Способ получения актиния-225
METHOD FOR OBTAINING ACTINIUM-225

Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано для получения радиофармпрепаратов на основе актиния-225 для радионуклидной терапии злокачественных новообразований.
Известен способ получения актиния-225 путем выделения его из дочерних продуктов распада тория-229 [С. Apostolidis, R. Molinet, G. Rasmussen, A. Morgenstern, «Production of Ac-225 from Th-229 for Targeted α-Therapy», Anal. Chem. 2005. Vol.77. No 19. P. 6288-6291.].
Способ включает разделение материнского тория-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 на хроматографической колонке с анионообменной смолой, удаление следов материнского тория-229 из раствора дочерних актиния-225 и радия-225 на каскаде хроматографических колонок с твердым экстрагентом UTEVA, последующее разделение дочерних актиния-225 и радия-225 на хроматографической колонке с твердым экстрагентом RE Resin и очистку полученного дочернего актиния-225 от следов материнского тория и других катионов на каскаде хроматографических колонок с твердым экстрагентом UTEVA.
Недостаток способа заключается в том, что получение актиния-225 осуществляется путем сложного процесса, включающего большое количество технологических операций.
Наиболее близким по технической сущности заявленному способу является способ получения актиния-90 [А.А. Котовский, Н.А. Нерозин, И.В. Прокофьев и др., «Выделение актиния-225 для медицинских целей», Радиохимия. 2015. Т. 57. №3. С. 241-246.].
Способ заключается в последовательном разделении материнского тория-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 на первой хроматографической колонке с анионообменной смолой, разделении дочерних актиния-225 и радия-225 на второй хроматографической колонке с катионообменной смолой, очистке дочернего актиния-225 от примеси железа на третьей хроматографической колонке с анионообменной смолой и очистке дочернего актиния-225 от органических примесей на четвертой хроматографической колонке с катионообменной смолой, в первую очередь от продуктов радиолиза анионообменной и катионообменной смол альфа-излучающими радионуклидами.
Недостаток известного способа заключается в том, что очистка актиния-225 от органических примесей на хроматографической колонке с катионообменной смолой является сложным процессом, включающим сорбцию актиния-225 из раствора на хроматографической колонке, промывку хроматографической колонки с сорбированным актинием-225 промывным раствором и десорбцию актиния-225, сорбированного на хроматографической колонке десорбирующим раствором.
Технический результат заключается в упрощении технологии получения актиния-225.
Для достижения технического результата в способе получения актиния-225, включающего последовательное разделение материнского тория-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 на первой хроматографической колонке с анионообменной смолой, разделение дочерних актиния-225 и радия-225 на второй хроматографической колонке с катионообменной смолой, очистку дочернего актиния-225 от примеси железа на третьей хроматографической колонке с анионообменной смолой и очистку дочернего актиния-225 от органических примесей, предлагается очистку актиния-225 от органических примесей проводить на четвертой хроматографической колонке с гидрофобной пористой смолой со структурой поливинилбензола.
В частных случаях реализации способа предлагается:
- при разделении материнского тория-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 сорбировать торий-229 на из азотнокислого раствора с концентрацией 8 М;
- десорбировать материнский торий-229 азотнокислым раствором с концентрацией 0,05 М;
- при разделении дочерних актиния-225 и радия-225 сорбировать актиний-225 и радий-225 из азотнокислого раствора с концентрацией 0,5 М;
- при разделении дочерних актиния-225 и радия-225 десорбировать радий-225 азотнокислым раствором с концентрацией 1,5 М;
- при разделении дочерних актиния-225 и радия-225 десорбировать актиний-225 азотнокислым раствором с концентрацией 8 М;
- при очистке дочернего актиния-225 от примеси железа сорбировать примесь железа из солянокислого раствора актиния-225 с концентрацией 10 М;
- при очистке дочернего актиния-225 от органических примесей сорбировать органические примеси из солянокислого раствора актиния-225 с концентрацией 10 М;
- в качестве анионообменной смолы использовать смолу Dowex 1;
- в качестве катионообменной смолы использовать смолу Dowex 50;
- в качестве гидрофобной пористой смолы со структурой поливинилбензола использовать смолу Guard Resin.
Сущность изобретения поясняется блок-схемой способа получения актиния-225 представленной на фигуре.
Способ включает последовательное разделение материнского тория-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 на первой хроматографической колонке с анионообменной смолой, разделение дочерних актиния-225 и радия-225 на второй хроматографической колонке с катионообменной смолой, очистку дочернего актиния-225 от примеси железа на третьей хроматографической колонке с анионообменной смолой и очистку дочернего актиния-225 от органических примесей на четвертой хроматографической колонке с гидрофобной пористой смолой со структурой поливинилбензола.
