СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОТОПОВ Российский патент 2024 года по МПК G21G1/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области ядерной медицины. В частности настоящее изобретение относится к способам и системам для получения изотопов, а также к полученным таким образом изотопам.

Уровень техники

Известно, что Ac-225 может быть применен в клинических применениях в ядерной медицине, например, для лучевой терапии злокачественных опухолей. Один из способов получения Ac-225 заключается в облучении Ra-226 мишеней (например, RaCl₂) протонами. При облучении Ra-226 (T1/2: 1600 лет) низкоэнергетическими (10-25 МэВ) протонами, Ac-225 (T1/2: 10 дней) образуется в ядерной реакции Ra-226 (p,2n) Ac-225. Для реакции (p,3n) достигается пороговая энергия, составляющая приблизительно 14 МэВ, что приводит к получению Ac-224 (T1/2: 2,9 ч), который быстро распадается на Ra-224 (T1/2: 3,66 дня).

После облучения Ac-225 должен быть очищен от Ra и его дочерних продуктов (например, Pb, Po и Bi), прежде чем его можно будет применять.

Тем не менее, Pb-212, (T1/2: 10,64 ч), который распадается на Bi-212, также является представляющим интерес изотопом, подходящим для таргетированной альфа-терапии (TAT - англ.: targeted alpha therapy). Из-за разницы в периоде полураспада и более короткой цепочки распада, Pb-212 не считается прямым конкурентом Ac-225, а скорее конкурентом At-211 (T1/2: 7,22 ч).

Поскольку источники для получения медицинских изотопов ограничены, существует необходимость в эффективных способах и системах для получения медицинских изотопов.

Сущность изобретения

Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление надлежащих систем и способов получения медицинских изотопов, а также предоставление полученных таким образом изотопов.

Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что соответствующие изотопы Pb-212 получаются как побочный продукт получения изотопов Ac-225, которые являются важным изотопом для таргетированной альфа-терапии. Изотопы Pb-212 как таковые также являются важными изотопами для таргетированной альфа-терапии. Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что получение Ac-224 во время получения изотопов Ac-225 преимущественно применять для получения из него изотопов Pb-212, а не пренебрегать этой фракцией и рассматривать ее как отрицательный побочный продукт.

Настоящее изобретение относится к способу получения изотопов Pb-212 и Ac-225, причем способ включает:

облучение мишени, содержащей Ra-226, заряженными частицами и/или фотонами для получения по меньшей мере изотопов Ac-225 и изотопов Ac-224,

после истечения времени охлаждения применение хроматографии для отделения актиния от оставшейся фракции, содержащей радий, и

после истечения первого дополнительного времени ожидания применение экстракционной хроматографии с применением смолы, имеющей 18-краун-6-эфир или эквивалент 18-краун-6-эфира в качестве экстрагента в HNO₃ и/или HCI, для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий.

Отделение актиния от оставшейся фракции, содержащей радий, может быть осуществлено путем применения экстракционной хроматографии.

Альтернативно, отделение актиния от оставшейся фракции, содержащей радий, может быть выполнено путем применения ионообменной хроматографии с применением катионообменной колонны. В ионообменной хроматографии для разделения этих элементов применяется разница в заряде между Ra(2+) и Ac(3+).

Мишень, содержащая Ra-226, включает любое из RaCI₂, Ra(NO₃)₂, Ra(OH)₂ или RaCO₃. Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что можно применять различные типы мишеней, содержащих Ra-226.

Указанное облучение заряженными частицами включает облучение протонами и/или облучение дейтронами. Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что можно применять как протонное облучение, так и дейтронное облучение.

Способ может также включать, при применении дейтронного облучения, помимо получения по меньшей мере изотопов Ac-225 и изотопов Ac-224, также получение изотопов Ra-225.

Облучение заряженными частицами в некоторых вариантах осуществления может включать или представлять собой облучение протонами, имеющими энергию входного пучка по меньшей мере 15 МэВ, например, от 15 МэВ до 30 МэВ, например, приблизительно 22 МэВ, например, от 18 МэВ до 30 МэВ, например, от 18 МэВ до 25 МэВ.

Облучение заряженными частицами в некоторых вариантах осуществления может включать или представлять собой облучение дейтронами. Облучение дейтронами может представлять собой облучение дейтронами, имеющими энергию входного пучка по меньшей мере 20 МэВ, например, от 20 МэВ до 60 МэВ, например, от 20 МэВ до 50 МэВ, например, приблизительно 27 МэВ.

Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что во время получения изотопов Ac-225 можно максимизировать совместное получение изотопов Ac-224, что обеспечивает максимизацию возможности получения изотопов Pb-212 при сохранении эффективного получения изотопов Ac-225.

Указанное облучение фотонами может включать облучение фотонами высокой энергии, такими как гамма-фотоны, например, фотонами с энергией больше 6,4 МэВ. Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что получение Ac-225 является сравнительно чистым, поскольку получаются лишь небольшие количества других изотопов Ac или даже не получаются другие изотопы Ac. В вариантах осуществления фотоны имеют энергию больше 12 МэВ, которая в вариантах осуществления изобретения является пороговой для получения Ra-224/Pb-212.

После истечения второго дополнительного времени ожидания, применяемого после указанного первого дополнительного времени ожидания, способ может включать применение дополнительного процесса экстракционной хроматографии для дополнительного отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий.

Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что в результате дальнейшего распада радия может быть достигнуто дополнительное получение изотопов Pb-212. Этот процесс можно повторять до тех пор, пока количество Pb-212 не перестанет быть достаточно большим, чтобы покрыть расходы на переработку.

Эквивалентом 18-краун-6-эфира в вариантах осуществления изобретения может быть любое соединение, которое имеет эквивалентную функциональность экстракционной хроматографии по отношению к Pb, как 18-краун-6-эфир. Эквивалентом 18-краун-6-эфира в вариантах осуществления может быть любое соединение, которое содержит циклическую цепь атомов углерода и кислорода, эквивалентную той, которая содержится в 18-краун-6-эфире. Эквивалент 18-краун-6-эфира в вариантах осуществления может отличаться от 18-краун-6-эфира тем, что эквивалент содержит один или более заместителей в циклической цепи, причем заместитель содержит насыщенные или ненасыщенные углеводороды, возможно, содержит гетероатомы, на одном или более атомах углерода, т. е. заменяет один или более атомов водорода 18-краун-6-эфира. В вариантах осуществления эквивалент содержит по меньшей мере одну из π-связей между двумя соседними атомами углерода циклической цепи. В вариантах осуществления эквивалент 18-краун-6-эфира содержит бензо-18-краун-6-эфир или дибензо-18-краун-6-эфир, или их эквиваленты.

