Способы получения радионуклидов для ядерной медицины
Напомним, что лишь немногие из этих систем используются в медицинской
практике.
-6-
Генератор Y- 90
ЭКСТРАКЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР 90Y
90Y – был одним из первых радионуклидов, используемых для терапии
открытыми источниками. В настоящее время более чем 30 радионуклидов
используется для этой цели, но интерес к 90Y по-прежнему не убывает. Это
обусловлено его удобными ядерными физическими свойствами: период
полураспада 64,2 часа и максимальная (- энергия 2,27 МэВ. 90Y используется
для различных терапевтических целей, включая радиоиммунотерапию с мечеными
антителами, лечение опухолей печени и ревматоидного артрита.
В течение последних 12 лет Институт биофизики производит и поставляет по
специальному заказу коллоидные радиофармпрепараты 90Y для терапии
неоперабельных и больных краниофарингитом.
Этот радионуклид получается в процессе распада продукта деления 90Sr.
Основной проблемой безопасного клинического использования 90Y является его
полное отделение от 90Sr, 90Sr может вызывать депрессию костного мозга
накапливаясь в скелете. Кроме того, как и в других случаях получения
радионуклидов для медицинских целей, имеются строгие требования к
количеству химических примесей, которые могут подавлять процесс лечения.
Невозможно получить конечный продукт с такими строгими требованиями в одну
стадию. Поэтому технология отделения 90Y от 90Sr включает несколько стадий
разделения и очистки. Wire and comp. (1990) кратко описывают применение
различных многостадийных систем для производства 90Y высокого качества для
применения в медицине. Каждый из этих методов имеет собственные
ограничения. Так использование органических ионообменников ограничивается
низкой радиационной стабильностью сорбента. Применение метода соосаждения
требует добавления носителя (нерадиоактивногоY). Авторы описывают
технологию получения больших количеств 90 Y (около 50 Ки за операцию),
используя экстракцию 90Y из 90Sr c последующей дополнительной очисткой
конечного продукта на ионообменных сорбентах. Экстракция 90Y
осуществляется 1,0 М раствором Д2ЭГФК в додекане из 0,1 М раствора соляной
кислоты, содержащего 90Sr. Затем экстракт трижды промывают равными объемами
0,1 М раствора соляной кислоты для удаления следов 90Sr. 90Y
реэкстрагируется двумя порциями 6,0 М НСl при соотношении фаз 1:1. После
реэкстракции водная фаза испаряется и осадок растворяется в 0,1 М НСl.
Затем 90Y снова экстрагируется 1,0 М раствором Д2ЭГФК в додекане и 4 раза
промывается 0,1 М НСl. Две порции по 30мл. 9 М НСl используется для второй
реэкстракции. Полученный водный раствор 90Y пропускается через анионо-
обменный сорбент для удаления примесей. Элюат испаряется, растворяется в
0,1 М НСl и пропускается через колонку с катионо-обменным сорбентом для
удаления органических примесей и фосфатов. Элюат и промывные растворы (НСl)
объеденяются вместе, испаряютися до суха и растворяются для получения
конечного продукта в соответствии с требованиями потребителя. Выше
описанный метод регулярно исплользуется с1987 г. в Окриджской Национальной
Лаборатории. Обычно получают от 5 до15 Ки 90Y в 10 мл. 0,1 М НСl. Примесь
90Sr в конечном продукте не превышает 0,015 %, а общее количество примесей
тяжелых металлов меньше чем 20 ppm.
Экстракция фосфороорганическими экстрагентами, особенно Д2ЭГФК
считается наиболие эффективным методом выделения 90Y. Коэффициент
разделения может быть 106
В 70-80 г. г. Малинин использовал экстракционно-хроматографический
метод для разделения 90Y - 90Sr . Тефлон, пропитанный Д2ЭГФК, используется
как сорбент. Вследствие различных коэффициентов распределения радиоактивный
Y полностью отделяется от Sr с помощью маленьких обьемов экстрагентов и
концентрируется в верхнем слое колонки. Коэффициент распределения (Д)
составляет около 104 в 0,1 М НCl для более полного удаления следов Sr .
Реэкстракция 90Y из колонки осуществляется 6 М НСl. Скорости подачи
растворов составляют 1-5 мл/мин. Этот метод разделения не менее 10 3.
Коэффициент разделения может достигать (103)3=109 . Когда разделение
повторяется еще раз. Из нашего опыта многолетнего использования этого
метода мы можем заключить, что коэффициент разделения может быть не менее
чем 2,5*1011 , когда очистка повторяется 3 раза, так что содержание 90Sr в
конечном продукте не превышает 4*1010 % . Количество примеси 90Sr в этих
экспериментах определялось (после каждой колонки) как прямыми измерениями
90Sr после выдержки образцов до полного распада 90Y Y-90 в течении 2-3
месяцев, так и путем добавления 85Sr как (- индикатора на каждой стадии
очистки. Метод получения 90Y, описанный выше, был очень простым в работе.
