RU2795790C1 - Способ выделения лютеция-177 из облученного иттербия - Google Patents
Способ выделения лютеция-177 из облученного иттербия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795790C1 RU2795790C1 RU2022122116A RU2022122116A RU2795790C1 RU 2795790 C1 RU2795790 C1 RU 2795790C1 RU 2022122116 A RU2022122116 A RU 2022122116A RU 2022122116 A RU2022122116 A RU 2022122116A RU 2795790 C1 RU2795790 C1 RU 2795790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ytterbium
- lutetium
- concentration
- solution
- chromatographic separation
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области ядерной медицины и может быть использовано для получения изотопа 177Lu медицинской чистоты. Предложен способ выделения лютеция 177 из облученного иттербия, включающий повторяющиеся этапы: хроматографическое разделение на колонке, содержащей твердофазный экстрагент на основе 2-этилгексилового эфира 2-этилгексилфосфоновой кислоты, элюированием азотнокислым раствором; концентрирование на колонке, содержащей твердофазный экстрагент на основе N,N'-тетраоктилдигликольдиамида, отличающийся тем, что на этапах хроматографического разделения нанесение исходного раствора и элюирование иттербия проводится раствором азотной кислоты с концентрацией от 1.32 до 1.5 моль/л, а на этапах концентрирования элюирование концентрата лютеция и иттербия проводят раствором цитрата аммония с концентрацией от 0.05 до 0.1 моль/л. Предложенный способ позволяет увеличить коэффициенты очистки на этапах хроматографического разделения лютеция и иттербия и увеличить степень концентрации на этапах концентрирования. 9 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области ядерной медицины и может быть использовано для получения изотопа 177Lu медицинской чистоты.
Получение nca (nca - no-carrier-added, безносительный) 177Lu из облученного 176Yb представляет собой принципиально сложную задачу, поскольку требует отделения микроскопических количеств - 177Lu от макроскопических количеств мишени 176Yb. Например, в реакторе с высоким потоком (~2⋅1015 н⋅см-2⋅сек1) выход 177Lu составляет около 400 мКи на 1 мг 100% обогащенной мишени 176Yb, что соответствует <4 мкг Lu, который необходимо отделить от не активированного материала мишени 176Yb. При уменьшении потока нейтронов до ~1014 н⋅см-2⋅сек1 выход 177Lu уменьшается в ~20 раз, что соответствует ~0,2 нг или ~200 пг 177Lu в 1 мг мишени 176Yb. Кроме того, весь процесс получения nca 177Lu ограничен во времени (≤42 часов) и должен предусматривать регенерацию изотопного иттербия.
Известны способы получения nca 177Lu из облученного 176Yb, основанные на электрохимических процессах, например [1] (Lebedev, N.A.; Novgorodov, A.F.; Misiak, R.; Brockmann, J.; Roesch, F. Radiochemical separation of no-carrier-added 177Lu as produced via the 176Yb(n,γ)177Yb→177Lu process. Appl. Radiat. Isot., 2000, 53, P. 421-425), [2] (Chakravarty, R.; Das, Т.; Dash, A.; Venkatesh, M. An electroamalgamation approach to isolate no-carrier-added 177Lu from neutron irradiated 177Yb for biomedical applications. Nucl. Med. Biol., 2010, 37(7), P. 811-820), ионообменной хроматографии [3] (патент RU2573475, МПК G21G 4/04, G21G 4/08, C01F 17/00, B01J 45/00, опубл. 20.01.2016), жидкостной экстракции [4] (Lahiri, S.; Nayak, D.; Nandy, M.; Das, N.R. Separation of carrier free lutetium produced in proton activated ytterbium with HDEHP. Appl. Radiat. Isot., 1998, 49(8), P. 911-913.), экстракционной хроматографии, например [5] (E.P. Horwitz, D.R. McAlister, A.H. Bond, R.E. Barrans, J.M. Williamson, A process for the separation of 177Lu from neutron irradiated 176Yb targets, Applied Radiation and Isotopes, 63 (2005), P. 23-36). Однако ни один из них в силу различных недостатков не реализован для мишеней более 100 мг.
Наиболее близким к заявляемому способу выделения 177Lu из облученного 176Yb является предложенная в [5] расчетная схема выделения 177Lu из 300 мг облученного 176Yb. В соответствии с этой схемой процесс состоит из повторяющихся этапов экстракционно-хроматографического разделения лютеция и иттербия на колонке с твердофазным экстрагентом на основе 2-этилгексилового эфира 2-этилгексилфосфоновой кислоты (смола LN2) и концентрирования обогащенного по лютецию элюата на колонке с твердофазным экстрагентом на основе N,N'-тетраоктилдигликольдиамида (смола DGA).