При разделении материнского тория-229 и дочерних актиния-225 и радия-225 на первой хроматографической колонке с анионообменной смолой пропускают через первую хроматографическую колонку азотнокислый раствор, содержащий материнский торий-229 и дочерние актиний-225 и радий-225 при этом торий-229 сорбируется на первой хроматографической колонке, а актиний-225 и радий-225 свободно проходят через первую хроматографическую колонку.
В частном случае при разделении материнского тория-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 материнский торий-229 сорбируют из азотнокислого раствора с концентрацией 8 М.
Рекомендуемая концентрация азотнокислого раствора от 8 Μ до 10 М.
В частном случае в качестве анионообменной смолы используют смолу Dowex 1.
Материнский торий-229 десорбируют азотнокислым раствором.
В частном случае материнский торий-229 десорбируют азотнокислым раствором с концентрацией 0,05 М.
Рекомендуемая концентрация азотнокислого раствора от 0,01 Μ до 0,05 М.
При разделении дочерних актиния-225 и радия-225 на второй хроматографической колонке с катионообменной смолой, сорбируют актиний-225 и радий-225 на второй хроматографической колонке с катионообменной смолой, для чего азотнокислый раствор, содержащий актиний-225 и радий-225 пропускают через вторую хроматографическую колонку. Далее десорбируют радий-225, для чего пропускают через вторую хроматографическую колонку азотнокислый раствор с концентрацией, позволяющей десорбировать только радий-225. Затем десорбируют актиний-225, для чего пропускают через вторую хроматографическую колонку азотнокислый раствор, позволяющий десорбировать актиний-225.
В частном случае при разделении дочерних актиния-225 и радия-225 сорбируют актиний-225 и радий-225 из азотнокислого раствора с концентрацией 0,5 М.
Рекомендуемая концентрация азотнокислого раствора от 0,1 Μ до 0,5 М.
В частном случае при разделении дочерних актиния-225 и радия-225 десорбируют радий-225 азотнокислым раствором с концентрацией 1,5 М.
Рекомендуемая концентрация азотнокислого раствора от 1,5 Μ до 1,7 М.
В частном случае при разделении дочерних актиния-225 и радия-225 десорбируют актиний-225 азотнокислым раствором с концентрацией 8 М.
Рекомендуемая концентрация азотнокислого раствора от 8 Μ до 10 М.
В частном случае в качестве катионообменной смолы используют смолу Dowex 50.
При очистке дочернего актиния-225 от примеси железа на третьей хроматографической колонке с анионообменной смолой, солянокислый раствор, содержащий актиний-225 пропускают через третью хроматографическую колонку, при этом примесь железа сорбируются на третьей хроматографической колонке, а актиний-225 свободно проходит через третью хроматографическую колонку.
В частном случае при очистке дочернего актиния-225 от примеси железа, примесь железа сорбируют из солянокислого раствора актиния-225 с концентрацией 10 М.
Рекомендуемая концентрация солянокислого раствора от 8 Μ до 10 М.
При очистке дочернего актиния-225 от органических примесей на четвертой хроматографической колонке с гидрофобной пористой смолой со структурой поливинилбензола, солянокислый раствор, содержащий актиний-225 пропускают через четвертую хроматографическую колонку, при этом органические примеси сорбируются на четвертой хроматографической колонке, а актиний-225 свободно проходит через четвертую хроматографическую колонку.
В частном случае при очистке дочернего актиния-225 от органических примесей, органические примеси сорбируют из солянокислого раствора актиния-225 с концентрацией 10 М.
Рекомендуемая концентрация солянокислого раствора от 8 Μ до 10 М.
В частном случае в качестве гидрофобной пористой смолы со структурой поливинилбензола используют смолу Guard Resin.
Способ применяют следующим образом.
Разделяют материнский торий-229 от дочерних актиния-225 и радия-225 на первой хроматографической колонке с анионообменной смолой.
Пропускают через первую хроматографическую колонку азотнокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий материнский торий-229 и дочерние актиний-225 и радий-225. В результате получают азотнокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий дочерние актиний-225 и радий-225.
Материнский торий-229 десорбируют азотнокислым раствором с концентрацией от 0,01 Μ до 0,05 Μ и получают азотнокислый раствор с концентрацией от 0,01 Μ до 0,05 М, содержащий торий-229, который направляют на выдержку для накопления дочерних актиния-225 и радия-225.
Разделяют дочерние актиний-225 и радий-225 на второй хроматографической колонке с катионообменной смолой.
Разделение дочерних актиния-225 и радия-225 включает корректировку концентрации и объема азотнокислого раствора актиния-225 и радия-225. Для этого азотнокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225 и радий-225 упаривают досуха и растворяют сухой остаток в азотнокислом растворе с концентрацией от 0,1 Μ до 0,5 Μ необходимого объема. Сорбируют актиний-225 и радий-225, для чего скорректированный азотнокислый раствор с концентрацией от 0,1 Μ до 0,5 М, содержащий актиний-225 и радий-225 пропускают через вторую хроматографическую колонку, далее десорбируют радий-225, для чего пропускают через вторую хроматографическую колонку азотнокислый раствор с концентрацией от 1,5 Μ до 1,7 Μ и получают азотнокислый раствор с концентрацией от 1,5 Μ до 1,7 М, содержащий радий-225, затем десорбируют актиний-225, для чего пропускают через вторую хроматографическую колонку азотнокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 Μ и получают азотнокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225.
