] (MAPLE) was designed as a dedicated isotope-production facility. Initially, two identical MAPLE reactors were to be built at [[Chalk River Laboratories]], each capable of supplying 100% of the world's medical isotope demand. However, problems with the MAPLE 1 reactor, most notably a positive [[Nuclear chain reaction|power co-efficient of reactivity]], led to the cancellation of the project in 2008.

The first commercial <sup>99m</sup>Tc generators were produced in [[Argentina]] in 1967, with <sup>99</sup>Mo produced in the [[National Atomic Energy Commission|CNEA]]'s [[RA-1 Enrico Fermi]] reactor.<ref>{{cite journal|last1=Karpeles|first1=Alfredo|last2=Palcos|first2=María Cristina|title=Obtención de Generadores de <sup>99m</sup>Tc|year=1970|volume=CNEA-267|url=http://www.cnea.gov.ar/cac/ci/CICACInformes/cicacInformeCNEA168.pdf|access-date=6 May 2012|language=es}}</ref><ref>{{cite web|title=El Reactor RA - 1|url=http://www.cnea.gov.ar/xxi/reactores/RA1.asp|work=CNEA.gob.ar|access-date=26 April 2012|language=es|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20120208023628/http://www.cnea.gov.ar/xxi/reactores/RA1.asp|archive-date=8 February 2012}}</ref> Besides its domestic market CNEA supplies <sup>99</sup>Mo to some South American countries.<ref>{{harvnb|National Research Council|2009}}</ref>

;豪州
In 1967, the first <sup>99m</sup>Tc procedures were carried out in [[Auckland]], [[New Zealand]].<ref>{{cite book|editor-last=Jamieson|editor-first=Hugh |title=The development of medical physics and biomedical engineering in New Zealand hospitals, 1945-1995 some personal overviews|year=2006|publisher=H.D. Jamieson|location=Dannevirke, New Zealand|isbn=978-0-473-11900-3|url=http://www.acpsem.org.au/index.php/home/governance-/branches/nz-branch/nzbranch-documents/doc_view/196-historyofmedicalphysicsinnz1945-95|page=14}}</ref> <sup>99</sup>Mo was initially supplied by Amersham, UK, then by the Australian Nuclear Science and Technology Organisation ([[ANSTO]]) in Lucas Heights, Australia.<ref>{{cite book|editor-last=Jamieson|editor-first=Hugh |title=The development of medical physics and biomedical engineering in New Zealand hospitals, 1945-1995 some personal overviews|year=2006|publisher=H.D. Jamieson|location=Dannevirke, New Zealand|isbn=978-0-473-11900-3|url=http://www.acpsem.org.au/index.php/home/governance-/branches/nz-branch/nzbranch-documents/doc_view/196-historyofmedicalphysicsinnz1945-95|page=78}}</ref>

;欧州
In May 1963, Scheer and Maier-Borst were the first to introduce the use of <sup>99m</sup>Tc for medical applications.<ref name="ncbi.nlm.nih.gov"/><ref>{{cite journal|last1=Scheer|first1=K. E.|last2=Maier-Borst|first2= W.|title=On the production of Tc99 m for medical purposes|journal=Nuclear-Medizin|date=15 May 1963|volume=3|pages=214–7|pmid=13986994|language=de}}</ref>
In 1968, [[Philips#Spinouts|Philips-Duphar]] (later Mallinckrodt, today [[Covidien]]) marketed the first technetium-99m generator produced in Europe and distributed from Petten, the Netherlands.

;日本
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=== 供給不足 ===
2000年代後半にテクネチウム99mが世界的に不足したのは、半減期が66時間しかないモリブデン99の世界供給量の約3分の2を供給していた老朽化した2つの原子炉（{{仮リンク|カナダ国立研究ユニバーサル反応炉|en|National Research Universal reactor|label=NRU}}と{{仮リンク|ペッテン原子炉|en|Petten nuclear reactor|label=HFR}}）が長期メンテナンスのために繰り返し停止したためである<ref name="nyt09">{{Cite news |url=https://www.nytimes.com/2009/07/24/science/24isotope.html |newspaper=[[New York Times]] |title=Radioactive Drug for Tests Is in Short Supply |first=Matthew L. |last=Wald |date=July 23, 2009 }}.</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.medpagetoday.com/Radiology/NuclearMedicine/18495|title=Looming Isotope Shortage Has Clinicians Worried|last=Smith|first=Michael|date=Feb 16, 2010|access-date=Feb 25, 2010|work=[[MedPage Today]]}}</ref><ref>{{cite journal|last=Ruth|first=Thomas|title=Accelerating production of medical isotopes|journal=Nature|date=29 January 2009|volume=457|issue=7229|pages=536–537|doi=10.1038/457536a|pmid=19177112|bibcode = 2009Natur.457..536R |s2cid=29861596}}</ref>。2009年5月、[[カナダ原子力公社]]はNRUの原子炉で少量の重水漏れが検出されたことを発表し、2010年8月に修理が完了するまで運転を停止した。2008年8月に1次冷却水回路の変形部分の1か所からガスバブルジェットの放出が観測された後、HFR炉は徹底的な安全調査のために停止された。{{仮リンク|核研究・コンサルタントグループ|en|Nuclear Research and Consultancy Group|label=NRG}}社は2009年2月、医療用放射性同位元素の製造に必要な場合に限り、HFRを運転できる一時的なライセンスを取得した。HFRは2010年の初めに修理のために停止し、2010年9月に再稼働した<ref>{{cite journal|last=de Widt|first=Eric Jan|title=The High Flux Reactor in Petten resumes the vital roles of production of medical radioisotopes and nuclear research|journal=Tijdschrift voor Nucleaire Geneeskunde|year=2010|volume=32|issue=4|pages=586–591|url=http://www.tijdschriftvoornucleairegeneeskunde.nl/files/Archief/TvNG0410.pdf|access-date=27 April 2012|issn=1381-4842}}</ref>。

1990年代に建設されたカナダの代替原子炉2基（{{仮リンク|MAPLE反応炉|en|Multipurpose Applied Physics Lattice Experiment}}参照）は、安全上の理由から運転開始前に閉鎖された<ref name="nyt09" /><ref>{{cite journal|last1=Thomas|first1=G. S.|last2=Maddahi|first2= J.|title=The Technetium Shortage|journal=Journal of Nuclear Cardiology|date=December 2010|volume=17|issue=6|pages=993–8|pmid=20717761|doi=10.1007/s12350-010-9281-8|s2cid=2397919}}</ref>。 2018年5月には、[[ミズーリ州]][[コロンビア (ミズーリ州)|コロンビア]]に建設される新しい生産施設の建設許可が出された<ref>http://www.columbiatribune.com/news/20180810/business-seeks-tax-break-to-build-108m-facility</ref>。

== 核特性 ==
テクネチウム99mは、[[質量数]]99の後に「m」が付いているように、準安定[[核異性体]]である。これは、原子核が通常よりも長く[[励起状態|励起]]状態にある[[崩壊生成物]]であることを意味する。原子核は、[[ガンマ線]]や[[内部転換|内部転換電子]]の放出により、最終的には[[脱励起]]して[[基底状態]]になる。これらの崩壊様式はいずれも、テクネチウムを別の元素に[[核変換|変換]]することなく[[核子]]を再編成する。