Отделение Pb от оставшейся фракции, содержащей радий, может быть основано на экстракционной хроматографии с применением смолы Sr или Pb в HNO₃ и/или HCI. Альтернативно смола может представлять собой любую другую смолу, имеющую 18-краун-6-эфир.

Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что получение Pb-212 может быть достигнуто относительно простым способом.

Указанное облучение заряженными частицами может включать облучение дейтронами, и способ дополнительно включает отделение Ac-225 от оставшейся фракции, содержащей радий, на основе экстракционной хроматографии с применением DGA.

Указанное облучение мишени, содержащей Ra-226, может включать облучение одним пучком облучения сложенных стопкой мишеней, причем сложенные стопкой мишени включают первую мишень для облучения заряженными частицами с первой энергией входного пучка и вторую мишень для облучения заряженными частицами со второй энергией входного пучка, причем первая энергия входного пучка выше второй энергии пучка, первая мишень и вторая мишень сложены стопкой и расположены так, что один пучок облучения сначала входит в первую мишень и входит во вторую мишень после выхода из первой мишени.

Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что при применении сложенных стопкой мишеней одна мишень может быть оптимизирована для получения Ac-225 и одна мишень может быть оптимизирована для комбинированного получения Ac-225 и Pb-212.

Применение экстракционной хроматографии для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий, можно проводить для первой мишени и не проводить для второй мишени.

Преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что во второй мишени будет присутствовать меньшее количество Ac-224, вследствие чего загрязнение изотопов Ac-225 будет меньше, и изотопы Ac-225 будут доступны уже после более короткого времени охлаждения.

Произведение толщины на плотность первой мишени больше произведения толщины на плотность второй мишени.

Настоящее изобретение также относится к соединению, содержащему изотопы Pb-212, полученному способом, описанным выше.

Соединение может содержать следы Pb-210. Концентрация, определяемая по активности, может находиться в диапазоне от 0,00001% до 0,01%, например, в диапазоне от 0,00005% до 0,01%, по отношению к активности Pb-212.

Настоящее изобретение также относится к применению соединения, описанного выше, для таргетированной альфа-терапии.

Настоящее изобретение также относится к мишени в сборе для применения в получении изотопов Ac-225 и Pb-212, причем мишень в сборе содержит стопку из первой мишени, содержащей радий, и второй мишени, содержащей радий.

Настоящее изобретение также относится к хроматографической системе для отделения Pb от фракции, содержащей радий, причем хроматографическая система представляет собой экстракционную хроматографическую систему с применением смолы, имеющей 18-краун-6-эфир в качестве экстрагента в HNO₃ и/или HCI. В хроматографической системе может применяться смола Sr или Pb. Хроматографическая система может содержать смолу DGA, расположенную под смолой, имеющей 18-краун-6-эфир в качестве экстрагента. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу отделения Pb от фракции, содержащей радий.

Конкретные и предпочтительные аспекты изобретения изложены в прилагаемых независимых и зависимых пунктах формулы. При необходимости, признаки зависимых пунктов формулы могут быть объединены с признаками независимых пунктов формулы и с признаками других зависимых пунктов формулы, а не сугубо точно как указано в формуле изобретения.

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидными и разъяснены со ссылкой на описанный ниже вариант(ы) осуществления изобретения.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показаны сечения протонной реакции Ra-226, причем данная информация может быть применена в вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 показаны сечения дейтронной реакции Ra-226, причем данная информация может быть применена в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана блок-схема отделения Pb-212 при протонном облучении в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 показана блок-схема отделения Pb-212 при облучении дейтронами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 показана кислотная зависимость k' для актинидов и других выбранных ионов при 23-25°C для размера частиц загруженной смолы Sr от 50 до 100 пм, что может быть применено в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6 показана кислотная зависимость k' для ионов щелочноземельных металлов при 23-25°C для размера частиц загруженной смолы от 50 до 100 пм, что может быть применено в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 показан коэффициент емкости k' для Ra(ll) и Pb(ll) в HCI загруженной смолы Sr, что может быть применено в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8 показан коэффициент k' для выбранных переходных и постпереходных элементов на смоле TODGA (50 и 100 мкм) в сравнении с HNO₃, для времени установления равновесия 1 ч при 22°C, что может быть применено в вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

На фиг. 9 изображена зависимость значений Kd для Ac в различных системах смола/кислота Sr от концентрации кислоты, что может быть применено в вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

На фиг. 10 показан коэффициент k' для AC-225 в сравнении с [HNO₃] или HCI на смоле DGA, что может быть применено в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 11 показан пример сложенной стопкой мишени в сборе в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 12 изображен PB-212 в зависимости от времени распада, предоставляя информацию, которая может быть применена в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 13 изображен распад 5 кБк Ra-224, предоставляя информацию, которая может быть применена в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 14 изображен распад 1,5 МБк Ra-225, предоставляя информацию, которая может быть применена в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 15 изображены сечения фотонной реакции Ra-226, информация, которая может быть применена в вариантах осуществления настоящего изобретения.

Графические материалы являются только схематичными и не ограничивающими объем настоящего изобретения. В иллюстративных целях размер некоторых элементов на графическим материалах может быть увеличен и не изображен в масштабе.

Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие объем настоящего изобретения.

На разных графических материалах одни и те же ссылочные позиции относятся к одинаковым или аналогичным элементам.

Подробное описание иллюстративных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение будет описано в отношении конкретных вариантов осуществления и со ссылкой на некоторые графические материалы, причем изобретение не ограничено этим, а только формулой изобретения. Описанные графические материалы являются только схематичными и не ограничивающими объем настоящего изобретения. В иллюстративных целях размер некоторых элементов на графическим материалах может быть увеличен и не изображен в масштабе. На практике размеры и относительные размеры не соответствуют действительным уменьшенным формам изобретения.

Кроме того, термины первый, второй и т.п. в описании и в формуле изобретения используются для различения подобных между собой элементов и не необязательно для описания последовательности либо временным, пространственным образом, либо ранжированием, либо любым другим способом. Следует понимать, что применяемые таким образом термины взаимозаменяемые при соответствующих обстоятельствах и, что описанные здесь варианты осуществления изобретения способны функционировать в других последовательностях, нежели здесь описано или проиллюстрировано.

Более того, термины «верх», «под» и подобные в описании и формуле изобретения используются в описательных целях, а не обязательно для описания относительных положений. Следует понимать, что применяемые таким образом термины взаимозаменяемые при соответствующих обстоятельствах и, что описанные здесь варианты осуществления изобретения способны функционировать в других ориентациях, нежели здесь описано или проиллюстрировано.

