Chimie, marqueur radioactif, produit de contraste, vitamine C,  Bac ST2S M�tropole, Antilles 9 / 2022.
D�pistage de la maladie de Huntington et suivi des malades

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Le fluor 18, un traceur radioactif .
Le fluor 18, not� 18F, est un isotope du fluor. Il est utilis� en m�decine nucl�aire comme radio-traceur int�gr� dans des mol�cules de glucose modifi�es. La solution de glucose marqu� au fluor 18 est inject�e au patient pour l’examen. La p�riode radioactive (ou demi-vie) du fluor 18 vaut T� = 110 min. Il est le si�ge d’une d�sint�gration radioactive de type β + . On admet que la radioactivit� de l’�chantillon inject� devient inactive au bout de 20 p�riodes radioactives (ou demi-vies) �coul�es.

1. D�finir l’expression � noyaux isotopes �.
Des noyaux isotopes ne diff�rent que par leur nombre de neutrons ; ils ont le m�me num�ro atomique Z.
2. Donner la composition du noyau 189F d’un atome de fluor 18.
9 protons ; 18-9 = 9 neutrons.
 L’�quation de la r�action de d�sint�gration nucl�aire du fluor 18 s’�crit :189F →AZ X +01e + γ
3. Donner le nom de la particule 01e �mise par le fluor 18 lors de sa d�sint�gration β + .
Positon.
 4. Identifier parmi les noyaux suivants le noyau fils AZ X �mis lors de la d�sint�gration du fluor 89F . Justifier ce choix. 188O ; 198O ; 1910Ne ; 2010Ne.
Conservation du nombre de nucl�ons : 18 = A ;
conservation de la charge : 9 = Z+1 soit Z = 8. Donc 188O.
5. Donner la d�finition de la p�riode radioactive (ou demi-vie) T1/2 d’un radio-traceur.
Dur�e au bout de laquelle l'activit� initiale est divis�e par 2.
 6. D�terminer le temps au bout duquel l’activit� d’un �chantillon de fluor 18 est divis�e par 8 par rapport � sa valeur initiale.
8 = 2 3 soit trois demi vie ou 3 x110 = 330 min.
 7. L’activit� initiale du produit inject� est de 400 MBq. D�terminer une valeur approch�e de l’activit� r�siduelle 12 heures et 50 minutes apr�s l’injection, c’est-�-dire apr�s 7 p�riodes radioactives du fluor 18.
L'activit� initiale est divis�e par 27 =128.
400  / 128 ~3,1 MBq = 3,1 106 Bq.
 8. L’activit� radioactive naturelle du corps humain est de l’ordre de 120 Bq par kilogramme de masse corporelle. Elle est due � l’ingestion d’aliments contenant naturellement des �l�ments radioactifs. Justifier pourquoi il est conseill� au patient ayant subi l’examen d’imagerie m�dicale d’�viter un contact �troit (de moins de 1 m) et prolong� (de plus de 30 minutes) avec toute personne pendant le reste de la journ�e.
Pour un patient de 60 kg : 120 x 60 =7200 Bq < 3,1 106 Bq due au fluor.
L'activit� radioactive du patient est trop �lev�e.

Diagnostiquer des maladies avec un produit de contraste.
Un produit de contraste est une substance injectable ou ing�rable utilis� en imagerie m�dicale pour augmenter artificiellement le faible contraste naturel de certains tissus afin de mieux visualiser les organes explor�s. Pour certains types d’imagerie m�dicale, un produit de contraste � base d’iode peut �tre utilis�. La Gastrografine est un produit de contraste iod� dont le principe actif, l’ion amidotrizoate, est la base du couple acide amidotrizo�que / ion amidotrizoate. La formule brute de l’acide amidotrizo�que est C11H9 I 3N2O4 . Sa formule topologique est donn�e ci-dessous.
Dans un flacon de produit de contraste Gastrografine, la concentration en masse d’iode vaut Cm = 370 g∙L-1 . Ce produit de contraste est sp�cifique aux explorations gastro-intestinales. La masse de produit de contraste � absorber d�pend de la masse corporelle du patient. La masse d’iode � absorber est de 500 milligrammes par kilogramme de masse corporelle du patient.
1. Nommer les deux groupes caract�ristiques entour�s sur la formule de l’acide amidotrizo�que.

 2. Justifier le caract�re acide de l’acide amidotrizo�que et �crire la formule brute de la base associ�e.
La mol�cule poss�de une fonction acide carboxylique.