<sup>99m</sup>Tcは主にガンマ線放出によって崩壊するが、その割合は88%よりやや少ない。(<sup>99m</sup>Tc → <sup>99</sup>Tc + γ) このガンマ崩壊の約98.6%は140.5keVのガンマ線になり、残りの1.4%は僅かに高い142.6keVのエネルギーのガンマ線になる。これらの放射線は、<sup>99m</sup>Tcが[[医用画像処理|医療画像診断用]]の[[放射性トレーサー]]として使用される際に、ガンマカメラで拾われる放射線である。残りの約12％の<sup>99m</sup>Tcの崩壊は内部転換によるもので、その結果、高速の内部転換電子が（この種の崩壊の電子によく見られるように）同じく約140keVのいくつかの鋭いピークを伴って放出される（<sup>99m</sup>Tc → <sup>99</sup>Tc<sup>+</sup> + e<sup>-</sup>）。これらの変換電子は、ベータ線の電子と同じように周囲の物質を[[イオン化]]し、140.5keVおよび142.6keVのガンマ線とともに[[線量|総被曝線量]]に寄与する。

純粋なガンマ線放出は、医療用画像処理に望ましい[[崩壊モード|崩壊様式]]である。他の粒子がカメラよりも患者の体に多くのエネルギー（[[吸収線量|放射線量]]）を蓄積するためである。準安定同位体転移は、純粋なガンマ線放出に近い唯一の核崩壊様式である。

<sup>99m</sup>Tcの半減期は6.0058時間で、殆どの核異性体に比べてかなり長い（少なくとも14桁）が、唯一無二ではない。この半減期は、他の多くの既知の[[放射性崩壊]]様式に比べるとまだ短く、[[医用画像処理|医療用画像診断]]に使用される[[放射性医薬品]]の半減期の範囲の中央に位置している。

ガンマ線放出または内部転換の後、得られた基底状態のテクネチウム99は、半減期211,000年で安定核種の[[ルテニウム99]]に崩壊する。この過程では、ガンマ線を伴わない弱いベータ線が放出される。このように娘核種からの放射能が少ないことは、放射性医薬品として望ましい特徴である。
:<chem>^{99\!m}_{43}Tc ->[\ce{\gamma\ 141 keV}][\ce{6 h}] {}^{99}_{43}Tc ->[\ce{\beta^-\ 249 keV}][211,000\ \ce{y}] \overbrace{\underset{(stable)}{^{99}_{44}Ru}}^{ruthenium-99}</chem>

==製造==

=== 核反応炉内での <sup>99</sup>Mo 生成 ===
;<sup>235</sup>U への中性子照射
<sup>99m</sup>Tcの親核種である<sup>99</sup>Moは、主に中性子照射された[[ウラン235|<sup>235</sup>U]]塊内で生成された[[核分裂生成物]]から医療目的で抽出されるが、その大部分は[[高濃縮ウラン]]（HEU）を用いて世界の5つの研究用原子炉で生産されている<ref>{{harvnb|National Research Council|2009|p=34}} [http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=12569&page=34]</ref><ref>{{cite journal | url = http://www.sciencenews.org/view/feature/id/47185/title/Desperately_Seeking_Moly | title = Desperately Seeking Moly | first = Janet | last = Raloff | year = 2009 | volume = 176 | issue = 7 | pages = 16–20 | journal = Science News | doi=10.1002/scin.5591760717}}</ref>。 より少量の<sup>99</sup>Moが、少なくとも3つの原子炉で[[低濃縮ウラン]]（LEU）から生産されている。

{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
|+ <sup>235</sup>Uから<sup>99</sup>Moを製造している原子炉一覧 年は最初に[[臨界状態|臨界]]に至った年を示す
|-
! scope="col" |タイプ
! scope="col" |原子炉
! scope="col" |所在地
! scope="col" |標的塊/燃料
! scope="col" |臨界年
|-
|rowspan="5" |大規模製造者|| [[National Research Universal Reactor|NRU]] (廃止) || カナダ || HEU/LEU ||1957
|-
|| [[SCK•CEN|BR2]]|| ベルギー|| HEU/HEU||1961
|-
|| [[SAFARI-1]]||南アフリカ|| LEU/LEU||1965
|-
|| [[Petten nuclear reactor|HFR]]|| オランダ|| HEU/LEU||1961
|-
|| [[Saclay Nuclear Research Centre|Osiris reactor]]|| フランス|| LEU/HEU||1966
|-
|rowspan="5" |地域製造者||[[Open-pool Australian lightwater reactor|OPAL]]|| オーストラリア|| LEU/LEU||2006
|-
|| [[Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy|MPR RSG-GAS]]<ref>{{cite web|title=The Licensing for Decommissioning of Research Reactors in Indonesia of Research Reactors in Indonesia|url=http://www-ns.iaea.org/downloads/rw/projects/r2d2/workshop3/national-presentations/indonesia-licensing-for-decomm-of-rr.pdf|work=Iaea.org|access-date=26 April 2012}}</ref>|| インドネシア|| LEU/LEU||1987
|-
|| [[National Atomic Energy Commission|RA-3]]<ref>{{cite web|title=Centro Atómico Ezeiza|url=http://www.cnea.gob.ar/xxi/cnea_info/cae.asp|work=CNEA.gob.ar|access-date=26 April 2012}}</ref>|| アルゼンチン|| LEU/LEU||1961
|-
|| [[Maria reactor|MARIA]] 			||ポーランド||HEU/HEU||1974
|-
|| [[LVR-15]]<ref>{{cite web|title=REAKTOR LVR-15|url=http://www.nri.cz/web/ujv-800/reaktor-lvr-15|access-date=11 May 2012|language=cs}}</ref>||チェコ||HEU/HEU||1957
|}
;<sup>98</sup>Mo の中性子放射化
天然のモリブデン、または<sup>98</sup>Moを濃縮したモリブデンを中性子で[[中性子放射化|活性化]]することによる<sup>99</sup>Moの製造法<ref>{{cite patent|country=US|number=3382152|title=Production of high purity radioactive isotopes|invent1=Ephraim Lieberman|assign1= Union Carbide Corporation|gdate=May 7, 1968}}</ref>は、現在のところ、別の製造ルートとしての規模は小さい<ref>[http://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/nfcms_researchreactors_Mo99.html Our Work: Nuclear Fuel Cycle and Materials Section]</ref>。