Следует отметить, что применяемый в формуле термин «включающий», не должен интерпретироваться как ограниченный перечисленными ниже средствами; он не исключает другие элементы или этапы. Таким образом, его следует интерпретировать как указание на присутствие заявленных признаков, целых чисел, шагов или компонентов, на которые приводится ссылка, но не как исключение присутствия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, шагов или компонентов или их групп. Таким образом, объем выражения «устройство, содержащее средства A и B» не должен ограничиваться устройствами, состоящими только из компонентов A и B. Это означает, что, в отношении настоящего изобретения, A и B являются единственными релевантными компонентами устройства.

Ссылка во всем описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описываемая в связи с вариантом осуществления, включена в по меньшей мере одном варианте осуществления настоящего изобретения. Таким образом, употребление фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в различных местах в данном описании не обязательно относится (хотя может относиться) к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом, как это было бы очевидно специалисту в данной области техники из данного описания, в одном или более вариантах осуществления.

Аналогичным образом следует понимать, что с целью упрощения описания и способствования пониманию одно или более различных изобретательных аспектов в описании иллюстративных вариантов осуществления изобретения, различные признаки изобретения иногда группируются вместе в одном варианте осуществления, фигуре или их описании. Однако этот способ описания не должен быть интерпретирован как отражающий намерение, согласно которому заявленное изобретение требует больше признаков, чем явно указано в каждом пункте формулы изобретения. Напротив, как отражено в нижеследующей формуле изобретения, аспекты изобретения заключаются меньше чем во всех признаках одного из вариантов осуществления, раскрытого выше. Таким образом, формула изобретения, приведенная после подробного описания настоящего изобретения прямо включена в это подробное описание, причем каждый пункт формулы сам по себе является отдельным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Хотя описанные здесь некоторые варианты осуществления включают некоторые, но не дополнительные признаки, включенные в другие варианты осуществления изобретения, кроме того, предполагается, что сочетания признаков разных вариантов осуществления находятся в рамках объема изобретения и образуют разные варианты осуществления, как это понимают специалисты в данной области техники. Например, в приведенной ниже формуле изобретения, любой из заявленных вариантов осуществления может применяться в любом сочетании.

Когда в вариантах осуществления настоящего изобретения упоминается целевая толщина, она обычно может быть выражена не просто физической толщиной как таковой, а умножением физической толщины на плотность. Поэтому толщина может быть выражена в г/см².

Многочисленные конкретные детали представлены в приведенном здесь описании. Однако, следует понимать, что варианты осуществления изобретения могут быть осуществлены на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях хорошо известные способы, структуры и способы не были отображены подробно для того, чтобы не затруднять понимание данного описания. Описан способ получения изотопов Pb-212 и Ac-225. Помимо этих изотопов и в зависимости от применяемых заряженных частиц и/или фотонов, можно также предусмотреть получение изотопов Ra-225. Эти изотопы выгодно применять в медицинских целях. Способ включает облучение мишени, содержащей Ra-226, заряженными частицами и/или фотонами для получения по меньшей мере изотопов Ac-225, Ac-224 и, необязательно, Ra-225. Мишень, содержащая Ra-226, может, например, содержать любое из RaCI₂, Ra(NO₃)₂, Ra(OH)₂ или RaCO₃.

Облучение заряженными частицами в некоторых вариантах осуществления может представлять собой облучение протонами. При облучении Ra-226 (имеющего период полураспада T1/2 1600 лет) низкоэнергетическими (10-25 МэВ) протонами, в ядерной реакции Ra-226 (p,2n) Ac-225 образуется Ac-225 (имеющий период полураспада T1/2 10 дней). Достигается пороговая энергия, приблизительно 14 МэВ, для другой реакции, т. е. реакции (p,3n), что приводит к образованию Ac-224 (с периодом полураспада T1/2 2,9 ч), который быстро распадается на Ra-224 (с периодом полураспада T1/2 3,66 дня). Выше энергии 17 МэВ реакция (p,3n) становится доминирующей, в то время как Ac-225 по-прежнему получается в значительных количествах. На фиг. показаны сечения протонной реакции Ra-226. В зависимости от типа применяемого протонного ускорителя и максимальной энергии протонов, которую он может обеспечить, пучок через мишень может быть сформирован для различных оптимизаций: в одном варианте осуществления может быть оптимизировано получение Ac-224 (Ra-224/Pb-212), например, путем выбора энергии в диапазоне 25 МэВ → 15 МэВ. В другом варианте осуществления может быть достигнуто получение Ac-225 с минимальным образованием Ac-224/Ra-224, например, путем выбора энергии в диапазоне 17 МэВ → 10 МэВ. В еще одном варианте осуществления можно достичь получения в большом количестве как Ac-225, так и Ac-224/Ra-224, например, путем выбора энергии в диапазоне 25 МэВ → 10 МэВ.

Облучение заряженными частицами в некоторых вариантах осуществления может представлять собой облучение дейтронами. Облучение Ra-226 дейтронами (D) вместо протонов (H) может привести к получению еще больших количеств Ac-225 и Pb-212. Сечения дейтронной реакции Ra-226 показаны на фиг. 2. Преимущество применения дейтронов вместо протонов заключается в том, что производительность может быть значительно увеличена за счет более высоких сечений, увеличенного радиуса действия в мишенях при более высоких энергиях и значительного совместного получения Ra-225 и Ra-224. В зависимости от типа применяемого дейтронного ускорителя и максимальной энергии дейтронов, которую он может обеспечить, пучок через мишень может быть сформирован для различных ситуаций. В одном варианте осуществления получение Ac-224 (Ra-224/Pb-212) может быть оптимизировано, например, путем выбора энергии в диапазоне 60 МэВ → 15 МэВ. В другом варианте осуществления может быть достигнуто получение Ac-225 с минимальным получением Ac-227/Ac-224/Ra-224, например, путем выбора энергии в диапазоне 20 МэВ → 10 МэВ. В другом варианте осуществления можно достичь получения в большом количестве как Ac-225, так и Ac-224/Ra-224 путем выбора энергии в диапазоне 60 МэВ → 10 МэВ.

Одним из аспектов дейтронного облучения является то, что получение Ac-226 (T1/2: 29 ч) более значительно, чем при применении протонов. Ac-226 также обладает интересными свойствами для применения в ТАТ: 83% бета-распада до Th-226 (короткоживущий альфа-излучатель (4 α's)) и 17% распада с захватом электронов до Ra-226. Для гипотетической терапевтической дозы Ac-225 в 200 пКи в сочетании с 10%-ной активностью Ac-226 (20 пКи) в результате распада Ac-226 образуется всего 0,25 Бк Ra-226 и 93 Бк Pb-210. При пределе годового поступления (ALI) для поглощения 71 кБк для Ra-226 и 29 кБк для Pb-210 (источник: nucleonica.com), это совместное получение Ra-226 и Pb-210, как ожидается, не создаст проблем для клинических применений.

