RU2403640C2 - СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 - Google Patents
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2403640C2 RU2403640C2 RU2008150292/06A RU2008150292A RU2403640C2 RU 2403640 C2 RU2403640 C2 RU 2403640C2 RU 2008150292/06 A RU2008150292/06 A RU 2008150292/06A RU 2008150292 A RU2008150292 A RU 2008150292A RU 2403640 C2 RU2403640 C2 RU 2403640C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- molybdenum
- technetium
- generator
- hcl
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиохимии, в частности к способам получения технеция-99m для медицины. Сущность изобретения: определяют предельную удельную массу кислоты mп К, необходимую для полного прекращения ее взаимодействия с оксидом алюминия. Количество кислоты mHCl, требуемое для обработки оксида алюминия массой mOX, рассчитывают из соотношения mHCl=mп К·mOX. После проведения соответствующих расчетов обрабатывают оксид алюминия кислотой, вносят его в хроматографическую колонку и наносят на него раствор молибдена. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы генератора технеция-99m в части предотвращения проскока молибдена в элюат за счет достижения максимальной сорбционной емкости используемого оксида. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области радиохимии, в частности к способам получения технеция-99m для медицины.
Короткоживущий радионуклид технеций-99m (99mTc) является дочерним продуктом β-распада изотопа молибдена-99 (99Мо). Для его быстрого отделения от Мо и последующего медицинского применения чаще всего используются малогабаритные устройства - хроматографические генераторы технеция [например, Патент RU №2171512 С2, 27.07.2001]. Они представляют собой небольшую хроматографическую колонку, заполненную сорбентом (оксид алюминия), на которую наносят молибден-99. Все это вместе с подводящими и отводящими иглами-коммуникациями помещается в защитный контейнер и транспортируется в медицинские учреждения, где элюирование технеция-99m из генератора осуществляют 0,9% раствором натрия хлорида (физраствор) в виде готового препарата для внутривенного введения - натрия пертехнетата, 99mTc.
Для «зарядки» генераторов требуется 99Мо с высокой удельной активностью. В мировой практике, в том числе и в России, его выделяют из продуктов деления урана-235. При таком способе производства образуется большое количество сопутствующих радиоактивных долгоживущих отходов, представляющих высокую экологическую опасность и требующих последующей переработки и утилизации. Альтернативный и практически безотходный способ получения 99Мо состоит в облучении нейтронами реактора молибденовых мишеней природного состава или обогащенных по молибдену-98, реакция 98Mo(n,γ)99Mo. При среднем потоке тепловых нейтронов 1·1014 н/см2·с из обогащенных мишеней может быть получена удельная активность 99Mo 6-8 Ки/г, что, в принципе, достаточно для производства хроматографических генераторов.
Подобная технология была реализована в СССР на реакторе ИЯФ АН Уз ССР в начале 90-х годов, а также в 2003 г. в России на реакторе ИРТ-Т НИИ ядерной физики при Томском политехническом университете, где для повышения удельной активности 99Mo по реакции 98Mo(n,γ)99Mo использовались каналы реактора с высоким содержанием в нейтронном спектре резонансных нейтронов [Ryabchikov A.I, Skuridin V.S., Nesterov E.A., Chibisov E.V., Golovkov V.M.. Obtaining Molybdenum-99 in Research Reactor IR-T With Using Resonance Neutrons // Nuclear Instruments and Methods in Phys. Res., 2004, В 213, p.364-368].
В облученных молибденовых мишенях на каждый образовавшийся нуклид 99Mo приходится примерно 104-10-5 атомов стабильного молибдена-98-носителя. Поэтому для изготовления из такого сырья генератора с высокой активностью технеция-99m 0,5 Ки (18,5 ГБк) и более на колонку генератора необходимо адсорбировать большую массу молибдена порядка 200 мг.
Количество молибдена, которое может быть нанесено на колонку генератора, определяется произведением сорбционной емкости оксида по молибдену W на его массу mOX. Увеличение массы оксида в колонке, а следовательно, и ее габаритов, крайне нежелательно, поскольку это приводит к увеличению ширины элюационного профиля генератора и, в конечном итоге, к снижению объемной активности препарата технеция-99м. В этой связи на практике задача повышения адсорбированной массы молибдена чаще решается за счет подбора подходящего сорбента и его подготовки к адсорбции. Как правило, такая подготовка состоит в кислотной обработке оксидов алюминия Al2O3, в результате чего происходит активация их поверхности с образованием активных центров адсорбции, на которых в зависимости от pH среды создаются гетерокомплексы с различным количеством атомов молибдена. Несмотря на важность этой операции, до настоящего времени отсутствуют какие-либо критерии, которые бы позволяли точно определять требуемое для обработки выбранного оксида количество кислоты, которое бы обеспечивало его максимальную сорбционную емкость. В известных способах оксиды закисляют в достаточно широких диапазонах pH: от 6 до 1. Например, в способе по GB №1365405 (А), МПК G21G 56/00. - 1974, Генератор радиоактивных изотопов и способ их получения для активации сорбента через колонку пропускают соляную или азотную кислоту с pH 1,6-1,7, а после - «фиксирующий» раствор уксусной кислоты или ацетата с pH в пределах 2,8-7,0.
