Способ получения высокочистого радия-223 Российский патент 2021 года по МПК G21G1/06 G21G4/00 

Изобретение относится к области ядерной медицины и может быть использовано для получения изотопа радий -223 медицинской чистоты.

Для получения препарата радия-223 медицинской чистоты используются либо ионообменные, либо экстракционные хроматографические методы. При этом либо выделят радий-223, накопленный предварительно из смеси актиний-227-торий-227 вне хроматографической системы, либо накопленный из фиксированной на колонке смеси актиний-227-торий-227.

Так в GB 201007353 D0 (2010-06-16) (Algeta, Bayer) смесь ²⁷⁷Ac-²⁷⁷Th-²²³Ra сорбируют на колонке заполненной твердофазным экстрагентом на основе дигликоль амида, затем с нее элюируется ²²³Ra, после чего с колонки обратным ходом элюента смывается смесь ²²⁷Ac-²²⁷Th. Поскольку радий смывается с колонки, содержащей актиний и торий, всегда существует возможность его загрязнения материнскими нуклидами. Особенно не желательно загрязнение актинием из-за его относительно большого периода полураспада и сложности количественного экспресс-анализа. Кроме того, при использовании твердофазных экстрагентов неизбежно происходит загрязнение элюатов продуктами деструкции носителя и экстрагента и собственно высвободившимся с носителя экстрагентом. Значительная радиационная нагрузка существенно увеличивает такое загрязнение. При выбранном авторами способе основная часть таких загрязнений оказывается в смыве фракции ²²⁷Ас-²²⁷Th и может серьезно сказаться на качестве получаемого радия-223.

В работе [Reza Bagheri, Hossein Aiarideh, Mohammad Ghannadi-Maragheh, Ali Bahrami-Samani & Simindokht Shirvani-Arani, «Production of ²²³Ra from ²²⁶Ra in Tehran Research Reactor for treatment of bone metastases» Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, volume 304, pages 1185-1191(2015)] описывается способ выделения радия-223 из облученного радия-226. Способ принят за прототип. По этому способу исходная смесь ²²⁷Ас-²²⁷Th-²²³Ra сначала пропускается через колонку с сильноосновным анионитом Dowex 1X8, на которой полностью отделяется от тория. Затем элюат, содержащий смесь ²²⁷Ac-²²³Ra, выпаривается, растворяется в 1 М азотной кислоте и пропускается через колонку с сильнокислым катионитом Dowex 50WX8. Радий-223 в этих условиях на катионите не сорбируется. Актиний-227 остается на колонке для повторного накопления и смыва радия-223. Если вследствие не высокой радиационной нагрузки на катионит из-за отсутствия значительных количеств тория-227 и небольших объемов элюирования выделенный в первой порции радий-223 оказывается достаточно чистым, то последующие порции могут оказаться существенно загрязненными как продуктами деструкции смолы, так и актинием-227.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа, позволяющего гарантировано не допустить загрязнения препарата радия-223 актинием-227 и минимизировать его загрязнение продуктами деструкции органических носителей.

Технический результат достигается предлагаемым способом

Для решения этой задачи предлагается получать радий-223 из предварительно очищенного от актиния-227 тория-227. Торий-227 сорбируется из смеси ²²⁷Ac-²²⁷Th-²²³Ra на колонке с сильноосновным анионитом (АВ-17 или Dowex 1X8) из 8М азотной кислоты. Колонка дополнительно промывается кислотой той же концентрации, что гарантирует полное отделение ²²⁷Ас и ²²³Ra. Из выделеннного актиния-227 после соответствующий выдержки можно снова выделить торий-227. Торий с колонки смывается 2М HCl. Поскольку торий в этих условиях не взаимодействует с анионитом, смыв осуществляется в минимальном объеме элюента и в короткие сроки. Очищенный таким образом торий выдерживается расчетное время для накопления радия-223, переводится в раствор 8 М азотной кислоты. Накопленный радий-223 отделяют от тория пропусканием через колонку с сильноосновным анионитом (АВ-17 или Dowex 1Х8) в растворе 8 М азотной кислоты. При необходимости цикл накопления радия-223 из тория-227 можно повторить. Таким образом, полученный раствор радия-223 не содержит примесей материнских нуклидов и за счет малого времени контакта практически свободен от продуктов деструкции анионита.

Пример.

В модельном эксперименте на колонку, наполненную анионитом АВ-17-В (2 мл), подавали раствор, содержащий равновесную смесь актиний-227-торий-227-радий-223 в 8 моль/л азотной кислоте (30 МБк по актинию-227). Колонку промыли 8 моль/л азотной кислотой. Объем нанесения и промывки составил 4 мл. Торий-227 смыли с колонки раствором 2 М соляной кислоты. Объем элюата составил 4 мл. Общее время контакта растворов со смолой составило ~10 мин. Элюат актиния выпарили и оставили для накопления тория-227. Элюат тория выпарили, перевели в раствор 8 М азотной кислоты и оставили на 20 суток для накопления радия-223. Элюирование радия-223 проводили 8 моль/л азотной кислотой с колонки наполненной анионитом АВ-17-В (2 мл). В элюате оказалось расчетное количество радия-223 (~12 МБк, более 95%), активность тория-227 оказалась менее <0,001% (по результатам γ-спектрометрических измерении распада-накопления от времени).

Изобретение относится к области ядерной медицины и может быть использовано для получения изотопа радий-223 медицинской чистоты. Способ заключается в предварительной глубокой очистке тория-227 от материнского актиния-227 на сильном анионите (АВ-17) за счет элюирования последнего 8 моль/л азотной кислотой, смыве тория-227 с анионита в минимальном объеме элюата, что достигается использованием в качестве элюата 2 моль/л соляной кислоты. Далее переводят торий в раствор 8 моль/л азотной кислоты и выделяют накопленный после определенной выдержки радий-223 на анионите элюированием 8 моль/л азотной кислотой. Техническим результатом является возможность гарантированно не допустить загрязнения препарата радия-223 актинием-227 и минимизировать его загрязнение продуктами деструкции органических носителей.

Способ получения высокочистого радия-223 из тория-227, отличающийся тем, что проводят предварительную глубокую очистку тория-227 от материнского актиния-227 на сильноосновном анионите, смывают высокоочищенный торий-227 с анионита в минимальном объеме элюата с последующим накоплением радия-223 и переводом тория в раствор 8 моль/л азотной кислоты и отделяют радий-223 от материнского тория-227 на сильноосновном анионите элюированием около 8 моль/л азотной кислотой.