Облучение фотонами может в вариантах осуществления включать облучение фотонами высокой энергии, такими как гамма-фотоны, например, с энергией по меньшей мере 6 МэВ. В некоторых вариантах осуществления фотоны с энергией по меньшей мере 6 МэВ предпочтительны для преобразования Ra-226 в Ra-225, который впоследствии распадается на Ac-225. В вариантах осуществления преимущество применения фотонов заключается в том, что это может быть наиболее чистый способ получения Ac-225, так как при этом не образуются другие изотопы Ac. В вариантах осуществления получение Ra-224 может стать значительным при применении фотонов с энергией выше 12 МэВ.

В вариантах осуществления сечение фотонной реакции (γ, n) для получения Ra-225 сравнительно низкое. Эта проблема может быть решена путем применения потока фотонов с высокой плотностью, если, например, предпочтительны количества Ac-225 в 1 Ки или выше: например, ускоритель электронов с энергией 20-40 МэВ может быть применен в сочетании с мишенью конвертера электронов высокой мощности для получения тормозных фотонов, необходимых для этой реакции. Преимуществом является то, что из-за отсутствия заряда у фотонов, диапазон, т.е. глубина проникновения фотонов в мишень может быть намного больше, чем у заряженных частиц. Поэтому выгодно, когда применяются фотоны, - тогда масса мишени может составлять до 10 г Ra-226 или выше. В вариантах осуществления, чем выше энергия электронов, попадающих в конвертер, тем больше фотонов будет присутствовать выше порога 12 МэВ для получения Ra-224/Pb-212. Энергия электронов, попадающих в конвертер, которая определяет поток фотонов выше 12 МэВ, может быть точно отрегулирована для увеличения или уменьшения совместно получаемого Ra-224.

Жидкие мишени также могут применяться для пути получения Ra-226 (γ, n) Ra-225, поскольку поток фотонов высокой энергии не сильно зависит от присутствия H₂O. В вариантах осуществления характеристики, например, форма и/или поток фотонного пучка, могут в значительной степени определяться конвертером электронов, и это определяет оптимальную мишень Ra-226.

Способ также включает после истечения времени охлаждения применение хроматографии для отделения актиния от оставшейся фракции, содержащей радий. Этап хроматографии может представлять собой экстракционную хроматографию, но в качестве альтернативы может представлять собой ионообменную хроматографию с применением катионообменной колонны. В ионообменной хроматографии для разделения этих элементов применяется разница в заряде между Ra(2+) и Ac(3+). Кроме того, способ также включает после истечения первого дополнительного времени ожидания применение экстракционной хроматографии для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий. В этом способе в качестве экстрагента в HNO₃ и/или HCI применяется смола, содержащая 18-краун-6-эфир или эквивалент 18-краун-6-эфира.

В качестве иллюстрации, иллюстративная блок-схема для отделения Pb-212 с помощью протонного облучения показана на фиг. 3. В качестве упрощенного теоретического примера, одну мишень Ra-226 активностью 100 мКи облучали протонами с энергией от 22 МэВ до 10 МэВ и получили Ac-225 активностью 100 мКи и Ac-224 активностью 8276 мКи в конце бомбардировки (EOB - end of bombardment), что представляет собой равное количество атомов Ac-224 и Ac-225. Эта начальная точка кажется реалистичной на основе рассчитанных выходов для Ac-225 и сравнения данных по сечениям на фиг. 1. В данном примере после 24 часов охлаждения Ac-225 активностью 93,3 мКи готов к отделению от Ra. Через 24 часа остается Ac-224 активностью 20,8 мКи, что составляет 1/400 от его первоначальной активности. Изотопная чистота Ac-225, основанная на атомах, составляет больше 99,7%. Тем не менее, представляется разумным подождать немного дольше для очистки Ac-225, пока соотношение активности Ac-225/Ac-224 не станет достаточно высоким. Через 36 часов будет получено Ac-225 активностью 90,1 мКи и Ac-224 активностью 1 мКи (что соответствует соотношению Ac-225/Ac-224, равному 90,1). Через 24 часа охлаждения в мишени образуется Ra-224 активностью 204 мКи в результате распада Ac-224. Мишень открывают и содержимое разделяют на фракцию Ac и фракцию Ra путем применения экстракционной хроматографии и, необязательно, предварительного этапа осаждения. Фракция Ac удаляется из горячей камеры. Фракция Ra, содержащая Ra-224 активностью 204 мКи и Ra-226 активностью 100 мКи, снова хранится в течение 24 часов. Снова через 24 часа (т.е. через 48 часов после EOB) фракция Ra содержит Ra-224 активностью 0,169 Ки и Pb-212 активностью 0,143 Ки. В результате распада Ra-226 получили Pb-210 активностью 0,66 мкКи (T1/2: 22,2 года), и Pb-214 активностью 16,1 мКи (T1/2: 26,8 месяца). Pb отделяют от Ra с помощью экстракционной хроматографии. Через 12 часов (например, рассеивание, транспортировка в больницу) общая активность, связанная с Pb-214, преобразуется в Pb-210 активностью 40,4 нКи, в то время как Pb-212 активностью 65,4 мКи остается доступным, включая присутствие Pb-210 активностью 0,66 пКи. Для сравнения, в исследовании фазы 1 Pb-212-TCMC-трастузумаб испытывали дозы до 21,1 МБк/м². При средней площади поверхности тела 1,7 м² из этих Pb-212 активностью 65,4 мКи можно приготовить 67 доз для пациентов. Фракция Ra снова хранится в течение 24 часов. Далее (через 72 часа после EOB) остается Ra-224 активностью 0,140 Ки, и можно отделить Pb-212 активностью 119 мКи. Следуя тем же путем, это приведет к получению 56 доз для пациентов. Этот процесс можно повторять до тех пор, пока количество Pb-212 не перестанет быть достаточно большим, чтобы покрыть расходы на переработку.

Для дейтронного облучения можно применить ту же методику. Первая мишень в пучке может быть применена для получения в основном Ac-224, в то время как из второй мишени получают в основном Ac-225. Однако сложность процесса отделения возрастает, поскольку сечения для получения Ra-224 и Ra-225 более значительны по сравнению с протонным облучением, и Ac-225 может быть получен из Ra-225. В качестве иллюстрации, иллюстративная блок-схема для отделения Pb-212 с помощью дейтронного облучения показана на фиг. 4. В качестве упрощенного теоретического примера, одну мишень Ra-226 активностью 500 мКи облучали дейтронами с энергией от 50 МэВ до 10 МэВ и получили Ac-225 активностью 1 Ки и Ac-224 активностью 165,52 Ки в EOB (конец бомбардировки), что дает в два раза больше атомов Ac-224 по сравнению с Ac-225. Получают Ra-225 активностью 338 мКи, что составляет половину количества атомов Ac-225, и Ra-224 активностью 683 мКи, что составляет половину количества атомов Ra-225. После 24 часов охлаждения Ac-225 активностью 933 мКи и Ac-225 активностью 22,1 мКи, полученные в результате распада Ra-225, готовы к отделению от Ra. Через 24 часа остается Ac-224 активностью 417 мКи, что составляет 1/400 от его первоначальной активности. Изотопная чистота Ac-225, основанная на атомах, составляет больше 99,5%. Тем не менее, представляется разумным подождать немного дольше для очистки Ac-225, пока также соотношение активности Ac-225/Ac-224 не станет достаточно высоким. Через 36 часов будет получено Ac-225 активностью 923 мКи и Ac-224 активностью 20,9 мКи (что соответствует соотношению Ac-225/Ac-224, равному 44,2).

