PL B1. Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Izotopów POLATOM,Świerk,PL BUP 12/05

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. G21G 4/08 ( ) C01F 17/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób otrzymywania itru-90 do celów medycznych z roztworu stront-90+itr-90 (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 03/09 (73) Uprawniony z patentu: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Izotopów POLATOM,Świerk,PL (72) Twórca(y) wynalazku: Czesław Deptuła,Warszawa,PL Alina Markiewicz,Otwock,PL Wawrzyniec Polak,Karczew,PL (74) Pełnomocnik: Tyszka Teresa PL B1 (57) 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 - 90 YCl 3 w roztworze kwasu solnego o stężeniu od 0,04 mol dm -3 do 0,05 mol dm -3.

2 2 PL 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 μg/ml do poniżej 10.0 μg/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 ,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 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 -3 roztworu kwasu azotowego. W drugim etapie prowadzi się wydzielanie i oczyszczenie itru-90 z roztworu 3 mol dm -3 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 -3 do 0,5 mol dm -3. Następnie kolumnę przemywa się rozcieńczonym kwasem solnym lub azotowym o stężeniu od 0,2 mol dm -3 do 0,5 mol dm -3 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 wy-

3 PL B1 3 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 dm -3 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 dm -3 do 8 mol dm -3 i przygotowuje się produkt końcowy w postaci chlorku itru 90 YCl 3 w roztworze o stężeniu od 0,04 mol dm -3 do 0,05 mol dm -3 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 i 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 μg/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 2 S2 stanowiący ester dwu (2 etyloheksylowy) kwasu ortofosforowego. Przez kolumnę 1 przepuszcza się roztwór stront-90+itr-90 w 0,3 mol dm -3 kwasie solnym w ilości 10 ml, a następnie kolumnę przemywa się 190 ml 0,3 mol dm -3 kwasu solnego wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w 2 ml 0,3 mol dm -3 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 -3 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 -3 kwasie solnym. Następnie kolumnę przemywa się porcją 150 ml 0,3 mol dm -3 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 dm -3 o objętości 50 ml, który po odparowaniu i rozpuszczeniu w 2 ml 0,04 mol dm -3 kwasu solnego stanowi produkt końcowy w postaci chlorku itru 90 YCl 3 w roztworze kwasu solnego o stężeniu 0,04 mol dm -3. Czas trwania procesu wynosi 6 godzin. W otrzymanym produkcie końcowym zawartość strontu-90 stanowi 1,1E-05%. Czystość chemiczna określona w μg/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 dm -3 kwasie azotowym, a w górnej części sorbent 2 S2 w 0,4 mol dm -3 kwasie azotowym. Kolumnę przemywa się 40 ml 0,4 mol dm -3 kwasu azotowego. Przez kolumnę przepuszcza się roztwór stront-90 + itr-90 w 0,4 mol dm -3 kwasu azotowego w ilości 10 ml, a następne przemywa się ją 130 ml 0,4 mol dm -3 kwasu azotowego wypłukując stront-90, który po odparowaniu rozpuszcza się w 10 ml 0,3 mol dm -3 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 dm -3 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 dm -3 kwasie solnym. Następnie kolumnę przemywa się 130 ml 0,4 mol dm -3 kwasu azotowego wypłukując stront-90, który po ustaleniu stanu równowagi pro-

4 4 PL B1 mieniotwórczej ponownie stosuje się do otrzymania produktu końcowego. Pozostały na kolumnie itr-90 wypłukuje się stężonym roztworem kwasu azotowego o stężeniu 7 mol dm -3 i objętości 40 ml. Otrzymany roztwór odparowuje się do sucha i itr-90 rozpuszcza w 0,3 mol dm -3 kwasie solnym. Operację powtarza się czterokrotnie, po czym roztwór odparowuje się, a uzyskany itr-90 rozpuszcza się w 1 ml 0,05 mol dm -3 kwasu solnego. Produkt końcowy ma postać chlorku itru 90 YCl 3 w roztworze kwasu solnego o stężeniu 0,05 mol dm -3. Czas trwania procesu wynosi 7 godzin. W otrzymanym produkcie końcowym zawartość strontu-90 stanowi 3,5E-0,5%. Czystość chemiczna określona w μg/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. 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 - 90 YCl 3 w roztworze kwasu solnego o stężeniu od 0,04 mol dm -3 do 0,05 mol dm 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 dm -3 do 0,5 mol dm -3, a do wypłukiwania itru-90 stosuje się roztwór kwasu solnego lub azotowego o stężeniu od 4 mol dm -3 do 8 mol dm -3.

5 PL B1 5 Rysunek

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.