PL201238B1 - Sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90+itr-90 - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90 + itr-90 w procesie chromatografii ekstrakcyjnej, w którym stosuje się wstępne oczyszczanie strontu-90 od zanieczyszczeń radionuklidowych chemicznych i substancji organicznych, znamienny tym, że w pierwszym etapie wstępnie oczyszczony stront-90 poddaje się procesowi oczyszczania od pierwiastków z grupy lantanowców, a uzyskany roztwór stront-90 + itr-90 w stanie równowagi promieniotwórczej poddaje się w drugim etapie procesowi wydzielania i dalszego oczyszczania itru-90, z tym że oba etapy prowadzi się na kolumnach (1, 2) chromatograficznych, zawierających w dolnej części niejonowy ester poliakrylowy jako sorbent 1 (S1), zaś w górnej części ester dwu (2 etyloheksylowy) kwasu ortofosforowego jako sorbent 2 (S2) osadzony na sorbencie 1 (S1), a w czasie każdego z tych etapów przepuszcza się przez kolumnę chromatograficzną roztwory stront-90+itr-90 w rozcieńczonym kwasie solnym lub rozcieńczonym kwasie azotowym, kolumny (1, 2) przemywa się rozcieńczonym kwasem solnym lub azotowym wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w małej objętości rozcieńczonego kwasu solnego lub azotowego i pozostawia do ustalenia stanu równowagi promieniotwórczej, przy czym w pierwszym etapie pozostałe na kolumnie (1) lantanowce oraz itr-90 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego lub azotowego, a po odparowaniu odrzuca jako odpad stały, z kolei w drugim etapie pozostały na kolumnie (2) itr-90 wypłukuje się roztworem stężonego kwasu solnego lub azotowego i przygotowuje się produkt końcowy w postaci chlorku itru - 90YCl3 w roztworze kwasu sol­ -3 -3 nego o stężeniu od 0,04 mol dm-3 do 0,05 mol dm-3.

Description

(21) Numer zgłoszenia: 363932 (51) Int.Cl.

G21G 4/08 (2006.01) C01F 17/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 08.12.2003 (54) Sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90+itr-90 (73) Uprawniony z patentu:

Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Izotopów POLATOM,Świerk,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:

13.06.2005 BUP 12/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.03.2009 WUP 03/09 (72) Twórca(y) wynalazku:

Czesław Deptuła,Warszawa,PL Alina Markiewicz,Otwock,PL Wawrzyniec Polak,Karczew,PL (74) Pełnomocnik:

Tyszka Teresa (57) 1 . Sooóóbotryymywania itru-90ooeelów mdyczzncch zrzztworustront-90 o itr-90 wprccesie chromatografii ekstrakcyjnej, w którym stosuje się wstępne oczyszczanie strontu-99 od zanieczyszczeń radionuklidowycC chemicznych i substancji organicznych, znamienny tym, że w pierwszym etapie wstępnie oczyszczony strontu99 poddaje się procesowi oczyszczania od pierwiastków z grupy lantanowców, a uzyskany roztwór strontu99 + itr-99 w stanie równowagi promieniotwórczej poddaje się w drugim etapie procesowi wydzielania i dalszego oczyszczania itru-99, z tym że oóa etapy prowadzi się na kolumnach (1, 2) chromatograficznych, zawierających w dolnej części niejonowy ester poliakrylowy jako sorbent 1 (S1), zaś w górnej części ester dwu (2 etyloheksylowy) kwasu ortofosforowego jako sorbent 2 (S2) osadzony na sorbencie 1 (S1), a w czasie każdego z tych etapów przepuszcza się przez kolumnę chromatograficzną roztwory strontu99+itru99 w rozcieńczonym kwasie solnym lub rozcieńczonym kwasie azotowym, kolumny (1, 2) przemywa się rozcieńczonym kwasem solnym lub azotowym wypłukując strontu99, który po odparowaniu rozpuszcza się w małej objętości rozcieńczonego kwasu solnego lub azotowego i pozostawia do ustalenia stanu równowagi promieniotwórczej, przy czym w pierwszym etapie pozostałe na kolumnie (1) lantanowce oraz itr-99 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego lub azotowego, a po odparowaniu odrzuca jako odpad stały, z kolei w drugim etapie pozostały na kolumnie (2) itr-99 wypłukuje się roztworem stężonego kwasu solnego lub azotowego i przygotowuje się produkt końcowy w postaci chlorku itru - YCh w roztworze kwasu solnego o stężeniu od 9,94 mol dm^-3 do 9,95 mol dm^-3.