После 24 часов охлаждения в мишени образуется Ra-224 активностью 4,08 Ки в результате распада Ac-224, а Ra-224 активностью 0,565 Ки все еще присутствует в результате прямого получения. Мишень открывают и содержимое разделяют на фракцию Ac и фракцию Ra путем применения экстракционной хроматографии и, необязательно, предварительного этапа осаждения. Фракция Ac удаляется из горячей камеры. Фракция Ra, содержащая Ra-224 активностью 4,645 Ки, Ra-225 активностью 323 мКи и Ra-226 активностью 500 мКи, снова хранится в течение 24 часов. Через 24 часа (т.е. через 48 часов после EOB) фракция Ra содержит Ra-224 активностью 3,84 Ки и Pb-212 активностью 3,26 Ки. В результате распада Ra-225 получили Ac-225 активностью 21,1 мКи. В результате распада Ra-226 получили Pb-210 активностью 3,3 пКи (T1/2: 22,2 года), и Pb-214 активностью 80,5 мКи (T1/2: 26,8 месяца). Pb отделяется от Ac и Ra с помощью экстракционной хроматографии. Через 12 часов (например, рассеивание, транспортировка в больницу) общая активность, связанная с Pb-214, преобразуется в Pb-210 активностью 202 нКи, в то время как Pb-212 активностью 1,49 Ки остается доступным, включая присутствие Pb-210 активностью 3,3 пКи. Для сравнения, в исследовании фазы 1 Pb-212-TCMC-трастузумаб испытывали дозы до 21,1 МБк/м². При средней площади поверхности тела 1,7 м² из этих Pb-212 активностью 1,49 Ки можно приготовить приблизительно 1500 доз для пациентов. Фракция Ra снова хранится в течение 24 часов. Далее (через 72 часа после EOB) остается Ra-224 активностью 3,17 Ки, и можно отделить Pb-212 активностью 2,7 Ки. Следуя тем же путем, это приведет к получению приблизительно 1250 доз для пациентов. Также в результате распада Ra-225 получают Ac-225 активностью 20,1 мКи. Этот процесс можно повторять до тех пор, пока количество Pb-212 не перестанет быть достаточно большим, чтобы покрыть расходы на переработку. Тогда может сохраняться возможность хранения фракции Ra для окончательного извлечения Ac-225, например, через две-три недели после EOB. Большим преимуществом получения Ac-225 из фракции Ra-225 является то, что загрязняющие вещества Ac-224, Ac-226 и Ac-227 не будут присутствовать.

В качестве иллюстрации вариантов осуществления, в которых облучение осуществляется фотонами, обратимся к фиг. 15, где показано сечение фотонной реакции Ra-226 для образования Ra-225, Ra-224 и Ra-223 в зависимости от фотонной энергии. При уровнях фотонной энергии от 6МэВ до 12МэВ получают в основном Ra-225. Фотонная энергия 12МэВ является порогом для получения Ra-224. Фотонная энергия 19 МэВ является порогом для получения Ra-223. В одном примере 1 грамм Ra-226 облучается фотонами в течение 48 часов. В этом примере делается предположение, что на каждые 10 полученных атомов Ac-225 совместно получают один атом Ra-224, то есть это соответствует фотонной энергии между 11 МэВ и 12 МэВ. После окончания облучения (EOI - end of irradiation) проводится один день охлаждения перед первым отделением, т.е. отделением Ra, Ac и Pb друг от друга, в соответствии с вариантами осуществления настоящего способа. В вариантах осуществления можно следовать тому же способу отделения, что и в случае мишеней, облученных дейтронами. В этом примере также проводятся дальнейшие отделения, каждый раз через 48 часов после предыдущего отделения. Активности для различных изотопов до и после последующих отделений приведены в таблице 1: выполняется пять отделений, и для каждого отделения указывается время в днях после EOI.

T (дни) Ra-225 (мКи) Ac-225 (мКи) Ac-227 (мКи) Ra-224 (мКи) Pb-212 (мКи) EOI 0 5000 150 0,1 2000 700 1-е отделение 1 4770 467 0,1 1650 1557 4770 0 0 1650 0 2-е отделение 3 4340 589 0 1130 1200 4340 0 0 1130 0 3-е отделение 5 3770 758 0 772 823 3770 0 0 772 0 4-е отделение 12 2720 1220 204 232 2720 0 5-е отделение 21 1780 1010 1780 0 Таблица 1

При этом каждая ячейка таблицы, соответствующая одному из отделений, содержит две строки для каждого изотопа, содержащегося в мишени: верхняя строка из двух строк соответствует изотопам, содержащимся в мишени до соответствующего отделения, а нижняя строка из двух строк соответствует изотопам, содержащимся в мишени после соответствующего отделения, т.е. после извлечения соответствующих количеств Ac и Pb из мишени. Первая фракция Ac в этом примере, извлеченная во время первого отделения, вероятно, загрязнена небольшим количеством Ac-227, т.е. с активностью 0,1 мКи в данном примере. Возможно, первая фракция Ac может быть пригодна только для генераторов Ac-225/Bi-213. При втором отделении может быть извлечено 589 мКи Ac-225, при третьем отделении - 759 мКи, при четвертом отделении - 1220 мКи и при пятом - 1010 мКи. Хотя в данном примере выполняется пять отделений, для сбора большего количества Ac-225 может быть выполнено больше.

Первая фракция Pb в этом примере может также содержать повышенные количества Pb-210 и Pb-214 (не показаны в табл. 1) по сравнению с последующими фракциями Pb. Однако, как показано в этом примере, при втором отделении может быть извлечено 1200 мКи Pb-212, при третьем отделении - 823 мКи и при четвертом отделении - 232 мКи. Следовательно, даже не учитывая первую фракцию, в этом примере можно получить Ки количества Pb-212.