По способу, предложенному в работе Abrashkin S., Heller-Grossman L., Schafferman A., Davis M.A. 99mTc Generators: the Influence of the Radiation Dose on the Elution Yield // Int. J. Appl. Radiat. Isot. - 1978. - No 29. - P.395, нейтральный оксид алюминия (фирмы Fluka 507С) промывают 1М и 0,1 М растворами соляной кислоты до рН=4. Известен также способ [Molinski V.J. A Review of 99mTc Generator Technology // Int. J. Appl. Radiat. Isot. - 1982. -v.33. - p.811-819], в соответствии с которым оксид алюминия перед проведением адсорбции молибдена обрабатывают 0,1 М раствором HCl или HNO3 до pH 1-2. После проведения зарядки генератора раствором полимолибдата с pH 3±0,5 колонку дополнительно промывают 100 мл 0,1 М раствора HCl и проводят элюирование генератора 75 мл физраствора. На последней стадии генераторы, у которых обнаруживается «проскок» молибдена в элюат, отбраковывают. Недостаток способа так же, как и всех приведенных выше аналогов, состоит в том, что он не гарантирует надежного связывания молибдена на сорбенте в силу неопределенности конечного состояния оксида после его обработки кислотой.
Известен способ изготовления хроматографического генератора технеция-99m из облученного нейтронами молибдена-98 авторов настоящей заявки, выбранный в качестве прототипа [Патент РФ N 2276102 от 29.11.04, Бюл. N 13, 2006], в котором решается задача определения массы молибдена, обеспечивающей требуемую активность технеция-99m, выделяемого из генератора. В соответствии с этим способом всю партию оксида алюминия перед его загрузкой в колонки и проведением адсорбции молибдена обрабатывают раствором соляной кислоты и отмывают водой до рН=3 промывных вод. В этом способе также отсутствует обоснование выбора количества кислоты, что и определяет его недостаток.
Таким образом, до настоящего времени остается нерешенной задача определения необходимого и достаточного количества кислоты для обработки оксида алюминия перед проведением адсорбции молибдена, которая бы обеспечивала максимальную сорбционную емкость выбранного оксида.
Технический результат от предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности работы генератора в части предотвращения проскока молибдена в элюат за счет достижения максимальной сорбционной емкости используемого оксида.
Поставленная техническая задача решается следующим образом. Так же, как и в известном способе-прототипе изготовления хроматографического генератора технеция-99m из облученного нейтронами молибдена-98, обрабатывают оксид алюминия кислотой, вносят навеску оксида алюминия в хроматографическую колонку и наносят на него раствор молибдена. В отличие от прототипа предварительно определяют предельную удельную массу кислоты mп К, необходимую для полного прекращения ее взаимодействия с оксидом алюминия, а затем обрабатывают весь оксид алюминия кислотой из расчета
mHCl=mп К·mOX,
где mHCl - количество кислоты, требуемое для обработки оксида алюминия с массой mOX.
Осуществление заявленного способа рассмотрим на конкретном примере. Хроматографический оксид алюминия (Al2O3) для колоночной хроматографии (0,063-0,200 мм) фирмы «Мерк» в количестве mOX=8,155 г вносят в колонку генератора. Затем через колонку порциями объемом 5-6 мл пропускают 0,05-0,06 М раствор HCl (рН=1,28) с последующим измерением величины pH прошедших растворов для определения в них количества непрореагировавшей кислоты. Массу поглощенной оксидом кислоты для каждой пропущенной порции раствора рассчитывают из уравнения
где С0 и CK - концентрации кислоты HCl в растворе до и после его пропускания через колонку с оксидом соответственно; Vi - объем пропущенной i-й порции раствора.
На основании полученных данных строят зависимость изменения поглощенного оксидом количества кислоты от ее общего введенного количества, из которой определяют предельную массу кислоты на 1 г оксида, требуемую для полного прекращения ее взаимодействия с оксидом.