=== 粒子加速器中での <sup>99m</sup>Tc/<sup>99</sup>Mo 生成 ===
;<sup>99m</sup>Tc の簡易製造法
1971年に医療用サイクロトロンで<sup>100</sup>Mo塊に22MeVの陽子を照射して<sup>99m</sup>Tcを製造する可能性が示された<ref>{{cite journal|last1=Beaver|first1=J. E.|author2=Hupf, H.B. |title=Production of <sup>99m</sup>Tc on a Medical Cyclotron: a Feasibility Study|journal=Journal of Nuclear Medicine|date=November 1971|volume=12|issue=11|pages=739–41|pmid=5113635 |url=http://jnm.snmjournals.org/content/12/11/739.full.pdf}}</ref>。最近の<sup>99m</sup>Tcの不足により、同位体濃縮された<sup>100</sup>Mo塊（99.5%以上）に陽子を照射し、<sup>100</sup>Mo(p、2n)<sup>99m</sup>Tc[[原子核反応|反応]]を起こさせることによる「簡易」<sup>99m</sup>Tc製造法への関心が再び高まった。カナダでは、<sup>99m</sup>Tc製造のためにAdvanced Cyclotron Systems社が設計したサイクロトロンを[[アルバータ大学]]と[[シャーブルック大学]]で稼働させており、[[ブリティッシュコロンビア大学]]、{{仮リンク|TRIUMF|en|TRIUMF}}、[[サスカチュワン大学]]、{{仮リンク|レイクヘッド大学|en|Lakehead University}}でも計画されている<ref>{{cite journal| first =P.| last =Schaffer1 |display-authors=etal | title = Direct Production of <sup>99m</sup>Tc via <sup>100</sup>Mo(p,2n) on Small Medical Cyclotrons | journal =Physics Procedia |volume =66 | date =2015 | pages =383–395 | url =https://www.triumf.ca/sites/default/files/20140815_Direct_Production_of_Tc99monSmallMedicalCyclotrons_0.pdf| doi =10.1016/j.phpro.2015.05.048 | bibcode =2015PhPro..66..383S }}</ref><ref>{{cite web| last =Alary| first =Bryan| title =Cyclotron facility revolutionizes medical isotope manufacturing| publisher =University of Alberta| date =2 July 2013| url =http://news.ualberta.ca/newsarticles/2013/july/cyclotron-facility-revolutionizes-medical-isotope-manufacturing| access-date = 6 July 2013}}</ref><ref>{{cite journal| last =Lougheed| first =Tim| title =Cyclotron production of medical isotopes scales up| journal =CMAJ| volume =185| issue =11| pages =947| publisher =Canadian Medical Association| location =Ottawa| date =20 June 2013| url =http://www.cmaj.ca/site/earlyreleases/20june13_cyclotron_production_of_medical_isotopes_scales_up.xhtml| archive-url =https://archive.is/20130706181010/http://www.cmaj.ca/site/earlyreleases/20june13_cyclotron_production_of_medical_isotopes_scales_up.xhtml| url-status =dead| archive-date =6 July 2013| issn =1488-2329| doi =10.1503/cmaj.109-4525| pmid =23798456| access-date =6 July 2013| pmc =3735742}}</ref>。

サイクロトロンを用いた<sup>100</sup>Mo(p、2n)<sup>99m</sup>Tc反応による<sup>99m</sup>Tc生成の欠点は、基底状態の<sup>99</sup>Tcが大量に共生産されることである。この核種が優先的に成長するのは、基底状態に至る反応断面積の経路が大きいためであり、同じエネルギーでの準安定状態と比較して、断面積の最大値では約5倍にもなる。Mo塊の処理と<sup>99m</sup>Tcの回収に要する時間に応じて、基底状態の<sup>99m</sup>Tcの量は減少し続け、結果的に利用可能な<sup>99m</sup>Tcの比活性が低下し、その後の標識化やイメージングに悪影響を及ぼす可能性がある。処理の合理化に役立つ液体金属モリブデン含有塊が提案されている<ref>{{Cite journal|last1=Qaim|first1=S. M.|last2=Sudár|first2=S.|last3=Scholten|first3=B.|last4=Koning|first4=A. J.|last5=Coenen|first5=H. H.|date=2014-02-01|title=Evaluation of excitation functions of 100Mo(p,d+pn)99Mo and 100Mo (p,2n)99mTc reactions: Estimation of long-lived Tc-impurity and its implication on the specific activity of cyclotron-produced 99mTc|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804313003928|journal=Applied Radiation and Isotopes|language=en|volume=85|pages=101–113|doi=10.1016/j.apradiso.2013.10.004|pmid=24389533|issn=0969-8043}}</ref>。