Азотнокислый раствор с концентрацией от 1,5 Μ до 1,7 М, содержащий радий-225 направляют на выдержку для накопления дочернего актиния-225.
Очищают дочерний актиний-225, от примеси железа на третьей хроматографической колонке с анионообменной смолой.
Очистка дочернего актиния-225, от примеси железа включает корректировку концентрации и объема солянокислого раствора актиния-225. Для этого азотнокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225 упаривают досуха и растворяют сухой остаток в солянокислом растворе с концентрацией от 8 Μ до 10 М необходимого объема. Далее, скорректированный солянокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225 пропускают через третью хроматографическую колонку. В результате получают очищенный от катионов железа солянокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225.
Очищают дочерний актиний-225 от органических примесей на четвертой хроматографической колонке с гидрофобной пористой смолой со структурой поливинилбензола.
Очищенный от катионов железа солянокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225, пропускают через четвертую хроматографическую колонку с гидрофобной пористой смолой со структурой поливинилбензола. В результате получают очищенный от катионов железа и органических примесей солянокислый раствор с концентрацией от 8 Μ до 10 М, содержащий актиний-225.
Пример конкретного осуществления способа получения актиния-225
Разделяют материнский торий-229 и дочерние актиний-225 и радий-225 на первой хроматографической колонке со смолой Dowex 1. Для этого подают азотнокислый раствор с концентрацией 8 М, содержащий 100 мКи тория-229, 100 мКи актиния-225 и 100 мКи радия-225 объемом 250 мл на хроматографическую колонку объемом 500 мл. В результате получают азотнокислый раствор с концентрацией 8 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 и до 100 мКи радия-225 объемом 250 мл.
Материнский торий-229 десорбируют азотнокислым раствором с концентрацией 0,05 Μ объемом 2000 мл и получают азотнокислый раствор с концентрацией 0,05 М, содержащий до 100 мКи тория-229 объемом 2000 мл.
Разделяют дочерние актиний-225 и радий-225 на второй хроматографической колонке со смолой Dowex 50. Для этого азотнокислый раствор с концентрацией 8 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 и до 100 мКи радия-225 объемом 250 мл упаривают досуха на электроплитке и растворяют сухой остаток в азотнокислом растворе с концентрацией 0,5 Μ объемом 70 мл и получают азотнокислый раствор с концентрацией 0,5 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 и до 100 мКи радия-225 объемом 70 мл, сорбируют актиний-225 и радий-225, для чего скорректированный азотнокислый раствор с концентрацией 0,5 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 и до 100 мКи радия-225 объемом 70 мл пропускают через вторую хроматографическую колонку объемом 6 мл. Далее десорбируют радий-225. Для чего пропускают через вторую хроматографическую колонку азотнокислый раствор с концентрацией 1,5 Μ объемом 250 мл и получают азотнокислый раствор с концентрацией 1,5 М, содержащий до 100 мКи радия-225 объемом 250 мл. Затем десорбируют актиний-225. Для чего пропускают через вторую хроматографическую колонку азотнокислый раствор с концентрацией 8 Μ объемом 100 мл и получают азотнокислый раствор с концентрацией 8 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 объемом 100 мл.
Очищают дочерний актиний-225, от примеси железа на третьей хроматографической колонке со смолой Dowex 1. Для этого азотнокислый раствор с концентрацией 8 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 объемом 100 мл упаривают досуха на электроплитке и растворяют сухой остаток в солянокислом растворе с концентрацией 10 М объемом 6 мл. Далее, скорректированный солянокислый раствор с концентрацией 10 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 объемом 6 мл пропускают через третью хроматографическую колонку объемом 4 мл. Дополнительно через третью хроматографическую колонку пропускают 10 мл солянокислого раствора с концентрацией 10 М. В результате получают очищенный от примеси железа солянокислый раствор с концентрацией 10 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 объемом 16 мл.
Очищают дочерний актиний-225 от органических примесей на четвертой хроматографической колонке со смолой Guard Resin. Для этого пропускают через четвертую хроматографическую колонку объемом 2 мл очищенный от примеси железа солянокислый раствор с концентрацией 10 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 объемом 16 мл. Дополнительно через четвертую хроматографическую колонку пропускают 4 мл солянокислого раствора с концентрацией 10 М. В результате получают очищенный от примеси железа и органических примесей солянокислый раствор с концентрацией 10 М, содержащий до 100 мКи актиния-225 объемом 20 мл (таким образом исключается необходимость проведения операций сорбции, промывки и десорбции при очистке актиния-225 от органических примесей).
Достигнут технический результат - упрощение технологии получения актиния-225.