На фиг.1 показана зависимость изменения pH элюатов от объема пропущенной кислоты, а на фиг.2 - рассчитанная по этим данным зависимость изменения поглощенного оксидом количества кислоты от ее общего введенного количества.
На кривой фиг.1 присутствует участок с резким изменением pH от 4 до 1,28. Этому участку на зависимости фиг.2 соответствует область изменения поглощенного количества кислоты от mп 0=3,2·10-4 до mп К=3,95·10-4 моль на 1 г оксида, где первое значение соответствует началу замедления реакции, а второе - ее полному прекращению. Проведенные нами исследования показали, что подобные характерные участки с резким скачком в области рН=4 наблюдаются при кислотной обработке любых хроматографических оксидов как отечественных, так и зарубежных фирм.
Последующее изучение величины адсорбции молибдена на оксидах, обработанных различным количеством кислоты до начала замедления ее поглощения и в пределах от mп 0 до mп К, показало, что максимум адсорбции достигается при массе кислоты, соответствующей mп К. При этом, по мере снижения количества кислоты до mп 0 и в более низкую область, начинает наблюдаться «проскок» молибдена в элюат при любой его адсорбированной массе. Отсюда был сделан вывод, что в точке начала замедления реакции (mп 0) начинают формироваться некоторые новые активные центры, на которых осуществляется устойчивая хемосорбция молибдена взамен менее устойчивой физической, обусловленной силами Ван-дер-Ваальса.
Для подтверждения высказанных положений ниже приводятся результаты экспериментального определения сорбционной емкости рассматриваемого оксида от количества поглощенной им кислоты. Из зависимости фиг.3 следует, что максимум адсорбции достигается при mп К=3,95·10-4 моль/г с последующим экспоненциальным снижением по мере приближении к mп 0=3,2·10-4 моль/г. Далее наблюдается еще более резкое падение, что и подтверждает заявляемые положения.
Для получения этой зависимости навески оксидов массой 10 г были напрямую обработаны в отдельных стаканах 0,055 М раствором НСl. Объемы растворов выбирались с тем расчетом, чтобы в них содержались заданные количества кислоты: 2,6; 3,2; 3,4; 3,7 и 3,95·10-4 моль на 1 г оксида. Для навесок 10 г общие количества соляной кислоты mHCl соответственно составляли 26; 32; 34; 37 и 3,95·10-4 моль, а объемы растворов VHCl=mHCl/0,055: 47,3; 58,2; 61,8; 67,3 и 71,8 мл.
Контроль за ходом реакции взаимодействия от ее начала до полного прекращения осуществляли с помощью pH-метра. Процесс считался законченным, когда рН раствора над оксидом достигал значения 4 (1·10-4 моль/л). После этого растворы отфильтровывали, а оксиды сушили при 110°С в течение 2 ч. Затем навески оксидов массой 7, 8 г помещали в подготовленные хроматографические колонки и проводили их «зарядку», пропуская через них порциями по 0,2 мл раствор полимолибдата, 99Мо (рН=3) с концентрацией по молибдену 0,3 г/мл до момента проскока 99Мо через колонки. После колонки промывали водой по 20 мл и физраствором по 15 мл.
Величину сорбционной емкости W рассчитывали по уравнению
где A0 и AП - объемные активности 99Мо в исходном растворе полимолибдата и промывных водах соответственно; V1 - объем пропущенного через колонку раствора полимолибдата; V2 - объем промывных вод.
Последующее элюирование полученных генераторов физраствором объемом 20 мл показало, что содержание молибдена в препарате, выделенном из генератора с максимальной адсорбционной емкостью оксида алюминия, достигнутой при его обработке mHCl=3,95·10-4 моль на 1 г оксида, составляет 0,1 мкг/мл при норме 0,2 мкг/мл, а при mHCl=3,210-4 моль на 1 г оксида - 2,7 мкг/мл.
Предлагаемый способ позволяет провести оптимизацию условий подготовки сорбентов и предотвратить проскок молибдена в элюат.