;<sup>99</sup>Mo の間接的製造法

他の粒子加速器を用いた同位体製造技術も研究されている。2000年代後半に<sup>99</sup>Moの供給が途絶えたことと、生産する原子炉の老朽化により、産業界は生産の代替方法を検討する必要に迫られた<ref>{{Cite journal|last1=Wolterbeek|first1=Bert|last2=Kloosterman|first2=Jan Leen|last3=Lathouwers|first3=Danny|last4=Rohde|first4=Martin|last5=Winkelman|first5=August|last6=Frima|first6=Lodewijk|last7=Wols|first7=Frank|date=2014-11-01|title=What is wise in the production of 99Mo? A comparison of eight possible production routes|url=https://doi.org/10.1007/s10967-014-3188-9|journal=Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry|language=en|volume=302|issue=2|pages=773–779|doi=10.1007/s10967-014-3188-9|s2cid=97298803|issn=1588-2780}}</ref>。 サイクロトロンまたは電子加速器を使用して、それぞれ(p、2n)<ref>{{cite journal|last1=Scholten|first1=Bernhard|last2=Lambrecht|first2=Richard M.|last3=Cogneau|first3=Michel|last4=Vera Ruiz|first4=Hernan|last5=Qaim|first5=Syed M.|date=25 May 1999|title=Excitation functions for the cyclotron production of 99mTc and 99Mo|journal=Applied Radiation and Isotopes|volume=51|issue=1|pages=69–80|doi=10.1016/S0969-8043(98)00153-5}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Takács|first1=S.|last2=Szűcs|first2=Z.|last3=Tárkányi|first3=F.|last4=Hermanne|first4=A.|last5=Sonck|first5=M.|date=1 January 2003|title=Evaluation of proton induced reactions on <sup>100</sup>Mo: New cross sections for production of <sup>99m</sup>Tc and <sup>99</sup>Mo|journal=Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry|volume=257|issue=1|pages=195–201|doi=10.1023/A:1024790520036|s2cid=93040978}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Celler|first1=A.|last2=Hou|first2=X.|last3=Bénard|first3=F.|last4=Ruth|first4=T.|date=7 September 2011|title=Theoretical modeling of yields for proton-induced reactions on natural and enriched molybdenum targets|journal=Physics in Medicine and Biology|volume=56|issue=17|pages=5469–5484|bibcode=2011PMB....56.5469C|doi=10.1088/0031-9155/56/17/002|pmid=21813960}}</ref>または(γ、n)<ref>{{Cite journal|last1=Martin|first1=T. Michael|last2=Harahsheh|first2=Talal|last3=Munoz|first3=Benjamin|last4=Hamoui|first4=Zaher|last5=Clanton|first5=Ryan|last6=Douglas|first6=Jordan|last7=Brown|first7=Peter|last8=Akabani|first8=Gamal|date=2017-11-01|title=Production of 99Mo/99mTc via photoneutron reaction using natural molybdenum and enriched 100Mo: part 1, theoretical analysis|url=https://doi.org/10.1007/s10967-017-5455-z|journal=Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry|language=en|volume=314|issue=2|pages=1051–1062|doi=10.1007/s10967-017-5455-z|s2cid=104119040|issn=1588-2780}}</ref>反応を介して<sup>100</sup>Moから<sup>99</sup>Moを製造する方法が更に研究されている。<sup>100</sup>Moの(n、2n)反応は、熱中性子を用いた<sup>98</sup>Moの(n、γ)反応よりも高エネルギー中性子に対する高い反応断面積を齎す<ref>{{Cite journal|last1=Nagai|first1=Yasuki|last2=Hatsukawa|first2=Yuichi|date=2009-03-10|title=Production of 99Mo for Nuclear Medicine by 100Mo(n,2n)99Mo|url=https://journals.jps.jp/doi/abs/10.1143/JPSJ.78.033201|journal=Journal of the Physical Society of Japan|volume=78|issue=3|pages=033201|doi=10.1143/JPSJ.78.033201|bibcode=2009JPSJ...78c3201N|issn=0031-9015}}</ref>。 特にこの方法は、D-T<ref>{{Cite journal|title=14 MeV neutrons for medical application: a scientific case for 99Mo/99Tcm production|year=2018|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1021/1/012038/meta|access-date=2020-11-16|doi=10.1088/1742-6596/1021/1/012038|last1=Capogni|first1=M.|last2=Pietropaolo|first2=A.|last3=Quintieri|first3=L.|last4=Fazio|first4=A.|last5=Pillon|first5=M.|last6=De Felice|first6=P.|last7=Pizzuto|first7=A.|journal=Journal of Physics: Conference Series|volume=1021|page=012038|doi-access=free}}</ref>や他の核融合に基づく反応<ref>{{Cite journal|date=2018-05-01|title=Investigation of <sup>99</sup>Mo radioisotope production by d-Li neutron source|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352179117301540|journal=Nuclear Materials and Energy|language=en|volume=15|pages=261–266|doi=10.1016/j.nme.2018.05.017|issn=2352-1791|last1=Ohta|first1=Masayuki|last2=Kwon|first2=Saerom|last3=Sato|first3=Satoshi|last4=Ochiai|first4=Kentaro|last5=Suzuki|first5=Hiromitsu|doi-access=free}}</ref>、あるいは高エネルギーの[[核破砕反応]]や[[ノックアウト反応]]を用いたものなど、高速中性子スペクトルを生成する加速器を必要とする<ref>{{Cite journal|last1=Takahashi|first1=Naruto|last2=Nakai|first2=Kozi|last3=Shinohara|first3=Atsushi|last4=Htazawa|first4=Jun|last5=Nakamura|first5=Masanobu|last6=Fukuda|first6=Mitsuhiro|last7=Hatanaka|first7=Kichiji|last8=Morikawa|first8=Yasumasa|last9=Kobayashi|first9=Masaaki|last10=Yamamoto|first10=Asaki|date=2012-05-01|title=Production of <sup>99</sup>Mo-<sup>99m</sup>Tc by using spallation neutron|url=http://jnm.snmjournals.org/content/53/supplement_1/1475|journal=Journal of Nuclear Medicine|language=en|volume=53|issue=supplement 1|pages=1475|issn=0161-5505}}</ref>。 これらの技術の欠点は、濃縮された<sup>100</sup>Mo塊を必要とすることであり、これは天然の同位体塊よりもかなり高価であり、一般的には材料のリサイクルが必要であり、これはコストが掛かり、時間が掛かり、大変な作業となる<ref>{{Cite journal|last1=Gagnon|first1=K.|last2=Wilson|first2=J. S.|last3=Holt|first3=C. M. B.|last4=Abrams|first4=D. N.|last5=McEwan|first5=A. J. B.|last6=Mitlin|first6=D.|last7=McQuarrie|first7=S. A.|date=2012-08-01|title=Cyclotron production of 99mTc: Recycling of enriched 100Mo metal targets|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804312002941|journal=Applied Radiation and Isotopes|language=en|volume=70|issue=8|pages=1685–1690|doi=10.1016/j.apradiso.2012.04.016|pmid=22750197|issn=0969-8043}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Tkac|first1=Peter|last2=Vandegrift|first2=George F.|date=2016-04-01|title=Recycle of enriched Mo targets for economic production of 99Mo/99mTc medical isotope without use of enriched uranium|url=https://doi.org/10.1007/s10967-015-4357-1|journal=Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry|language=en|volume=308|issue=1|pages=205–212|doi=10.1007/s10967-015-4357-1|osti=1399098|s2cid=99424811|issn=1588-2780}}</ref>。

=== <sup>99m</sup>Tc 発生装置 ===
{{Main|{{仮リンク|テクネチウム99m発生装置|en|technetium-99m generator}}}}
<sup>99m</sup>Tcは半減期が6時間と短いため、保管が不可能であり、輸送コストも非常に高くなる。その代わり、親核種である<sup>99</sup>Moは、中性子照射されたウラン塊から抽出され、専用の処理施設で精製された後、病院に供給される{{#tag:ref|<sup>99</sup>Moは最終生成物から取り除かれるが、<sup>99m</sup>Tcが崩壊してできた<sup>99</sup>Tcは、製造機の最終工程で<sup>99m</sup>Tcと共に抽出される。<sup>99</sup>Tc：<sup>99m</sup>Tc 比は技術的にある程度改善可能である<ref>{{cite journal|last=Moore|first=P. W.|title=Technetium-99 in generator systems.|journal=Journal of Nuclear Medicine|date=April 1984|volume=25|issue=4|pages=499–502|pmid=6100549|url=http://jnm.snmjournals.org/content/25/4/499.full.pdf|access-date=11 May 2012}}</ref>。|group=注}}<ref name="Dilw">{{cite journal| first1=Jonathan R.|last1=Dilworth|last2=Parrott|first2=Suzanne J.|title=The biomedical chemistry of technetium and rhenium|journal=Chemical Society Reviews|year= 1998|volume=27|pages=43–55|doi=10.1039/a827043z}}</ref>。<sup>99m</sup>Tcは、専門の放射性医薬品会社によって{{仮リンク|テクネチウム99m発生装置|en|technetium-99m generator|label=<sup>99m</sup>Tc発生装置}}の形で世界中に出荷されるか、または地域の市場に直接配布される。搾乳器と俗称されるこの製造機は、輸送のための放射線遮蔽を施され、医療機関で行う抽出作業を最小限にするために設計された装置である。<sup>99m</sup>Tc製造機から1m離れた場所での典型的な線量率は、輸送中に20～50[[シーベルト|μSv]]/hである<ref>{{cite news|last=Shaw|first=Ken B.|title=Worker Exposures: How Much in the UK?|url=http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull271/27104592527.pdf|access-date=19 May 2012|newspaper=IAEA Bulletin|date=Spring 1985|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20110905103646/http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull271/27104592527.pdf|archive-date=5 September 2011}}</ref>。 <sup>99</sup>Moの半減期は66時間しかないため、製造機の出力は時間と共に低下するので、毎週交換しなければならない。

