Qu'est-ce qu'un détecteur SiPM et pourquoi l'utiliser en radiochromatographie ?
28 November 2023
Les nouveaux détecteurs intelligents sans fil offrent une meilleure efficacité de comptage et des performances stables
L'une des caractéristiques les plus innovantes du nouveau scanner radio-CCM Scan-RAM 2 de LabLogic sont ses nouveaux détecteurs intelligents sans fil. Alors que les anciens détecteurs NaI(TI) à base de PMT sont disponibles pour les applications radio-HPLC, nous sommes heureux d'introduire pour la première fois des détecteurs SiPM dans la gamme Scan-RAM ainsi que dans le détecteur radio-HPLC Flow-RAM 2, apportant ainsi une plus grande sensibilité et des performances plus stables. Grâce au mécanisme de changement rapide de détecteur de l'instrument, les détecteurs sont automatiquement identifiés et les paramètres de fonctionnement sont enregistrés dans le logiciel Laura pour le contrôle de l'instrument.
Que signifie SiPM ?
Les photomultiplicateurs au silicium, ou SiPM, sont des détecteurs largement utilisés dans les systèmes de détection des rayons et d'imagerie médicale. Chaque détecteur comporte des milliers de photodiodes à avalanche (APD) de la taille d'un micron. Ces dernières peuvent être disposées en réseaux sur mesure sur une petite surface, ce qui permet d'obtenir différentes géométries.
Nous avons créé des réseaux linéaires de SiPM qui s'alignent sur le collimateur du Scan-RAM, offrant ainsi des avantages en termes de sensibilité et de résolution du détecteur. Cette innovation signifie que les utilisateurs peuvent manipuler moins de volume d'échantillon et donc d'activité, ce qui réduit l'exposition à la radioactivité.
Meilleure efficacité de comptage
Le nouveau Scan-RAM 2 s'est avéré avoir une efficacité de comptage améliorée jusqu'à 50 % pour les analyses de pureté radiochimique du 18F lorsqu'il utilise un détecteur à scintillateur plastique SiPM par rapport au Scan-RAM original utilisant un détecteur PMT traditionnel, comme le montre le schéma ci-dessous.
Radiochromatogramme 18F-FDG comparant le Scan-RAM 1 avec PMT/détecteur à scintillateur plastique (jaune) à Scan-RAM 2 avec SiPM/détecteur à scintillateur plastique (vert).
Éviter les anomalies de pics les plus courants
Lors d'une démonstration récente dans une radiopharmacie, des radiochromatographes de CITRATE de Somakit des Ga-68 ont été produites à l'aide du Scan-RAM 2 en utilisant un détecteur SiPM et un autre modèle de scanner radio-CCM, avec les résultats présentés ci-dessous. Le Scan-RAM 2 avait la réponse nécessaire pour éviter les anomalies de pics courants, tels que l'élargissement et le fractionnement.
Scan-RAM 2 avec un scintillateur SiPM/Plastic, 1mm/sec, un passage sur toute la longueur (200mm).
Un autre scanner r-CCM a été utilisé pour l'analyse 2 heures plus tôt.
Des températures stables pour des performances constantes
Grâce au contrôle de la température par effet Peltier, les SiPM ont des températures de fonctionnement fixes et stables qui garantissent des performances de détection constantes. En comparaison, les PMT sont affectés par les fluctuations dues aux variations de la température ambiante et à la chaleur générée par le moteur de l'instrument et le fonctionnement de l'électronique.
Réduction de la taille de l'instrument
Les SiPM sont plus petits que les PMT traditionnels, ce qui permet à la géométrie du détecteur de correspondre au scintillateur et contribue à réduire considérablement l'encombrement du Scan-RAM 2. Les SiPMs atteignent un rapport signal/bruit équivalent à celui des PMTs mais avec une surface plus petite.
Dispositif 'Solid-state'
Les SiPM sont des dispositifs 'solid-state', ce qui les rend résistants aux chocs et aux vibrations pouvant résulter d'une manipulation intensive par les utilisateurs. Dans les cas où des rayons gammas de faible énergie sont mesurés, un détecteur PMT peut constituer une meilleure solution qu'un SiPM, car la plus grande surface permet davantage d'interactions avec le scintillateur. C'est pourquoi de nouveaux détecteurs équivalents à base de PMT ont été introduits pour compléter la gamme de détecteurs SiPM.
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