Claims (1)
- Способ изготовления хроматографического генератора технеция-99m из облученного нейтронами молибдена-98, включающий обработку оксида алюминия кислотой, внесение навески оксида алюминия в хроматографическую колонку и последующее нанесение на него раствора молибдена, отличающийся тем, что предварительно определяют предельную удельную массу кислоты mп к, необходимую для полного прекращения ее взаимодействия с оксидом алюминия, а затем обрабатывают весь оксид алюминия кислотой из расчета:
mHCl=mп к·mOX,
где mHCl - количество кислоты, требуемое для обработки оксида алюминия с массой mOX.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150292/06A RU2403640C2 (ru) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150292/06A RU2403640C2 (ru) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008150292A RU2008150292A (ru) | 2010-06-27 |
RU2403640C2 true RU2403640C2 (ru) | 2010-11-10 |
Family
ID=42683118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008150292/06A RU2403640C2 (ru) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2403640C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463075C1 (ru) * | 2011-07-01 | 2012-10-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА |
RU2543654C1 (ru) * | 2013-11-29 | 2015-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА |
EA022560B1 (ru) * | 2013-01-09 | 2016-01-29 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский научно-исследовательский институт онкологии" (Томский НИИ онкологии) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА НА ОСНОВЕ ГАММА-ОКСИДА АЛЮМИНИЯ |
RU2616669C1 (ru) * | 2015-12-17 | 2017-04-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 |
RU2642485C1 (ru) * | 2016-12-30 | 2018-01-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ изготовления хроматографического генератора технеция-99m облученным нейтронами молибденом-98 |
-
2008
- 2008-12-18 RU RU2008150292/06A patent/RU2403640C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЛИНКА П.Л. Общая химия. - М.: Госхимиздат, 1952, стр.268. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463075C1 (ru) * | 2011-07-01 | 2012-10-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА |
EA022560B1 (ru) * | 2013-01-09 | 2016-01-29 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский научно-исследовательский институт онкологии" (Томский НИИ онкологии) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА НА ОСНОВЕ ГАММА-ОКСИДА АЛЮМИНИЯ |
RU2543654C1 (ru) * | 2013-11-29 | 2015-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА |
RU2616669C1 (ru) * | 2015-12-17 | 2017-04-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 |
RU2642485C1 (ru) * | 2016-12-30 | 2018-01-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ изготовления хроматографического генератора технеция-99m облученным нейтронами молибденом-98 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008150292A (ru) | 2010-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210387861A1 (en) | Isotope preparation method | |
AU2011247361A1 (en) | Isotope preparation method | |
RU2403640C2 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 | |
RU2490737C1 (ru) | Способ получения радиоизотопа молибден-99 | |
Z Soderquist et al. | Production of high-purity radium-223 from legacy actinium-beryllium neutron sources | |
Mikolajczak et al. | Reactor produced 177 Lu of specific activity and purity suitable for medical applications | |
Castillo et al. | Production of large quantities of 90Y by ion-exchange chromatography using an organic resin and a chelating agent | |
Vasiliev et al. | 225Ac/213Bi generator based on inorganic sorbents | |
Park et al. | Lu-177 preparation for radiotherapy application | |
Muzzarelli et al. | Separation of zirconium, niobium, cerium and ruthenium on chitin and chitosan columns for the determination of cesium in nuclear fuel solutions | |
Skuridin et al. | A procedure for sorbent pretreatment for the production of high-activity 99 Mo/99 m Tc generators based on enriched 98 Mo | |
RU2276102C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 | |
Bokhari et al. | Separation of no-carrier-added arsenic-77 from neutron irradiated germanium | |
Hassanein et al. | Separation of carrier-free 64, 67 Cu radionuclides from irradiated zinc targets using 6-tungstocerate (IV) gel matrix | |
Cusnir et al. | Solid-phase extraction of 225Ac using ion-imprinted resin and 243Am as a radioactive tracer for internal dosimetry and incorporation measurements | |
Haney et al. | Rapid quantitation of uranium from mixed fission product samples | |
RU2616669C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 | |
Munir et al. | Influence of GA Siwabessy Reactor Irradiation Period on The Molybdenum-99 (99Mo) Production by Neutron Activation of Natural Molybdenum to Produce Technetium-99m (99mTc) | |
RU2403641C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99m ИЗ ОБЛУЧЕННОГО НЕЙТРОНАМИ МОЛИБДЕНА-98 | |
El-Absy et al. | 137 Cs/137m Ba radioisotope generator based on 6-tungstocerate (IV) column matrix | |
Arai et al. | Radionuclide separation | |
Injarean et al. | Process for Separation of Y-90 from Sr-90 in HNO3 Using Combined Solvent Impregnated Resins of D2EHPA/Dodecane and CMPO/TBP | |
Chao et al. | Determination of 129I in 131I-pharmaceuticals Produced in THOR | |
Ashrapov et al. | Development of a Stationary Chromatography Radionuclide Generator of Technetium-99m | |
El-Kolaly et al. | Spent 99Mo/99mTc generator as an economical source of 99Mo |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191219 |