Колонки для хроматографического разделения наполняются смолой LN2 с таким расчетом, чтобы количество иттербия составляло на первом этапе менее 8% от полной емкости сорбента, на втором этапе ~1.5% и на третьем этапе менее 0.3%. Каждый этап хроматографического разделения состоит из стадий:
1) сорбции на колонке с LN2 Lu и Yb из раствора нанесения с низкой кислотностью (0.1 М HNO3 или 0.05 М HCl),
2) элюирования большей части иттербия раствором азотной кислоты с концентрацией 1.5 М,
3) элюирования лютеция с оставшимся иттербием 4 М азотной кислотой.
Каждый этап концентрирования обогащенного по лютецию элюата на колонке со смолой DGA состоит из стадий:
1) сорбции иттербия и лютеция из элюата,
2) промывки разбавленной азотной кислотой,
3) элюирования лютеция и иттербия 0.05 М соляной кислотой. Полученный элюат поступает на второй этап хроматографического разделения, оттуда обогащенный по лютецию элюат поступает на второй этап концентрирования, концентрат второго этапа поступает на третий этап хроматографического разделения, на котором происходит окончательное отделение лютеция от иттербия.
В результате на первом этапе хроматографического разделения лютеций очищается от иттербия в 10 раз, элюат концентрируется в 4.5 раза. На втором этапе хроматографического разделения лютеций очищается еще в 150 раз, элюат концентрируется в 5 раз.
Коэффициент очистки (Коч) лютеция от иттербия составляет на первом этапе 10, на втором - 150 и на третьем 1000>Коч>100.
В предложенной схеме имеются существенные недостатки: низкие Коч для указанных загрузок колонок и невысокая степень концентрирования. Указанные недостатки приводят к увеличению количества этапов выделения лютеция, увеличению объемов элюентов.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа, позволяющего при той же или большей загрузке колонок увеличить коэффициенты очистки на этапах хроматографического разделения лютеция и иттербия и увеличить степень концентрации на этапах концентрирования.
Технический результат достигается тем, что способ выделения лютеция-177 из облученного иттербия включает повторяющиеся этапы: хроматографическое разделение на колонке, содержащей твердофазный экстрагент на основе 2-этилгексилового эфира 2-этилгексилфосфоновой кислоты, элюированием азотнокислым раствором; концентрирование на колонке, содержащей твердофазный экстрагент на основе N,N'-тетраоктилдигликольдиамида, отличается тем, что на этапах хроматографического разделения нанесение исходного раствора и элюирование иттербия проводится раствором азотной кислоты с концентрацией от 1.32 до 1.5 моль/л, а на этапах концентрирования элюирование концентрата лютеция и иттербия проводят раствором цитрата аммония с концентрацией от 0.05 до 0.1 моль/л.
Для решения задачи предлагается на каждом этапе хроматографического разделения на стадии нанесения использовать азотнокислый раствор с той же концентрацией кислоты, что и на стадии элюирования большей части иттербия; а на этапах концентрирования использовать колонки с большей загрузкой и на стадии элюирования лютеция и иттербия раствор цитрата аммония.
Пример 1. Этап 1 хроматографического разделения иттербия и лютеция.
На первой стадии на хроматографическую колонку с 3.4 мл смолы LN2 с площадью сечения 0.3421 см2 и высотой наполнения 10 см подали 2.5 мл (1 свободный объем) раствора 0.1 М цитрата аммония в 1.35 М азотной кислоте, содержащий 6 мг иттербия и 0.4 мг лютеция (7% от максимальной емкости).
Затем, на второй стадии колонку промывали 1.35 М азотной кислотой, и отбирали фракции по 1 свободному объему. Фракции анализировали на содержание лютеция и иттербия.
В то время как в прототипе при аналогичной загрузке колонки (7%, первый этап хроматографического разделения) при отборе в полезную фракцию 86.5% Коч=10, то в приведенном примере Коч>65.
Пример 2. Этап 2 хроматографического разделения иттербия и лютеция.
На первой стадии на хроматографическую колонку с 3.4 мл смолы LN2 с площадью сечения 0.3421 см2 и высотой наполнения 10 см подали 2.5 мл (1 свободный объем) раствора 0.1 М цитрата аммония в 1.35 М азотной кислоте, содержащий 2 мг иттербия и 0.15 мг лютеция (2.5% от максимальной емкости).