Далее рассматривается пример химического отделения Pb от Ra. Отделение Pb от Ra является простым с применением, например, смолы Sr (или Pb). Поскольку Pb имеет высокое сродство к 18-краун-6 краун-эфиру в смоле Sr в HNO₃, фракция Ra может быть загружена в широком диапазоне концентраций, от разбавленной до 2-4 М HNO₃ (см. фиг. 5), в основном ограничиваясь растворимостью Ra(NO3)2. Смола Sr не имеет сродства к Ra в HNO₃ (см. фиг. 6). Также возможна загрузка смолы Sr в матрицу HCI. В одном варианте осуществления матрица HCI может представлять собой от 1 до 2 М HCI (как видно на фиг. 7). Сродство к Ra не было обнаружено во всем диапазоне концентраций. Отгонка Pb из смолы Sr путем образования хлоридных комплексов Pb может быть эффективно осуществлена с применением 8 М HCI, и более того, оставит Po-210 на смоле. Альтернативно, для извлечения Pb из смолы Sr можно также применять 0,1 М цитрат аммония, 0,1 М оксалат аммония или 0,1 М глицин.

Обсуждается также пример химического отделения Ac от Pb/Ra совместно с DGA. В случае присутствия Ra-225 при облучении Ra-226 дейтронами, смола DGA может быть помещена совместно со смолой Sr, и из DGA может быть получен Ac-225 в большем количестве. Поскольку Pb в некоторой степени удерживается DGA (см. фиг. 8), а Ac не удерживается смолой Sr в матрицах HNO₃ или HCI (см. фиг. 9), DGA должен быть помещен под Sr. Ac-225 может быть элюирован с помощью разбавленного HCI или HNO₃.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в описанном выше способе может применяться сложенная стопкой мишень в сборе. В такой сложенной стопкой мишени в сборе две или, необязательно, более мишеней складываются стопкой таким образом, что они могут быть применены одновременно в одном сеансе облучения для получения изотопов Ac-225 и Pb-212. Мишень в сборе содержит стопку из первой мишени, содержащей радий, и второй мишени, содержащей радий. Первая мишень в пучке может быть приспособлена для получения в основном Ac-224 → Ra-224, в то время как из второй мишени, которая вводится после того, как первая мишень прошла пучок излучения, получают в основном Ac-225. В качестве примера, при применении мишеней RaCI2 и энергии входного пучка 25 МэВ, мишень (1,51-0,793) толщиной 0,717 г/см² помещается в пучок в качестве первой мишени, причем пучок выходит из этой мишени при 17 МэВ. Затем непосредственно за ней укладывается мишень (0,793-0,332) толщиной 0,461 г/см², из которой пучок выходит при 10 МэВ. Таким образом, была получена оптимизация получения изотопов. Пример сложенной стопкой мишени показан на фиг. 11.

Для дейтронного облучения можно привести аналогичный пример. Первая мишень в пучке может быть применена для получения в основном Ac-224, в то время как из второй мишени получают в основном Ac-225. Сечения для получения Ra-224 и Ra-225 более показательны при дейтронном облучении по сравнению с протонным облучением. На основании данных, показанных на фиг. 2, в одном примере дейтрон с энергией 50 МэВ на первой мишени будет в основном производить Ac-224 до энергии приблизительно 22 МэВ, где получение Ac-225 становится доминирующим. Ra-225 и Ra-224 в основном получают в первой мишени. В качестве примера, при применении мишеней RaCI2 и энергии входного пучка 50 МэВ, мишень (3,062-0,97) толщиной 2,092 г/см² помещается в пучок в качестве первой мишени, причем пучок выходит из этой мишени при 25 МэВ. Затем непосредственно за ней укладывается мишень (0,97-0,224) толщиной 0,746 г/см², из которой пучок выходит при 10 МэВ. Таким образом, появляется возможность оптимизации получения изотопов.

Ac-225, полученный из первой мишени, содержит большее количество Ac-227 и может быть пригоден только для получения генераторов Ac-225/Bi-213.

E (МэВ) Диапазон (г/см²) 10 → 0 0,332 11 → 0 0,388 12 → 0 0,447 13 → 0 0,509 14 → 0 0,575 15 → 0 0,645 16 → 0 0,717 17 → 0 0,793 18 → 0 0,872 20 → 0 1,039 22,5 → 0 1,266 25 → 0 1,51 Таблица 2

В качестве иллюстрации, не ограничивающей настоящее изобретение, ниже будут рассмотрены примеры экспериментальных результатов, демонстрирующие признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения.

В первом примере рассматривается протонное облучение RaCl₂. Прогнозируемый диапазон протонов был теоретически оценен с помощью программного обеспечения для моделирования, и результаты показаны в таблице 2.

Толщина материала мишени выражается как г/см² (толщина, умноженная на плотность). В случае, если плотность RaCI2 составляет 2 г/см³, прогнозируемый диапазон 25 МэВ протонов в RaCI2 составляет 1,51 г/см² / 2 г/см³ = 0,755 см. Как видно на фиг. 1, ниже 10 МэВ уже не происходит значительного получения Ac-225, в то время как протоны по-прежнему выделяют свою энергию в мишени в виде тепла (1,6×10-12 Дж/протон). Поэтому, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения мишень настраивают на нужный диапазон энергии, чтобы протоны выходили из материала мишени при приблизительно 10 МэВ. Для мишеней RaCI2 с энергией 25 МэВ это будет 1,51-0,332 = 1,178 г/см², или 0,589 см для мишени весом 2 г/см³.

Во втором примере рассматривается дейтронное облучение RaCl₂. Прогнозируемый диапазон дейтронов был теоретически оценен с помощью программного обеспечения для моделирования, и результаты показаны в таблице 3.

E (МэВ) Диапазон (г/см²) 10 → 0 0,224 15 → 0 0,425 20 → 0 0,675 25 → 0 0,97 30 → 0 1,309 35 → 0 1,689 40 → 0 2,108 45 → 0 2,566 50 → 0 3,062 55 → 0 3,594 60 → 0 4,161 Таблица 3

Сравнивая данные диапазона для протонов (табл. 2) и дейтронов (табл. 3), очевидно, что диапазон дейтронов при определенной энергии значительно ниже, чем соответствующий диапазон для протонов, однако более высокие сечения при более высокой энергии (см. фиг. 2) приводят к более высоким получаемым выходам, которые компенсируют вышеуказанный эффект.

В третьем примере было изучено протонное облучение альтернативных мишеней, в том числе могут быть облучены Ra(NO₃)₂, Ra(OH)₂ (с гальваническим покрытием) и RaCO₃. Диапазон протонов в этих соединениях показан в таблице 4.