PL 201 238 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90 + itr-90 w procesie chromatografii ekstrakcyjnej.

Itr-90 stosowany jest w medycynie nuklearnej głównie w postaci koloidów lub mikrosfer do leczenia reumatoidalnych stanów zapalnych stawów kolanowych oraz do znakowania substancji biologicznie czynnych stosowanych w radioterapii wewnętrznej różnych nowotworów. Zainteresowanie itrem-90 wynika z jego stosunkowo krótkiego okresu półrozpadu, optymalnej energii cząstek beta, rozpadu do stabilnego cyrkonu oraz zdolności do tworzenia trwałych związków z różnymi ligandami. Beznośnikowy itr-90 powstaje w następującej przemianie jądrowej:

Stan równowagi promieniotwórczej między itrem-90 i strontem-90 osiągany jest praktycznie po upływie dwóch tygodni. Itr-90 stosowany do celów medycznych powinien zawierać małe ilości strontu-90, działającego szkodliwie na szpik kostny, przy czym stosunek aktywności strontu-90 do itru-90 powinien być mniejszy od 2,5E-06. Ponadto itr-90 stosowany do znakowania substancji biologicznie czynnych, powinien zawierać małe ilości - od poniżej 1.0 ug/ml do poniżej 10.0 ug/ml - kationów niektórych metali, takich jak: żelazo, miedź, nikiel, ołów, cynk, obniżających wydajność znakowania itrem-90 substancji biologicznie czynnych (J.S. Wike i inni, Appl. Radiat. Isot., tom 41, No 9, str. 861-865,1990). Opisane w literaturze metody rozdzielania itru-90 od strontu-90, można podzielić na metody jonowymienne z zastosowaniem organicznych i nieorganicznych wymieniaczy jonowych, metody strąceniowe, ekstrakcyjne i chromatografii ekstrakcyjnej. Sposób otrzymywania i oczyszczania itru-90 z roztworu stront-90+itr-90 metodą chromatografii ekstrakcyjnej stanowi przedmiot amerykańskiego patentu nr 5 368 738. Przedstawiony w tym patencie sposób polega na tym, że w pierwszym etapie prowadzi się wstępne oczyszczanie wyjściowego strontu-90 w roztworze 3 mol dm'³ kwasu azotowego od zanieczyszczeń radionuklidowych i chemicznych na kolumnie chromatograficznej zawierającej di-t-butylocycloheksano-18crow-6 eter koronowy. Itr-90 wraz z zanieczyszczeniami radionuklidowymi i chemicznymi przechodzi przez kolumnę. Pozostały stront-90 jest wypłukiwany z kolumny roztworem 0,05 mol dm'3 kwasu azotowego i przepuszczany przez filtr zawierający nieopłaszczony amberlit XAD-7 celem oczyszczenia roztworu strontu-90 od śladowych ilości substancji organicznych. Produktem oczyszczania jest azotan strontu w 3 mol dm- roztworu kwasu azotowego. W drugim etapie prowadzi się wydzielanie i oczyszczenie itru-90 z roztworu 3 mol dm- kwasu azotowego na trzech kolumnach chromatograficznych zawierających di-t-butylocycloheksano-18crow-6 eter koronowy selektywny względem strontu, a następnie roztwór itru-90 przepuszcza się przez filtr zawierający nieopłaszczony amberlit XAD-7 dla usunięcia śladowych ilości substancji organicznych. W trzecim etapie następuje proces oczyszczania itru-90 od pierwiastków z grupy lantanowców na kolumnie chromatograficznej zawierającej tlenek fosfiny i trój-n-butylofosforan osadzone na amberchromie CG-71. Tak otrzymany itr-90 charakteryzuje się czystością radionuklidową wyrażoną przez współczynnik dekontaminacji strontu-90, który wynosi 4,5E+08. Czystość chemiczna itru-90 - oznaczona przez znakowanie substancji biologicznie czynnych wynosi 95%.