<sup>99</sup>Moは、[[ベータ崩壊]]によって<sup>99</sup>Tcの励起状態に自発的に崩壊する。そのうち87％以上が142keVの励起状態である<sup>99m</sup>Tcに至る。その際、[[電子|電子{{粒子の記号|β-}}]]と電子反ニュートリノ{{粒子の記号|反νe}}が放出される（'''<sup>99</sup>Mo → <sup>99m</sup>Tc + {{粒子の記号|β-}} + {{粒子の記号|反νe}}'''）。この電子{{粒子の記号|β-}}は輸送時に容易に遮蔽され、<sup>99m</sup>Tc発生装置は、主に電子によって生成される二次的なX線（[[制動放射]]としても知られている）による僅かな放射線のみを放射する。



病院では、<sup>99</sup>Moの崩壊によって生成された<sup>99m</sup>Tcは、<sup>99m</sup>Tc製造機から化学的に抽出される。殆どの商用<sup>99</sup>Mo/<sup>99m</sup>Tc発生装置は、水溶性モリブデン酸塩 MoO<sub>4</sub><sup>2-</sup>の形の<sup>99</sup>Moが酸性アルミナ（Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>）に吸着しているカラムクロマトグラフィーを使用している。<sup>99</sup>Moが崩壊すると、[[過テクネチウム酸]]TcO<sub>4</sub><sup>-</sup>が生成されるが、このTcO<sub>4</sub><sup>-</sup>は単電荷であるため、アルミナとの結合力は弱い。固定化された<sup>99</sup>MoO<sub>4</sub><sup>2-</sup>のカラムに通常の生理食塩水を通すと、可溶性の<sup>99m</sup>TcO<sub>4</sub><sup>-</sup>が溶出し、[[過テクネチウム酸ナトリウム]]として<sup>99m</sup>Tcを含む生理食塩水が得られる。僅か数マイクログラムの<sup>99</sup>Moを含む1台の<sup>99m</sup>Tc製造機は、1週間以上に亘って<sup>99m</sup>Tcを生成し、10,000人{{citation needed|date=May 2012}}の患者を診断できる可能性がある。[[File:Basedow-vor-nach-RIT.jpg|thumb|right|[[バセドウ病]]患者の頸部Tc[[シンチグラフィ|シンチグラフィー]]]]

===調製===
{{See also|キレート}}
テクネチウムは、過テクネチウム酸イオン TcO<sub>4</sub><sup>−</sup> の形で生成器から取り出される。この化合物中のTcの[[酸化数]]は+7である。これが直接医療用途に適しているのは、{{仮リンク|骨造影|en|Bone scintigraphy}}（骨芽細胞に取り込まれる）と一部の[[甲状腺造影]]（正常な甲状腺組織にヨウ素の代わりに取り込まれる）のみである。<sup>99m</sup>Tcを使用する他の撮影では、過テクネチウム酸溶液に[[還元剤]]を加えてテクネチウムの酸化数を+3または+4に還元し、次に[[配位子]]を加えて[[錯体|配位錯体]]を形成する。配位子は、標的となる特定の器官に親和性を持つように選択される。たとえば、酸化数が+3の[[エキサメタジムテクネチウム99m|Tcのエキサメタジム錯体]]は、血液脳関門を通過して脳内の血管を流れ、脳血流イメージングを行うことができる。その他のリガンドとしては、心筋灌流画像用の[[テクネチウム99mセスタミビ|セスタミビ]]や、腎機能を測定する{{仮リンク|放射性同位体腎臓X線造影法|en|Radioisotope renography|label=MAG3造影}}用の[[メルカプトアセチルグリシルグリシルグリシンテクネチウム99m|メルカプトアセチルトリグリシン]]などがある<ref name=eck>{{cite journal|last=Eckelman|first=William C.|title=Unparalleled Contribution of Technetium-99m to Medicine Over 5 Decades|journal=JACC: Cardiovascular Imaging|year=2009|volume=2|issue=3|pages=364–368|doi=10.1016/j.jcmg.2008.12.013|pmid=19356582|url=http://imaging.onlinejacc.org/data/Journals/JCMG/22634/12013.pdf|access-date=18 April 2012}} Historical perspective, full text</ref>。

==医学的用途==
1970年、製造機から<sup>99m</sup>Tcを搾り取り患者に投与する際の化学的状態で提供するために必要なすべての成分を含む最初のキットが発表された<ref name=eck/><ref>{{cite journal|last1=Eckelman|first1=William C.|last2=Richards|first2= Powell|title=Instant 99mTc-DTPA.|journal=Journal of Nuclear Medicine |date=December 1970|volume=11|issue=12|pages=761|pmid=5490410|access-date=21 July 2012|url=http://jnm.snmjournals.org/content/11/12/761.full.pdf}}</ref><ref>{{cite journal|last=Molinski|first=Victor J.|title=A review of 99mTc generator technology|journal=The International Journal of Applied Radiation and Isotopes|date=1 October 1982|volume=33|issue=10|pages=811–819|doi=10.1016/0020-708X(82)90122-3}}</ref><ref name=Agency2008>{{cite book | title = Technetium-99m Radiopharmaceuticals: Manufacture of Kits | url = http://www-pub.iaea.org/mtcd/publications/pdf/trs466_web.pdf | year = 2008 | author = International Atomic Energy Agency| author-link=International Atomic Energy Agency| isbn = 9789201004086 | access-date = 2012-07-21|location=Vienna}}</ref>。

<sup>99m</sup>Tcは、毎年2000万件の診断用核医学検査に使用されている。核医学における画像診断の約85％がこの同位体を放射性トレーサーとして使用している{{要出典|date=2021年5月}}。2000年に出版された「''Technetium''」という書籍には、[[脳]]、[[心筋]]、[[甲状腺]]、[[肺]]、[[肝臓]]、[[胆嚢]]、[[腎臓]]、[[骨]]、[[血液]]、[[腫瘍]]などの画像診断や機能研究に用いられる<sup>99m</sup>Tcを含む31種類の[[放射性医薬品]]が掲載されている<ref>{{Harvnb|Schwochau|2000|p=414}}</ref>。2021年にもレビュー記事が執筆されている<ref>{{cite book|first1=Roger |last1=Alberto|first2=Qaisar|last2=Nadeem|title=Metal Ions in Bio-Imaging Techniques|publisher=Springer|year=2021|pages=195-238|chapter=Chapter 7. <sup>99m</sup> Technetium-Based Imaging Agents and Developments in <sup>99</sup>Tc Chemistry|doi=10.1515/9783110685701-013}}</ref>。