Диапазон (г/см²) E (МэВ) Ra(NO₃)₂ Ra(OH)₂ RaCO₃ 10 → 0 0,34 0,34 0,34 11 → 0 0,39 0,40 0,40 12 → 0 0,45 0,46 0,46 13 → 0 0,51 0,53 0,52 14 → 0 0,58 0,59 0,59 15 → 0 0,65 0,67 0,66 16 → 0 0,72 0,74 0,73 17 → 0 0,80 0,82 0,81 18 → 0 0,88 0,90 0,89 20 → 0 1,05 1,07 1,06 22,5 → 0 1,28 1,30 1,29 25 → 0 1,52 1,55 1,54 Таблица 4

Разница в диапазоне между соединениями довольно ограничена. Также и для дейтронов нет существенной разницы между соединениями.

В следующем примере рассматривается полноценный эксперимент по получению изотопов. Отделенный и очищенный источник Th-229, доступный из исторического получения Th-228 (T1/2: 1,913 года), в котором присутствует небольшое количество исходного Th-228 (приблизительно 15 кБк), применяется для получения Ac-225. В этом процессе отделения также отдельно собирается Ra-225. Поскольку Th-228 распадается через Ra-224, активность Ra-224 находится в равновесии с активностью Th-228 в точке отделения Th/Ac/Ra и собирается в той же фракции, что и Ra-225. Эта фракция радия является исходным раствором для экспериментов.

После отделения Th-229/Ra-225/Ac-225 источника Th-229 с активностью приблизительно 6,3 МБк, фракция Ra (приблизительно 40-45 мл) в матрице 4 М HNO₃ была далее обработана экстракционной хроматографией с применением вакуумного бокса Triskem.

На первом этапе было проведено первое извлечение Pb-212 и Ac-225. Приблизительно через 24 часа из фракции Ra был отобран образец объемом 1 мл для анализа HPGe с целью проверки активности Ra-225 и получения параметров равновесия Ra-225/Ac-225 и Ra-224/Pb-212 (Pb S1). Тандем из 2-мл картриджа Sr и 2-мл картриджа DGA (DGA ниже Sr) был подвергнут предварительной выдержке с 10 мл 4 М HNO₃. Затем 10 мл (5 BV) фракции Ra загружали в колонны. Pb-212 был задержан смолой Sr. Ac-225 прошел через Sr, но был задержан смолой DGA. Ra- 225/Ra-224 прошел через обе смолы. Смола Sr была промыта 10 мл (5 BV) 1 M HNO₃. Pb и Ac были количественно задержаны смолой Sr и DGA. 1 М HNO₃ была выбрана вместо 4 М, так как k' для Ac и Pb на DGA и смоле Sr соответственно были все еще достаточно высокими, и эта более низкая концентрация HNO₃ позволяет выпаривать/перегонять фракцию обратно до исходного объема (или близко к нему) без слишком большого увеличения концентрации кислоты. Это может быть важно, когда учитывается растворимость Ra в растворе HNO₃. Всего было собрано 20 мл (Pb S2). DGA был удален из-под смолы Sr. Pb-212 элюировали из смолы Sr с помощью 10 мл 8 М НСI (Pb S3). Еще 10 мл 8 М НСI добавляли к смоле Sr для проверки хвостов (Pb S4). Ac-225 элюировали из DGA с помощью 10 мл 0,1 М НСI (Pb S5).

На втором этапе было проведено 2-е извлечение Pb-212 и Ac-225. Через 24 часа после первого отделения Pb/Ac/Ra описанный выше процесс повторяли, начиная непосредственно с фракции Ra 1-й части, Pb S2 (10 мл 4 М HNO₃ плюс 10 мл 1 М HNO₃). Тандем из 2-мл картриджа Sr и 2-мл картриджа DGA (DGA ниже Sr) был подвергнут предварительной выдержке с 10 мл 4 М HNO₃. Затем 20 мл (10 BV) Pb S2 загружали в колонны. Pb-212 был задержан смолой Sr. Ac-225 прошел через Sr, но был задержан смолой DGA. Ra-225/Ra-224 прошли через обе смолы. Смола Sr была промыта 10 мл (5 BV) 1 M HNO₃. Pb и Ac были количественно задержаны смолой Sr и DGA. Всего было собрано 30 мл. DGA был удален из-под смолы Sr. Pb-212 элюировали из смолы Sr с помощью 10 мл 8 М НСI (Pb S6). Еще 10 мл 8 М НСI добавляли к смоле Sr для проверки хвостов (Pb S7). Ac-225 элюировали из DGA с помощью 10 мл 0,1 М НСI (Pb S8).

Для интерпретации приведенного выше примера необходимо учитывать спад активности Pb-212 в зависимости от времени. Когда Pb-212 отделяется от Ra-224 и Ac-225, из Ra-224 больше не получают Pb-212, и распад Pb-212 снижает его активность. Например, после 5 часов измерения, оставшаяся активность Pb-212 составляет всего 72% с начала измерения. Спад показан на фиг. 12 в зависимости от времени распада.

Необходимо также учитывать дальнейший прирост количества Pb-212 и AC-225 во фракции Ra(224+225). После осуществления отделения Pb/Ac/Ra и сбора фракции Ra начинается прирост количества Pb-212 и Ac-225/Bi-213. На фиг. 13 и фиг. 14 изображена скорость прироста количества. По этой причине следовые количества Pb-212 и Ac-225, прошедшие через Sr и смолу DGA, не могут быть обнаружены, так как они будут немедленно замаскированы свежеполученными Pb-212 и Ac-225.

Результаты гамма-спектроскопии без поправок на спад и прирост количества приведены в таблицах ниже.

Идентификатор образца Bq Ra-225 (40 кэВ) Bq Ac-225 (440 кэВ) Bq Pb-212 (238,6 кэВ) Pb S1 - пик 1,5E+05 7,7E+03 5,2E+02 Pb S2 - фракция Ra 1,5E+06 8,5E+03 8,1E+02 Pb S3 - 1-я фракция Pb 1,1E+03 2,6E+01 4,1E+03 Pb S4 - 2-я фракция Pb 1,8E+02 6,4E+00 6,1E+00 Pb S5 - фракция Ac 4,9E+02 7,9E+04 <DL Таблица 5

Идентификатор образца Bq Ra-225 (40 кэВ) Bq Ac-225 (440 кэВ) Bq Pb-212 (238,6 кэВ) Pb S6 - 1-я фракция Pb 1,2E+03 2,2E+01 2,6E+03 Pb S7 - 2-я фракция Pb 1,4E+02 5,1E+00 5,3E+00 Pb S8 - фракция Ac 6,8E+02 7,8E+04 <DL Таблица 6

1-я фракция Pb (S3 и S6), отделенная от Ra и Ac, собирает Pb-212 в 5 BV 8 M HCI. Промывка питающей колонны и картриджей проводила только с применением 5 BV 1 M HNO₃, поэтому следы Ra-225 все еще видны во фракции Pb. Для S3 и S6 это приблизительно 0,08%, или DFRa больше 10³. Промывка смолы Sr дополнительными 5-10 BV 1-4 M HNO₃ может быть выполнена предположительно без выхода Pb-212 из-за очень высокого k' Pb в этой кислотной матрице (см. фиг. 12), что приведет к дальнейшему увеличению DFRa. Хотя показано, что для извлечения Pb из смолы Sr можно применять 8 М НСI, для этой цели также можно применять (комплексообразующие) альтернативы, такие как цитрат и оксалат.

