[发明专利]一种生产医用同位素225

说明书

本发明属于医用放射性治疗核素领域，具体涉及一种生产医用同位素²²⁵Ac方法和装置。解决目前生产²²⁵Ac的方法存在的产量低，成本高、过程复杂等问题，用大功率高能电子束转换为韧致辐射轰击²²⁶Ra样品靶，通过光核反应产生²²⁵Ac，最后对²²⁶Ra样品靶进行化学溶解，分离出²²⁵Ac，该方法不仅不需要昂贵的²²⁹Th，而且成本低，简单方便，无放射性废物处理问题。

技术领域

本发明属于医用放射性治疗核素领域，具体涉及一种生产医用同位素²²⁵Ac 方法和装置。

背景技术

随着现代医学对肿瘤诊疗的不断更新和发展，肿瘤的治疗正在向精准化的靶向治疗发展。除了靶向化疗药物外，靶向放射性核素治疗药物越来越受到重视，前景非常广阔。经α粒子释放而衰减的放射性同位素，典型的如²²⁵Ac和²¹³Bi (²¹³Bi是²²⁵Ac的衰变子体)，正迅速成为对肿瘤的诊断和治疗，特别是肿瘤靶向治疗研究的趋势和重点领域，临床前的动物实验研究和初步的临床实践取得了很成功的结果。这主要是因为：1)²²⁵Ac有优良核物理性质，半衰期短(10 天)，且其衰变子体²²¹Fr和²¹⁷At以及²¹³Bi大都是短寿命的α粒子释放体，都能作为肿瘤靶向治疗核素。²²⁵Ac的衰变链如图1所示。2)²²⁵Ac及其子体的释放α粒子的平均能量为6-8MeV，在组织中具有很高线性能量转移(LET)，高LET 辐射的高沉积能量密度导致了大量肿瘤细胞DNA的双链断裂，对肿瘤细胞内 DNA的杀伤效应大。3)这些高LET辐射粒子，LET值一般为80-99keV/μm，在组织中的作用距离很短(约2-100微米，即6-8个细胞范围内)，在这么短的距离内提供几乎所有的能量，所以他们只对肿瘤靶组织有巨大的杀伤，而对肿瘤靶组织周围正常组织几乎无毒副作用。这和目前治疗效果很好的硼中子捕获治疗技术(BNCT)是同样的道理。与使用直接电子束、伽马射线(目前广泛使用的外照射放疗技术)或医疗同位素的辐射治疗(内照射)方法相比，这种治疗方法精准，可大大减少对周围健康组织的损害。4)这些放射性同位素的组织生物效应好，他们能与摄取时间短的多肽和亲和血癌细胞的抗体等有机结合形成很强的肿瘤靶向性。可有效杀死大小在2-120微米范围内的癌细胞。如用一种干扰HER 2/neu受体的单克隆抗体对白血病、淋巴瘤、乳腺、卵巢、神经母细胞瘤和前列腺癌均有效。

²²⁵Ac目前主要是从²³³U衰变的²²⁹Th中提取，如图2，不仅²²⁹Th半衰期很长(T_1/2＝7880y)，而且仅有很少部分转换为²²⁵Ac。由于²³³U全世界的量非常有限，所以宝贵。现在世界范围内²²⁹Th主要有三个来源，可以生产相关的²²⁵Ac。这些来源每一个都要从已经裂变的前体²³³U进行化学分离，过程复杂，放射性废料大。自1997年以来，美国ORNL每年只供应720mCi的高纯度²²⁵Ac；俄罗斯奥宾斯克的物理和电力工程研究所也有类似的供应量；德国Karlsruhe的超铀元素研究所拥有较小的²²⁹Th源，每年只能生产350mCi的²²⁵Ac。导致全球范围内²²⁵Ac供应严重不足，价格高达1百万美元/mCi。所有这些²²⁵Ac即使是支持少数有限临床研究试验，也远远不能满足需求，更不要说临床治疗应用和普遍推广了。