手技に応じて、<sup>99m</sup>Tcは必要な場所に運ぶための薬剤にタグ付け（または結合）される。たとえば、<sup>99m</sup>Tcを[[エキサメタジムテクネチウム (99mTc)|エキサメタジム]]（HMPAO）に化学的に結合させると、薬剤が血液脳関門を通過して脳内の血管を流れ、脳血流造影を行うことができる。この組み合わせは、感染部位を視覚化するための白血球の標識（'''<sup>99m</sup>Tc標識WBC'''）にも使用される。<sup>99m</sup>Tcセスタミビは、心臓内の血流の状態を示す心筋灌流造影に使用される。[[クレアチニンクリアランス|腎機能]]を測定するための画像は、<sup>99m</sup>Tcを[[メルカプトアセチルグリシルグリシルグリシンテクネチウム (99mTc)|メルカプトアセチルトリグリシン]]（MAG3）でキレートしたもので撮影される。この手順はMAG3造影として知られている。

<sup>99m</sup>Tcは、140.5keVの[[ガンマ線]]を放出し（これは従来のX線診断装置が放出するのとほぼ同じ波長である）、ガンマ線放出の[[半減期]]は6時間である（つまり、24時間で94％が<sup>99</sup>Tcに崩壊する）ため、医療機器を用いて体内から容易に検出することができる。この同位体の[[物理的半減期]]が「短い」ことと、[[半減期#生物学的半減期と実効半減期|生物学的半減期]]が1日であること（人間の活動や代謝の観点から）から、データを迅速に収集しつつ、患者の総被曝量を低く抑えた造影方法が可能になる。

===放射線の副作用===
<sup>99m</sup>Tcを用いた診断治療は、技術者、患者、通行人に放射線被曝を齎す。SPECT検査などの免疫シンチグラフィー検査に投与されるテクネチウムの典型的な量は、成人で400から1100[[ベクレル|MBq]]（11から30[[キュリー|mCi]]）である<ref name=Cardialite>{{cite web|url=http://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2008/019785s018lbl.pdf|title = Cardialite kit for the preparation of Technetium 99m Sestamibi for injection, Prescribing information, April 2008|access-date = 2009-09-03|publisher = Food and Drug Administration|last=Squibb|first= B.-M.}}</ref><ref>{{cite web|url=http://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/drugInfo.cfm?id=3709|title=Neurolite (bicisate dihydrochloride)|access-date=2009-11-11|publisher=National Institutes of Health}}</ref>。これは、胸部X線検査の約500回分に相当する10[[シーベルト|mSv]]（1000[[レム|mrem]]）程度の放射線量に相当する<ref name=Bedetti>{{cite journal|journal=J Am Coll Radiol|volume=5|issue=2|pages=126–31|year=2008|last1=Bedetti |first1=G. |last2=Pizzi |first2=C. |last3=Gavaruzzi |first3=G. |last4=Lugaresi |first4=F. |last5=Cicognani |first5=A. |last6=Picano |first6=E.|title=Suboptimal awareness of radiologic dose among patients undergoing cardiac stress scintigraphy|pmid=18242529|doi = 10.1016/j.jacr.2007.07.020}}</ref>。このレベルの放射線被曝は、患者が固形癌や白血病を発症する生涯リスクの1000分の1に相当する<ref>Committee to Assess the Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation, BEIR VII, National Research Council.
[http://dels-old.nas.edu/dels/rpt_briefs/beir_vii_final.pdf Health Risks From Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation.] Washington, DC: National Academies Press; 2006</ref>。このリスクは、若年層では高く、高齢層では低くなる<ref>{{cite journal|last1=Fahey|first1=Frederic H.|last2=Treves|first2= S. Ted|last3=Adelstein|first3= S. James |title=Minimizing and Communicating Radiation Risk in Pediatric Nuclear Medicine|journal=Journal of Nuclear Medicine Technology|date=1 August 2011|volume=52|issue=8|pages=1240–1251|doi=10.2967/jnumed.109.069609|s2cid=2890364|url=http://jnm.snmjournals.org/content/52/8/1240.full.pdf}}</ref>。胸部X線検査とは異なり、放射線源は患者の体内にあるため、数日間は自分が放射線源となり、他の人が副次的に放射線を浴びることになる。この間、常に患者の傍に居る配偶者は、患者の1000分の1の放射線量を受けることになる。

同位体の半減期が短いため、データを迅速に収集することが可能である。また、この同位体はガンマ線を放出するものとしては非常に低いエネルギーレベルにある。エネルギーが約140keVであるため、他のガンマ線放出核種と比較して[[イオン化]]が大幅に減少し、より安全に使用することができる。<sup>99m</sup>Tcのガンマ線のエネルギーは、市販の診断用X線装置の放射線量とほぼ同じであるが、放出されるガンマ線の数が多いため、放射線量は[[コンピュータ断層撮影]]のようなX線検査に匹敵する。

<sup>99m</sup>Tcは、利用可能な他の同位体よりも安全性が高いという特徴がある。ガンマ崩壊モードはカメラで簡単に検出できるため、少量で使用可能である。また、<sup>99m</sup>Tcは半減期が短いため、放射性物質の量が遥かに少ない<sup>99</sup>Tcに速やかに崩壊し、投与後の初期活動量当たりの患者の総放射線量は、他の放射性同位元素と比較して少ない。これらの医療検査で投与される形態（通常は過テクネチウム酸塩）では、<sup>99m</sup>Tcおよび<sup>99</sup>Tcは数日以内に体外に排出される{{citation needed|date=January 2016}}。

===3D造影技術：SPECT===
{{main|単一光子放射断層撮影}}
[[単一光子放射断層撮影]]（Single Photon Emission Computed Tomography、SPECT）は、ガンマ線を用いた核医学画像診断法の一つである。SPECTは、<sup>99m</sup>Tcを含む、ガンマ線を放出するあらゆる放射性同位体を使用することができる。<sup>99m</sup>Tcを使用する場合、放射性同位元素を患者に投与し、放出されたガンマ線を移動する[[ガンマカメラ]]に入射させて画像を計算・処理する。SPECT画像を取得するには、ガンマカメラを患者の周りで回転させる必要がある。回転中の決められたポイント（通常は3～6度毎）で投影画像を取得する。殆どの場合、最適な画像を再構成するために360°回転させて使用する。各投影の取得にかかる時間もさまざまであるが、通常は15～20秒である。これにより、総撮影時間は15～20分となる。

放射性同位元素である<sup>99m</sup>Tcは、主に骨と脳の造影に使用される。[[骨造影]]では、過テクネチウム酸イオンが直接使用される。過テクネチウム酸イオンは、骨の損傷を治癒しようとする[[骨芽細胞]]に取り込まれたり、（場合によっては）[[骨腫瘍]]（原発性または転移性）に対する骨芽細胞の反応として取り込まれたりする。[[脳造影]]では、<sup>99m</sup>Tcをキレート剤のHMPAOに結合させて、テクネチウム99mエキサメタジムを作る。この薬剤は、脳の領域の血流に応じて脳内に局在するため、脳の領域の血流や代謝が低下する脳卒中や痴呆性疾患の検出に有用である。

最近では、<sup>99m</sup>TcシンチグラフィとCTコレジストレーション技術（2つの画像の解像度を合わせる技術）を組み合わせて、SPECT/CT造影を行うようになった。これは、SPECT造影と同じ放射性物質を使用し用途も同じであるが、より細かい解像度が必要な場合に、高濃度に取り込まれた組織の3次元的な局在部位をより細かく確認することができる。たとえば、<sup>99m</sup>Tcの錯体であるセスタミビを用いた{{仮リンク|セスタミビ副甲状腺造影|en|Sestamibi parathyroid scan}}は、SPECT装置でもSPECT/CT装置でも実施可能である。