3. Un patient de masse corporelle m = 73 kg doit r�aliser un scanner n�cessitant l’absorption de Gastrografine.
3.1. Calculer la masse d’iode � donner au patient.
0,500 x 73 = 36,5 g d'iode.
 3.2. En d�duire le volume de Gastrografine � administrer et pr�ciser si un flacon commercial de 100 mL est suffisant.
Cm = 370 g∙L-1 soit 37 g dans 100 mL.
37  > 36,5 : un flacon commercial est suffisant.

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 Pharmacocin�tique
 La pharmacocin�tique s’int�resse au devenir, en fonction du temps, d’une substance administr�e chez un patient (m�dicament, produit de contraste, …) depuis son entr�e dans l’organisme jusqu'� sa sortie. Ci-dessous, sont repr�sent�es les �volutions des concentrations dans le sang d’une substance en fonction du temps et selon le mode d’administration.

4. � partir de l’�tude des courbes du document :
 4.1. Montrer que l’on peut consid�rer qu’une substance inject�e par voie intraveineuse est imm�diatement disponible alors que les autres modes d’administration en retardent la disponibilit�.
4.2. D�terminer et justifier le mode d’administration � choisir pour les 2 situations suivantes :
 a) besoin d’une action rapide apr�s injection et pendant un temps assez court ;
Intramusculaire : l'action est rapide et maximale apr�s injection et pendant un temps assez court ;
 b) besoin d’une action sur une longue dur�e.
Oral : l'action est lente et de longue dur�e.

La dysphagie (trouble de la d�glutition) peut devenir importante au cours de l'�volution de la maladie de Huntington. L’ajout d’�paississants dans les aliments liquides permet de diminuer le risque de fausses routes lors des repas.
Des �paississants alimentaires � base d’amidon Les agents �paississants offrent un �ventail important de textures alimentaires du fait de leurs capacit�s � se combiner avec les mol�cules d’eau pr�sentes dans les aliments, ce qui modifie leur viscosit�. L’amidon est un �paississant. Ses mol�cules sont constitu�es de deux vari�t�s de polym�re du glucose : l’amylose (a) et l’amylopectine (b) repr�sent�es ci-dessous :

1. D�finir un polym�re et justifier que l’amylose est un polym�re.
Macromol�cule r�sultant de la combinaison de plusieurs mol�cules � partir d'un monom�re unique ou de monom�res diff�rents. l'amylose correspond � cette d�finition.
 2. Rappeler la formule brute du glucose.
C6H12O6.
 3. Nommer le type de liaison que ces polym�res peuvent �tablir avec l’eau et repr�senter sch�matiquement une de ces liaisons sans reproduire la totalit� de la formule du polym�re.

La vitamine C.

Dans certains cas, une suppl�mentation en vitamines et en oligo�l�ments peut �tre n�cessaire. La vitamine C, en particulier, joue un r�le important dans le m�tabolisme des �tres humains, pourtant elle n’est pas synth�tis�e naturellement par l’organisme et doit �tre apport�e par l’alimentation. La formule chimique brute de la vitamine C (acide ascorbique) est : C6H8O6

4. On d�sire v�rifier l’indication � Acide ascorbique 500 mg � port�e sur une bo�te de comprim�s de vitamine C. On dissout un comprim� finement broy� dans 50,0 mL d’eau distill�e. Ensuite on dose par pH-m�trie la solution obtenue avec une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium Na+ (aq) + HO− (aq) de concentration en quantit� de mati�re Cb = 2,00�10-1 mol�L-1 . L’�quation de la r�action support du dosage est :

C6H8O6 + HO− --> C6H7O6 − + H2O

La courbe repr�sentant le pH en fonction du volume Vb de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium vers�e est donn�e. Faire appara�tre sur  la m�thode graphique permettant de d�terminer le volume vers� � l’�quivalence.


Ce volume, d�termin� avec pr�cision, est �gal � VbE = 14,2 mL.
5. �crire la relation � l’�quivalence entre la quantit� de mati�re d’acide ascorbique dos�e n(C6H8O6 ) et la quantit� de mati�re d’ions hydroxyde n(HO− ) introduite � l’�quivalence.
n(C6H8O6 ) =n(HO− ).
6. Montrer que la quantit� de mati�re d’acide ascorbique dos�e n(C6H8O6 ) est �gale � 2,84�10-3 mol.
VbECb =14,2 10-3 x0,200 =2,84�10-3 mol.
7. En d�duire la masse m d’acide ascorbique contenue dans un comprim�. Comparer le r�sultat obtenu avec l’indication port�e sur l’emballage des comprim�s.
M(C6H8O6) =12 x6 +8 +16 x6 =176 g / mol.
m = 176 x2,84 10-3 ~ 0,50 g, en accord avec l'indication de l'emballage.

  
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