Затем, на второй стадии колонку промывали 1.35 М азотной кислотой, и отбирали фракции по 1 свободному объему. С фракции 19 элюирование проводили 4 М азотной кислотой (третья стадия). Фракции анализировали на содержание лютеция и иттербия.
Таким образом, если на втором этапе хроматографического разделения иттербия и лютеция по прототипу при загрузке колонки на 1.5% и выходе в полезную фракцию ~92% лютеция Коч равен 150, то по предлагаемому способу при существенно большей загрузке колонки (2.5%) Коч>370 при выходе лютеция в полезную фракцию ~98%.
Пример 3. Этап концентрирования.
На хроматографическую колонку с 10.6 мл смолы DGA с площадью сечения 1.761 см2 и высотой наполнения 6 см подали 400 мл 4М азотной кислоты, содержащий 100 мг Yb. Затем колонку промыли 12 мл 4 М азотной кислотой и иттербий элюировали 12 мл 0.1 М цитрата аммония. Весь иттербий был сконцентрирован в растворе цитрата аммония.
Пример 4. Этап 3 хроматографического разделения иттербия и лютеция.
На первой стадии на хроматографическую колонку с 3.2 мл смолы LN2 с площадью сечения 0.3421 см2 и высотой наполнения 10 см подали 3 мл (1 колоночный объем) раствора 0.1 М цитрата аммония в 1.35 М азотной кислоте, содержащий 1.02⋅108 Бк (~20 мкг, <0.5% от максимальной емкости) иттербия и 3.56⋅109 Бк лютеция (отношение активности Yb/Lu~2.7⋅10-2).
Затем, на второй стадии колонку промывали 1.35 М азотной кислотой, и отбирали фракции по 1 свободному объему. С фракции 19 элюирование проводили 4 М азотной кислотой (третья стадия). Фракции анализировали на содержание лютеция и иттербия.
В полезную фракцию отобрали ~98% лютеция; отношение активности Yb/Lu ~2⋅10-6. то есть коэффициент очистки оказался >1.3⋅104, что существенно больше, чем в прототипе (Коч~1000) на третьем этапе и на колонке с меньшей загрузкой.
Пример 5. Расчетные схемы выделения nca177Lu из 300 и 500 мг мишени облученного 176Yb.
В соответствии с разработанным способом были рассчитаны схемы получения высокочистого лютеция-177 из мишеней облученного иттербия-176 весом 300 и 500 мг (таблицы 8 и 9). Каждый этап схемы был рассчитан на основе экспериментальных данных (см. примеры 1-4), аппроксимированных на соответствующее количество иттербия.
В результате применения разработанного способа при той же загрузке колонки с LN2 на первом этапе хроматографического разделения достигается Коч от 17 до 65 при отборе в полезную фракцию от 85 до 96% лютеция. На первом этапе концентрирования с использованием колонки с DGA с загрузкой 90% достигается степень концентрирования (R) от 33 до 90 в зависимости от количества иттербия. На втором этапе при той же загрузке колонки с LN2, увеличивается Коч с ~150 до 370. Следовательно уменьшается объем колонки с DGA на втором этапе концентрирования. На третий этап поступает меньший объем элюата с меньшим содержанием иттербия и Коч увеличивается до 1.3⋅104.