===骨造影===
一般的に[[骨造影]]と呼ばれる[[放射線医学|核医学]]技術は、通常<sup>99m</sup>Tcを使用する。これは、骨粗鬆症やその他の骨が再生せずに質量を失う病気を調べるために骨密度を測定する低被爆量のX線検査である「[[骨密度造影]]」（DEXA）とは異なる。核医学検査では、放射性医薬品が骨を作る[[骨芽細胞]]に取り込まれるため、骨の再構築に異常がある部分に敏感に反応する。従ってこの技術は、骨折や、転移を含む骨腫瘍に対する骨の反応にも敏感である。骨造影では、700 - 1、100MBq（19 - 30mCi）の<sup>99m</sup>Tc-{{仮リンク|メドロン酸|en|Medronic acid}}などの少量の放射性物質を患者に注射し、[[ガンマカメラ]]で撮影する。メドロン酸は[[リン酸]]の誘導体で、骨の成長が盛んな場所では骨のリン酸塩と場所を交換することができるため、放射性同位元素をその特定の場所に固定することができる。特に脊椎の小さな病変（1センチメートル（0.39インチ）以下）を見るためには、SPECTイメージング技術が必要な場合がある。

=== 心筋血流撮像法 ===
{{Main|{{仮リンク|心筋血流撮像法|en|Myocardial perfusion imaging}}}}
心筋灌流画像（MPI）は、[[虚血性心疾患]]の診断に用いられる心臓機能画像の一種である。その原理は、ストレス下では、病的な[[心筋]]は正常な心筋よりも血流が少なくなるというものである。MPIは、いくつかの種類の{{仮リンク|心臓負荷試験|en|Cardiac stress test}}の一つである。{{仮リンク|血液造影検査|en|Cardiac stress test}}としての平均被曝量は9.4mSvで、典型的な2ビューの胸部X線（0.1mSv）と比較すると、胸部X線94枚分に相当する<ref name=xrayrisk.com>http://www.xrayrisk.com/calculator/calculator-normal-studies.php</ref>。

これにはいくつかの放射性医薬品や放射性核種が使用され、それぞれが異なる情報を提供する。<sup>99m</sup>Tcを用いた心筋灌流造影では、放射性医薬品である<sup>99m</sup>Tc-テトロホスミンまたは<sup>99m</sup>Tc-セスタミビが使用される。続いて、心拍数を増加させる[[アデノシン]]、[[ドブタミン]]、[[ジピリダモール]]や、血管拡張剤である[[レガデノソン]]などを用いて、運動や薬理学的に心筋ストレスを誘発する。（[[アミノフィリン]]は、ジピリダモールやレガデノソンの効果を逆転させるために使用される）。その後、通常のガンマカメラまたはSPECT/CTで造影を行う。

=== 心室造影法 ===
{{仮リンク|心室造影法|en|Cardiac ventriculography|label=心室造影}}では、放射性核種（通常は<sup>99m</sup>Tc）を注入し、心臓を撮影して心臓内の流れを評価し、[[冠動脈疾患]]、[[心臓弁膜症]]、[[先天性心疾患]]、[[心筋症]]、その他の[[心疾患]]を評価する。血液造影検査の平均被曝量は9.4mSvで、一般的な2視野の[[胸部X線検査]]（0.1mSv）と比較すると、胸部X線検査94回分に相当する<ref name="xrayrisk.com"/><ref name=merck/>。この検査は、同等の胸部X線検査よりも患者の被曝量が少なくて済む<ref name=merck>[http://www.merck.com/mmpe/sec07/ch070/ch070i.html Merck manuals &gt; Radionuclide Imaging] Last full review/revision May 2009 by Michael J. Shea, MD. Content last modified May 2009</ref>。

=== 脳機能撮像法 ===
通常、脳機能撮像法に使用されるガンマ線放出トレーサーは、<sup>99m</sup>Tc-HMPAO（ヘキサメチルプロピレンアミンオキシム、エキサメタジム）である。同様の<sup>99m</sup>Tc-ECトレーサーが使用されることもある。これらの分子は、脳の血流が多い部位に優先的に分布し、脳の代謝を局所的に評価することで、認知症の原因となるさまざまな病態を診断・鑑別することを目的としている。3-D [[単一光子放射断層撮影|SPECT]]技術と併用することで、脳[[ポジトロン断層法|FDG-PET]]造影や[[fMRI]]脳造影と競合し、脳組織の局所的な代謝速度をマッピングする技術となる。

=== センチネルリンパ節の識別 ===
<sup>99m</sup>Tcの放射性特性を利用して、[[乳癌]]や[[悪性黒色腫]]などの癌細胞を排出している主な[[リンパ節]]を特定することができる。この検査は通常、[[生体組織診断|生検]]や{{仮リンク|切除|en|Segmental resection}}の際に行われる。<sup>99m</sup>Tcで標識した[[イソスルファンブルー]]色素を、生検予定部位の周囲に皮内注射する。センチネルリンパ節の一般的な位置は、生検部位の周囲に注入された<sup>99m</sup>Tc標識[[硫黄]][[コロイド]]を検出するガンマセンサープローブを備えた携帯型スキャナーを使用して決定される。その後、放射性核種が最も多く蓄積された領域を切開し、切開した部分にある[[センチネルリンパ節]]を検査によって特定する。イソスルファンブルー色素は通常、リンパ節を青く染める<ref>{{Cite journal| doi = 10.1056/NEJMct1002967| issn = 0028-4793
| volume = 364| issue = 18| pages = 1738–1745| last1 = Gershenwald| first1 = J. E.| last2= Ross |first2=M. I.| title = Sentinel-Lymph-Node Biopsy for Cutaneous Melanoma | journal = New England Journal of Medicine| date = 2011-05-05| pmid = 21542744}}</ref>。

=== 免疫シンチグラフィー ===
{{仮リンク|免疫シンチグラフィー|en|Immunoscintigraphy}}は、免疫系のタンパク質であるモノクローナル抗体に癌細胞と結合できるものを選び、抗体に<sup>99m</sup>Tcを組み込んだものを使用し、注射してから数時間後に、医療機器を用いて<sup>99m</sup>Tcから放出されるガンマ線を検出する。ガンマ線が強い部分に腫瘍が存在する。この技術は、腸などの見付け難い癌の検出に特に有効である。

===赤血球標識===
<sup>99m</sup>Tcは[[スズ]]化合物と結合すると[[赤血球]]と結合するため、[[循環器疾患]]のマッピングに使用できる。消化管出血部位の他、[[駆出率]]、心壁運動異常、異常[[シャント]]の検出、{{仮リンク|心室造影法|en|Cardiac ventriculography|label=心室造影}}などによく使われる。