Zgodnie z wynalazkiem sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90+itr-90 w procesie chromatografii ekstrakcyjnej polega na tym, że stosuje się wstępne oczyszczanie strontu-90 od zanieczyszczeń radionuklidowych, chemicznych i substancji organicznych. W pierwszym etapie wstępnie oczyszczony stront-90 poddaje się procesowi oczyszczania od pierwiastków z grupy lantanowców, a uzyskany roztwór stront-90+itr-90 w stanie równowagi promieniotwórczej poddaje się w drugim etapie procesowi wydzielania i dalszego oczyszczania itru-90. Pierwszy i drugi etap prowadzi się na kolumnach chromatograficznych, zawierających w dolnej części niejonowy ester poliakrylowy jako sorbent 1, zaś w górnej części ester dwu (2 etyloheksyIowy) kwasu ortofosforowego, jako sorbent 2 osadzony na sorbencie 1. W czasie każdego z tych etapów przepuszcza się przez kolumnę chromatograficzną roztwory stront-90+itr-90 w rozcieńczonym kwasie solnym lub rozcieńczonym kwasie azotowym o stężeniu od 0,2 mol dm- do 0,5 mol dm- Następnie kolumnę przemywa się rozcieńczonym kwasem solnym lub azotowym o stężeniu od 0,2 mol dm- do 0,5 mol dm- wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w małej objętości rozcieńczonego kwasu solnego lub azotowego. Po ustaleniu stanu równowagi promieniotwórczej stront-90 stosuje się ponownie do wyPL 201 238 B1 dzielania produktu końcowego. W pierwszym etapie pozostałe na kolumnie lantanowce oraz itr-90 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego lub azotowego o stężeniu od 5 mol dm³ do 8 mol dm'³, a po odparowaniu odrzuca jako odpad stały. Z kolei w drugim etapie pozostały na kolumnie itr-90 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego lub azotowego o stężeniu od 5 mol dm³ do 8 mol dm3 i przygotowuje się produkt końcowy w postaci chlorku itru ⁹⁰YCl3 w roztworze o stężeniu od 0,04 mol dm3 do 0,05 mol dm kwasu solnego.

Itr-90 otrzymany sposobem według wynalazku nadaje się do zastosowań medycznych ze względu na wysoką czystość radionuklidową i chemiczną. Świadczą o tym wysokie współczynniki dekontaminacji wynoszące dla strontu 4,5E+08, cezu 1E+09, niklu 1E+06, miedzi 1E+05, cynku 1E+5 baru 1E+05. Procentowa zawartość emiterów gamma wynosi 4E-08, a zawartość strontu-90 wynosi od 2,2E-05 do 1,1E-04. Czystość chemiczna określona w ng/ml dla kationów poszczególnych metali wynosi: dla miedzi<0,155, arsenu<0,214, żelaza<0,056, niklu<0,064 i ołowiu<0,243, cynku=1,16. Itr-90 uzyskany sposobem według wynalazku charakteryzuje się dużą wydajnością znakowania substancji biologicznie czynnych, wynoszącą powyżej 99%.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w dwóch przykładach wykonania i na rysunku, który przedstawia zestaw kolumn do otrzymywania itru-90 w schemacie ogólnym.