Но выход продукта на каждой стадии очистки был равен 60-80%. Поэтому
конечный выход как правило составлял 35-40%. Кроме того, общее время
выделения составляло 18-20 часов, что приводило к значительным потерям 90Y
вследствии распвда.
Мы решили использовать полупротивоточный центрифужный экстрактор для
улучшения разделения. Вышеупомянутая методика обеспечивает наиболее
эффективное обеспечение всех рутинных экстракционных операций, таких как
выделение, концентрирование и разделение с наименьшим количеством
экстрвкционных стадий.
Характеристические особенности полупротивоточного метода экстракции.
Этот метод заклучается в непрерывной подаче экстрагента в исходный
водный раствор, содержащий компоненты, которые должны быть экстрагированы.
Проходя через смешанную камеру и сепаратор ( см. рис.1) экстрагент
экстрагирует последовательно компоненты смеси в соответствии с уменьшением
их коэффициентов распределения (Д2,Д1 ). Органическая фаза может
промываться таким же образом, но в током случае менее экстрагируемый
компонент вымывается первым (1/ Д1,1/ Д2 ). Оба процесса могут быть описаны
следующими уравнениями:
WД2
(ag = C/C0 = exp(-——————) (1)
V0 (1+rag*Д2)
Промывка
V*1/Д1
(0 = с/c0 = exp ( - ———————— )
(2)
W0(1+r0*1/Д1)
Где: (ag,, (0 – относительные концентрации экстрагируемых или промываемых
компонентов в водной (в случае экстракции) и в органической ( в случае
промывки) фазах;
С,C0 - исходная и конечная концентрации экстрагируемых компонентов;
с,c0 - исходная и конечная концентрации промываемого компонента;
Д1,Д2 – коэффициенты распределения;
W – скорость подачи экстрагента;
W0 – исходный объем экстрагента;
V0 - исходный объем водной фазы;
V – скорость подачи промывного раствора;
rag r0 , - фазовоеотношение в эмульсии при экстракции и промывке
соответственно:
rag = W / V0 ; r0 = V / W0
Рис.1 Первый центрифужный экстрактор генератора Y-90 (экстракция промывка)
[pic]
1. Вращающийся корпус.
2. Центральная фиксированная трубка для подачи и удаления исходного
раствора 90Sr
3. Трубка для подачи и удаления промывного реагента
4. Трубка для удаления экстракта.
5. Экстракционная камера
6. Промывная камера
7. Камера удаления экстракта
8. Камера смешения
9. Мешалка
10. Сепаратор экстракционной камеры
11. Камера смешения
12. Мешалка
13. Сепоратор промывной камеры
Рис. 2 Второй центрифужный экстрактор генератора 90Y (промывка и
реэкстракция)
[pic]
1. Вращающийся корпус
2. Фиксированная оболочка
3. Центральная фиксированная трубка для подачи экстракта и промывного
раствора и удаления отработанного экстракта
4. Трубка гидрозатвора
5. Экстракционная камера
6. Мешалки
7.и 8. Сепаратор с гидрозатвором
9. Проход для удаления промывного раствора и реэкстракта
10. Коллектор для удаления промывного раствора и реэкстракта
11. Патрубок для удаления промывного раствора и реэкстракта
Основным преимуществом полупротивоточного экстрактора является то, что
наименее экстрагируемый или промываемый компонент может быть отделен с
любой частотой в одну стадию.
Операции:
1. Экстракция основного продукта.
2. Промывка экстракта.
3. Сбор экстракта.
4. Полупротивоточная промывка от примесей.
5. Удаление промывного раствора и конечного продукта.
Радионуклиды и реагенты
Использовались 0,5 М раствор азотной кислоты, 0,1 М и 6,0 М растворы
соляной кислоты. Они были приготовлены из комерческих химически чистых
(chemical grade) реактивов и дважды дионизированной воды. Раствор 90Sr без
носителя был поставлен В/О “Изотоп”. Раствор 90Sr был предварительно очищен
экстракцией Д2ЭГФК : он был пропущен через колонку с тефлоном с нанесенной
Д2ЭГФК или центрифужный экстрактор после первого контакта с Д2ЭГФК, как
будет описано ниже. Растворы 85Sr и 88Y, поставленные В/О
“Изотоп” были использованы для более точного определения коэффициентов
распределения иттрия и стронция в системах HNO3 - Д2ЭГФК и Д2ЭГФК – HCl, а
также для определения коэффициента очистки 90Y от 90Sr.
-7-
Выделение и очистка 90Y
Таблица 3.
Распределение 90Y (88Y) в опытах на центрифужном экстракторе.
|Характеристика растворов после |Относительная активность,% |
|каждой стадии разделения |
| |  скачать работу |
Способы получения радионуклидов для ядерной медицины |