=== RIアンギオカルジオグラム・心プールシンチグラム ===
<sup>99m</sup>Tcの[[ピロリン酸塩]]は、損傷した[[心筋]]に沈着した[[カルシウム]]に付着するため、[[心筋梗塞]]後のダメージを測定するのに役立つ<ref>{{Cite web|和書|title=テクネピロリン酸キット 添付文書|url=https://www.info.pmda.go.jp/go/pack/4300408D1029_1_15/|website=www.info.pmda.go.jp|accessdate=2021-05-03|publisher=PMDA}}</ref>。

=== 硫黄コロイドを用いた脾臓撮像法 ===
<sup>99m</sup>Tcの[[硫黄]][[コロイド]]は[[脾臓]]で消去されるため、脾臓の構造を画像化することが可能である<ref name=enc>{{Harvnb|Rimshaw| 1968| pp= 689–693}}</ref>。

=== メッケル憩室 ===
[[過テクネチウム酸塩]]は、[[胃粘膜]]のムコイド細胞に活発に蓄積・分泌されるため<ref>[http://www.uth.tmc.edu/radiology/publish/meckel_diverticulum/index.html Nuclear Imaging of Meckel's Diverticulum: A Pictorial Essay of Pitfalls ] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120117032825/http://www.uth.tmc.edu/radiology/publish/meckel_diverticulum/index.html |date=2012-01-17 }} S. Huynh, M.D., R. Amin, M.D., B. Barron, M.D., R. Dhekne, M.D., P. Nikolaidis, M.D., L. Lamki, M.D.. University of Texas Houston Medical School and Memorial Hermann - Texas Medical Center (TMC), St. Luke's Episcopal Hospital and Texas Children Hospital, Houston, Texas. Last Modified September 5, 2007</ref>、メッケル造影で[[メッケル憩室]]に見られるような異所性胃組織を探す際には、放射性<sup>99m</sup>Tc(VII)を体内に注入する<ref>{{cite journal
  | last1 = Diamond
  | first1 = Robert
  | last2 = Rothstein
  | first2 = Robin
  | last3 = Alavi
  | first3 = Abass
  | title = The Role of Cimetidine-Enhanced Technetium 99m-Pertechnetate Imaging for Visualizing Meckel's Diverticulum
  | journal = The Journal of Nuclear Medicine
  | volume = 32
  | issue = 7
  | pages = 1422–1424
  | year = 1991
  | url = http://jnm.snmjournals.org/cgi/reprint/32/7/1422.pdf}}</ref>。

== 関連項目 ==
* {{仮リンク|胆道シンチグラフィ|en|Cholescintigraphy}}
* [[テクネチウムの同位体]]
*[[放射平衡#過渡平衡|過渡平衡]]

== 注 ==
{{reflist|group=注}}

== 参考資料 ==
;出典
{{reflist|30em}}
;参考文献
{{refbegin|2}}
*{{cite book|title=Canada enters the nuclear age a technical history of Atomic Energy of Canada Limited|year=1997|publisher=McGill-Queen's University Press|location=Montréal|isbn=978-0-7735-1601-4|url=https://books.google.com/books?id=SkrVDKMconIC&pg=PA109|author=Atomic Energy of Canada Limited|author-link=Atomic Energy of Canada Limited|access-date=18 April 2012}}
*{{cite book| title = Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements| first = John| last = Emsley| location = New York| publisher = Oxford University Press| year = 2001| isbn = 978-0-19-850340-8| url-access = registration| url = https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl}}
*{{cite book |first1=Darleane |last1=Hoffmann|first2=Albert |last2=Ghiorso|first3=Glenn T. |last3=Seaborg|title = The Transuranium People: The Inside Story |publisher =University of California, Berkeley & Lawrence Berkeley National Laboratory|year =2000 |chapter =Chapter 1.2: Early Days at the Berkeley Radiation Laboratory|chapter-url =http://www.worldscibooks.com/etextbook/p074/p074_chap1_2.pdf|isbn =978-1-86094-087-3|bibcode=2000tpis.book.....H}}
*{{cite book|last=Litt|first=Paul|title=Isotopes and innovation MDS Nordion's first fifty years, 1946-1996|year=2000|publisher=McGill-Queen's University Press|location=Montreal |isbn=978-0-7735-2082-0|url=https://books.google.com/books?id=DOQscmCAdFoC&pg=PA224|access-date=18 April 2012}}
*{{cite book | author= National Research Council	|author-link= United States National Research Council| isbn = 978-0-309-13039-4 | url = http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12569 | publisher = National Academies Press | year = 2009 | title = Medical Isotope Production Without Highly Enriched Uranium}}
*{{cite book| title = The Encyclopedia of the Chemical Elements| url = https://archive.org/details/encyclopediaofch00hamp| url-access = registration| editor-first = Cifford A. |editor-last=Hampel| first= S. J. |last=Rimshaw| location = New York| publisher = Reinhold Book Corporation| year = 1968}}
*{{cite book |last=Schwochau |first=Klaus |title=Technetium: Chemistry and Radiopharmaceutical Applications |publisher=Wiley |location=New York |year=2000 |isbn=978-3-527-29496-1}}
{{refend}}

== 関連文献 ==
{{Commons category|Technetium-99m}}

*{{cite journal|author=P. Saraswathy, A.C. Dey, S.K. Sarkar, C. Koth, alkar, P. Naskar, G. Arjun, S.S. Arora, A.K.Kohli, V. Meera, V.Venugopal and N.Ramamoorthy|title=99mTc generators for clinical use based on zirconium molybdate gel and (n, gamma) produced 99 Mo: Indian experience in the development and deployment of indigenous technology and processing facilities|year=2007|url=http://www.rertr.anl.gov/RERTR29/PDF/9-5_Saraswathy.pdf|journal=Proceedings of the 2007 International RERTR Meeting}}
*{{cite journal|last=Iturralde|first=Mario P.|title=Molybdenum-99 production in South Africa|journal=European Journal of Nuclear Medicine|date=1 December 1996|volume=23|issue=12|pages=1681–1687|doi=10.1007/BF01249633|s2cid=28154691}}
*{{cite journal|last=Hansell|first=Cristina|title=Nuclear Medicine's Double Hazard: Imperiled Treatment and the Risk of Terrorism|journal=The Nonproliferation Review|date=1 July 2008|volume=15|issue=2|pages=185–208|doi=10.1080/10736700802117270|s2cid=8559456|access-date=24 May 2012|url=http://kms1.isn.ethz.ch/serviceengine/Files/ISN/113475/ichaptersection_singledocument/d20f8cfd-9e01-4309-af3e-413c95d59f56/en/Special+Section+01+Hansell.pdf}}

== 外部リンク ==
*[http://www-nds.iaea.org/mib <sup>99m</sup>Tc production simulator – IAEA ]

{{Isotope|element=テクネチウム
|lighter=[[テクネチウム99]]
|heavier=[[テクネチウム100]]
|before=[[モリブデン99]]
|after=[[テクネチウム99]]
}}

{{DEFAULTSORT:てくねちうむ99m}}
[[Category:医学物理学]]
[[Category:テクネチウムの同位体|99m]]