2-е фракции Pb (S4 и S7) почти не содержат остаточного Pb-212 и следов Ra. Это указывает на то, что извлечение Pb-212 в 5 BV 8 M HCI (S3 и S6) является почти количественным. Фракция Ra (S2) извлекает почти весь Ra. Активность Ac-225 (Bi-213) и Pb-212 объясняется приростом количества из Ra-225/Fr-221 и Ra-224.

Фракции Ac (S5 и S8) из DGA собирают и извлекают Ac, как и ожидалось, а Pb в этой фракции не обнаруживается. Как и в случае с фракциями Pb, небольшое количество BV для промывки колонны и картриджей приводит к видимым следам Ra в этой фракции. Для S5 это 0,04%, для S8 - 0,05%. Из опыта известно, что DGA можно промывать 10 BV 1-4 М HNO₃ без обнаруживаемого выхода Ac, причем эти промывки еще больше увеличивают DFRa.

Также нет никаких признаков того, что процесс, выполняемый для части 2, менее эффективен, чем часть 1. Ac-225 собирается почти в том же количестве. Распад Ra-225 через один день составляет всего 4,6%, а распад Ac-225 после сбора и во время измерения менее выражен. Измерительная активность Pb-212 сильно зависит от времени сбора и времени измерения. При продолжении получения Ac-225, совместное получение Ac-224/Ra-224/Pb-212 все еще может быть преимущественно осуществляться без больших дополнительных усилий. Поэтому совместное получение Ac-224 не обязательно должно рассматриваться как негативный аспект при получении Ac-225. Энергия протонов/дейтронов, поступающая в мишень, является адаптивной и может быть оптимизирована для максимального получения Ac-225, минимизации получения Ac-224 или максимизации получения обоих. Конструкция сложенной стопкой мишени может повысить эффективность обработки.

При дальнейшей обработке фракции радия после первого разделения Ra/Ac, Ac-225 и/или Pb-212 могут быть отделены несколько раз. Особенно в случае дейтронного облучения, Ra-224 и Ra-225 будут ценным источником Pb-212 и NCA Ac-225. На основе тандема смолы Sr и DGA этот процесс может быть повторен несколько раз для получения представляющих интерес нуклидов.

Изобретение относится к технологии получения изотопов Pb-212 и Ac-225. Способ получения изотопов Pb-212 и Ac-225 включает облучение мишени, содержащей Ra-226, заряженными частицами и/или фотонами для получения по меньшей мере изотопов Ac-225 и изотопов Ac-224. Способ дополнительно включает после истечения времени охлаждения применение хроматографии для отделения актиния от оставшейся фракции, содержащей радий. Причем после истечения первого дополнительного времени ожидания применяют экстракционную хроматографию с использованием смолы, имеющей 18-краун-6-эфир или эквивалент 18-краун-6-эфира в качестве экстрагента в HNO3 и/или HCI, для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий. Техническим результатом является повышение эффективности использования материала мишени для выработки изотопов Pb-212 и Ac-225 при повышении изотопной чистоты продукта. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил., 6 табл.

1. Способ получения изотопов Pb-212 и Ac-225, причем способ включает:

- облучение мишени, содержащей Ra-226, заряженными частицами и/или фотонами для получения по меньшей мере изотопов Ac-225 и изотопов Ac-224,

- после истечения времени охлаждения применение хроматографии для отделения актиния от оставшейся фракции, содержащей радий, и

- после истечения первого дополнительного времени ожидания применение экстракционной хроматографии с применением смолы, имеющей 18-краун-6-эфир или эквивалент 18-краун-6-эфира в качестве экстрагента в HNO₃ и/или HCI, для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий.

2. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что мишень, содержащая Ra-226, включает любое из RaCI₂, Ra(NO₃)₂, Ra(OH)₂ или RaCO₃.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное облучение заряженными частицами включает облучение протонами и/или облучение дейтронами.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанное облучение заряженными частицами включает облучение протонами с энергией входного пучка по меньшей мере 18 МэВ или облучение дейтронами с энергией входного пучка по меньшей мере 20 МэВ.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после истечения второго дополнительного времени ожидания, применяемого после указанного первого дополнительного времени ожидания, применяют дополнительный процесс экстракционной хроматографии для дополнительного отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отделение Pb от оставшейся фракции, содержащей радий, основано на экстракционной хроматографии с применением смолы, имеющей 18-краун-6-эфир в качестве экстрагента в HNO₃ и/или HCI.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное облучение заряженными частицами включает облучение дейтронами, и причем способ дополнительно включает отделение Ac-225 от оставшейся фракции, содержащей радий, на основе экстракционной хроматографии с применением DGA.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное облучение мишени, содержащей Ra-226, включает облучение одним пучком облучения сложенных стопкой мишеней, причем сложенные стопкой мишени включают первую мишень для облучения заряженными частицами с первой энергией входного пучка и вторую мишень для облучения заряженными частицами со второй энергией входного пучка, причем первая энергия входного пучка выше второй энергии пучка, первая мишень и вторая мишень сложены стопкой и расположены так, что один пучок облучения сначала входит в первую мишень и входит во вторую мишень после выхода из первой мишени.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что применение экстракционной хроматографии для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий, осуществляется для первой мишени, а не для второй мишени.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что произведение толщины на плотность первой мишени больше, чем произведение толщины на плотность второй мишени.

11. Соединение, содержащее изотопы Pb-212, где изотопы Pb-212 получены способом, включающим:

- облучение мишени, содержащей Ra-226, заряженными частицами и/или фотонами для получения по меньшей мере изотопов Ac-225 и изотопов Ac-224,

- после истечения времени охлаждения применение хроматографии для отделения актиния от оставшейся фракции, содержащей радий, и

- после истечения первого дополнительного времени ожидания применение экстракционной хроматографии с применением смолы, имеющей 18-краун-6-эфир или эквивалент 18-краун-6-эфира в качестве экстрагента в HNO₃ и/или HCI, для отделения Pb от оставшейся фракции, содержащей радий, где соединение содержит следы Pb-210.

12. Применение соединения по п. 11 для таргетированной альфа-терапии.

13. Мишень в сборе для применения в получении изотопов Ac-225 и Pb-212, причем мишень в сборе содержит стопку из первой мишени, содержащей радий, и второй мишени, содержащей радий, отличающаяся тем, что произведение толщины на плотность первой мишени больше, чем произведение толщины на плотность второй мишени.