Claims (1)
- Способ выделения лютеция 177 из облученного иттербия, включающий повторяющиеся этапы: хроматографическое разделение на колонке, содержащей твердофазный экстрагент на основе 2-этилгексилового эфира 2-этилгексилфосфоновой кислоты, элюированием азотнокислым раствором; концентрирование на колонке, содержащей твердофазный экстрагент на основе N,N'-тетраоктилдигликольдиамида, отличающийся тем, что на этапах хроматографического разделения нанесение исходного раствора и элюирование иттербия проводится раствором азотной кислоты с концентрацией от 1,32 до 1,5 моль/л, а на этапах концентрирования элюирование концентрата лютеция и иттербия проводят раствором цитрата аммония с концентрацией от 0,05 до 0,1 моль/л.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2795790C1 true RU2795790C1 (ru) | 2023-05-11 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573475C2 (ru) * | 2011-07-15 | 2016-01-20 | Итм Изотопен Технологиен Мюнхен Аг | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ 177Lu, СВОБОДНЫХ ОТ НОСИТЕЛЯ, А ТАКЖЕ СОЕДИНЕНИЯ 177Lu, СВОБОДНЫЕ ОТ НОСИТЕЛЯ |
RU2704005C1 (ru) * | 2019-04-26 | 2019-10-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт-ПИЯФ) | Способ получения радионуклида Lu-177 |
CN112176193A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种镧系树脂循环洗脱分离Yb-176和Lu-177的方法 |
WO2021202914A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | SHINE Medical Technologies, LLC | Separation of rare earth elements |
RU2763745C1 (ru) * | 2021-06-02 | 2022-01-10 | Акционерное Общество "Государственный Научный Центр - Научно-Исследовательский Институт Атомных Реакторов" | Способ катионообменного выделения радионуклида лютеция-177 из облученного в ядерном реакторе иттербия |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573475C2 (ru) * | 2011-07-15 | 2016-01-20 | Итм Изотопен Технологиен Мюнхен Аг | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ 177Lu, СВОБОДНЫХ ОТ НОСИТЕЛЯ, А ТАКЖЕ СОЕДИНЕНИЯ 177Lu, СВОБОДНЫЕ ОТ НОСИТЕЛЯ |
RU2704005C1 (ru) * | 2019-04-26 | 2019-10-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт-ПИЯФ) | Способ получения радионуклида Lu-177 |
WO2021202914A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | SHINE Medical Technologies, LLC | Separation of rare earth elements |
CN112176193A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种镧系树脂循环洗脱分离Yb-176和Lu-177的方法 |
RU2763745C1 (ru) * | 2021-06-02 | 2022-01-10 | Акционерное Общество "Государственный Научный Центр - Научно-Исследовательский Институт Атомных Реакторов" | Способ катионообменного выделения радионуклида лютеция-177 из облученного в ядерном реакторе иттербия |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
E.P. Horwitz et al. A process for the separation of 177Lu from neutron irradiated 176Yb targets // Applied radiation and isotopes. - 2005. V. 63. - P. 23-36. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210387861A1 (en) | Isotope preparation method | |
Horwitz et al. | A process for the separation of 177Lu from neutron irradiated 176Yb targets | |
US5368736A (en) | Process for the separation and purification of yttrium-90 for medical applications | |
JP4162141B2 (ja) | 水溶液中の金属元素イオンの分離方法および装置 | |
JP5969462B2 (ja) | 医薬許容純度の223Ra試薬の製造方法 | |
AU2011247361A1 (en) | Isotope preparation method | |
US6998052B2 (en) | Multicolumn selectivity inversion generator for production of ultrapure radionuclides | |
AU2011247362A1 (en) | Isotope production method | |
Pichestapong et al. | Separation of Yttrium-90 from Strontium-90 by extraction chromatography using combined Sr resin and RE resin | |
RU2795790C1 (ru) | Способ выделения лютеция-177 из облученного иттербия | |
DK170315B1 (da) | Strontium-82/rubidium-82 generator | |
Horwitz et al. | The separation of milligram quantities of americium and curium by extraction chromatography | |
EP1499412B1 (en) | Production of ultrapure radionuclides by means of multicolumn selectivity inversion generator | |
Chattopadhyay et al. | Separation of pertechnetate from molybdate by anion-exchange chromatography: recovery of 99mTc from (n, γ) 99Mo and suitability for use in central radiopharmacy (CRPh) | |
RU2778249C1 (ru) | Способ генераторного получения висмута-213 через отделение и распад франция-221 | |
Das et al. | Reversed phase chromatographic separation of zirconium, niobium and hafnium tracers with HDEHP | |
RU2803641C1 (ru) | Способ получения радиоизотопа тербий-161 | |
IL34751A (en) | Production of fission product technetium 99-m generator | |
Shapovalov et al. | Extraction-chromatographic isolation of 90 Y for medical purposes | |
CN112789691B (zh) | 由含钍-228及其子体的水溶液生产铅-212的方法 | |
RU1837949C (ru) | Способ получени генератора радиоактивного изотопа | |
Kubota et al. | Preparation of 99 Mo, 132 Te isotopes and 99m Tc, 132 I generators | |
JP2022138042A (ja) | 目的核種の生成方法 | |
Shapovalov et al. | A semicountercurrent extraction generator of 90 Y | |
Deptula et al. | Quality control methods of strontium chloride {sup 89} SrCl {sub 2}, radiopharmaceutical for palliative treatment of bone metastases |