P r z y k ł a d 1

Proces otrzymywania itru-90 z roztworu stront-90 + itr-90 prowadzi się w dwóch etapach, z zastosowaniem kwasu solnego. Proces prowadzi się na kolumnach chromatograficznych według schematu przedstawionego na fig. 1. Stosuje się kolumny szklane o średnicy 10 mm i wysokości 200 mm. W pierwszym etapie otrzymywania itru-90 wstępnie oczyszczony stront-90 poddaje się procesowi oczyszczania od pierwiastków z grupy lantanowców na kolumnie 1 chromatograficznej zawierającej w dolnej części sorbent 1 S1 w postaci niejonowego estru poliakrylowego, a w górnej części sorbent

S2 stanowiący ester dwu (2 etyloheksylowy) kwasu ortofosforowego. Przez kolumnę 1 przepuszcza się roztwór stront-90+itr-90 w 0,3 mol dm- kwasie solnym w ilości 10 ml, a następnie kolumnę przemywa się 190 ml 0,3 mol dm- kwasu solnego wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w 2 ml 0,3 mol dm³ kwasu solnego i pozostawia na okres dwu tygodni, do ustalenia stanu równowagi promieniotwórczej. Pozostałe na kolumnie lantanowce wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego o stężeniu 6 mol dm- i objętości 50 ml, a po odparowaniu odrzuca jako odpad stały. Z kolei w drugim etapie prowadzi się proces wydzielania i dalszego oczyszczania itru-90 na kolumnie 2 zawierającej sorbent 1 S1 i sorbent 2 S2 przepuszczając przez kolumnę 10 ml (otrzymanego w pierwszym etapie) roztworu stront-90 + itr-90 w 0,3 mol dm- kwasie solnym. Następnie kolumnę przemywa się porcją 150 ml 0,3 mol dm⁴³ kwasu solnego wypłukując stront-90, który po ustaleniu stanu równowagi promieniotwórczej ponownie stosuje się do otrzymania produktu końcowego. Pozostały na kolumnie 2 itr-90 wypłukuje się roztworem stężonego kwasu solnego 6 mol dm³ o objętości 50 ml, który po odparowaniu i rozpuszczeniu w 2 ml 0,04 mol dm³ kwasu solnego stanowi produkt końcowy w postaci chlorku itru 9°YCl3 w roztworze kwasu solnego o stężeniu 0,04 mol dm³ Czas trwania procesu wynosi 6 godzin. W otrzymanym produkcie końcowym zawartość strontu-90 stanowi 1,1E-05%. Czystość chemiczna określona w ng/ml dla kationów poszczególnych metali wynosi: dla arsenu<0,388, miedzi<0,166, żelaza<0,223, niklu<0,245, ołowiu<0,470, cynku<0,03.

P r z y k ł a d 2

Proces otrzymywania itru-90 z roztworu stront-90 + itr-90 prowadzi się w dwóch etapach z zastosowaniem kwasu azotowego na kolumnach chromatograficznych jak w przykładzie 1. W pierwszym etapie otrzymywania itru-90 wstępnie oczyszczony stront-90 poddaje się procesowi oczyszczania od pierwiastków z grupy lantanowców na kolumnie chromatograficznej zawierającej w dolnej części sorbent 1 S1 w 0,4 mol dm³ kwasie azotowym, a w górnej części sorbent 2 S2 w 0,4 mol dm³ kwasie azotowym. Kolumnę przemywa się 40 ml 0,4 mol dm³ kwasu azotowego. Przez kolumnę przepuszcza się roztwór stront-90 + itr-90 w 0,4 mol dm³ kwasu azotowego w ilości 10 ml, a następne przemywa się ją 130 ml 0,4 mol dm³ kwasu azotowego wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w 10 ml 0,3 mol dm³ kwasu solnego i pozostawia na okres dwu tygodni, do ustalenia stanu równowagi promieniotwórczej. Pozostałe na kolumnie lantanowce wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego 6 mol dm³ o objętości 50 ml, a po odparowaniu odrzuca jako odpad stały. Z kolei w drugim etapie prowadzi się proces wydzielania i dalszego oczyszczania itru-90 na kolumnie zawierającej sorbent 1 S1 i sorbent 2 S2 przepuszczając przez kolumnę 10 ml (otrzymanego w pierwszym etapie) roztworu stront-90 + itr-90 w 0,3 mol dm3 kwasie solnym. Następnie kolumnę przemywa się 130 ml 0,4 mol dm³ kwasu azotowego wypłukując stront-90, który po ustaleniu stanu równowagi pro4

PL 201 238 B1 mieniotwórczej ponownie stosuje się do otrzymania produktu końcowego. Pozostały na kolumnie itr-90 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu azotowego o stężeniu 7 mol dm³ i objętości 40 ml. Otrzymany roztwór odparowuje się do sucha i itr-90 rozpuszcza w 0,3 mol dm kwasie solnym. Operację powtarza się czterokrotnie, po czym roztwór odparowuje się, a uzyskany itr-90 rozpuszcza się w 1 ml 0,05 mol dm3 kwasu solnego. Produkt końcowy ma postać chlorku itru YCl w roztworze kwasu solnego o stężeniu 0,05 mol dm Czas trwania procesu wynosi 7 godzin. W otrzymanym produkcie końcowym zawartość strontu-90 stanowi 3,5E-0,5%. Czystość chemiczna określona w ng/ml dla kationów poszczególnych metali wynosi: dla arsenu<0,05, miedzi<0,004, żelaza<4,87, niklu<0,115, ołowiu<0,802, cynku<0,03.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90 + itr-90 w procesie chromatografii ekstrakcyjnej, w którym stosuje się wstępne oczyszczanie strontu-90 od zanieczyszczeń radionuklidowych chemicznych i substancji organicznych, znamienny tym, że w pierwszym etapie wstępnie oczyszczony stront-90 poddaje się procesowi oczyszczania od pierwiastków z grupy lantanowców, a uzyskany roztwór stront-90 + itr-90 w stanie równowagi promieniotwórczej poddaje się w drugim etapie procesowi wydzielania i dalszego oczyszczania itru-90, z tym że oba etapy prowadzi się na kolumnach (1, 2) chromatograficznych, zawierających w dolnej części niejonowy ester poliakrylowy jako sorbent 1 (S1), zaś w górnej części ester dwu (2 etyloheksylowy) kwasu ortofosforowego jako sorbent 2 (S2) osadzony na sorbencie 1 (S1), a w czasie każdego z tych etapów przepuszcza się przez kolumnę chromatograficzną roztwory stront-90+itr-90 w rozcieńczonym kwasie solnym lub rozcieńczonym kwasie azotowym, kolumny (1, 2) przemywa się rozcieńczonym kwasem solnym lub azotowym wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w małej objętości rozcieńczonego kwasu solnego lub azotowego i pozostawia do ustalenia stanu równowagi promieniotwórczej, przy czym w pierwszym etapie pozostałe na kolumnie (1) lantanowce oraz itr-90 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu solnego lub azotowego, a po odparowaniu odrzuca jako odpad stały, z kolei w drugim etapie pozostały na kolumnie (2) itr-90 wypłukuje się roztworem stężonego kwasu solnego lub azotowego i przygotowuje się produkt końcowy w postaci chlorku itru - YCl w roztworze kwasu solne^go o s^tężenw od ^0,04 mo^{l d}m'^{3 d}o ^0,05 mo^{l d}m'³.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uzyskany w drugim etapie stront-90 po ustaleniu stanu równowagi promieniotwórczej ponownie stosuje się do wydzielania produktu końcowego.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym i drugim etapie przez kolumny (1, 2) chromatograficzne przepuszcza się roztwory stront-90 + itr-90 w kwasie solnym lub azotowym o stężeniu od 0,2 mol dm⁷³ do 0,5 mol dm⁷³, a do wypłukiwania itru-90 stosuje się roztwór kwasu solnego lub azotowego o stężeniu od 4 mol dm- do 8 mol dm