近期,中國科學(xué)院近代物理研究所核化學(xué)室秦芝研究員團(tuán)隊(duì),利用蘭州重離子研究裝置(HIRFL)提供的束流轟擊金屬釷靶,采用自主研制自動化分離設(shè)備,成功制備醫(yī)用同位素錒-225。相關(guān)成果申請授權(quán)了一項(xiàng)發(fā)明專利《一種分離Ac-225的自動化處理裝置及其操作方法》(專利號:ZL 2021 1 0168480.2)。
作為可應(yīng)用于腫瘤靶向α粒子療法的放射性同位素,錒-225具有匹配腫瘤靶向治療非常好的半衰期,其較高的線性能量傳遞值能夠有效打斷DNA雙鏈,在殺死癌細(xì)胞的同時,對周圍健康組織損傷極小,因此被廣泛地用于治療小體積腫瘤和多種轉(zhuǎn)移性癌癥。國際上用于臨床研究或藥物合成用的錒-225同位素主要利用釷--229衰變產(chǎn)生,每年產(chǎn)量不足2.5居里,而我國全部依賴進(jìn)口。高能質(zhì)子輻照天然釷靶生產(chǎn)錒-225是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的有效技術(shù)途徑之一,但是該方法中的散裂反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜,幾乎覆蓋半個元素周期表包含近400多種核素,使得化學(xué)分離純化工作具有極大的挑戰(zhàn)性。
秦芝團(tuán)隊(duì)利用蘭州重離子研究裝置(HIRFL)提供的束流轟擊金屬釷靶,打通了醫(yī)用同位素錒-225的化學(xué)分離純化流程,并采用自主設(shè)計(jì)加工的自動化分離系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了醫(yī)用同位素錒-225的高效、可重復(fù)的批量化分離純化,成功避免了繁瑣的手動操作和高劑量放射性對操作人員帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)驗(yàn)表明,該工藝流程可有效剔除其它散裂雜質(zhì),使錒-225產(chǎn)品的放射性純度達(dá)到94.7%,兩次實(shí)驗(yàn)共分離出錒-225約13.5微居。秦芝團(tuán)隊(duì)隨后利用分離純化后的錒-225成功開展了靶向藥物錒-225-PSMA617的標(biāo)記,并開展了前列腺癌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。
秦芝團(tuán)隊(duì)下一步將在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提高束流強(qiáng)度,嘗試進(jìn)一步提高錒-225產(chǎn)額,為后期近代物理所和甘肅省同位素實(shí)驗(yàn)室的錒-225的量產(chǎn)和平臺建設(shè)與示范奠定基礎(chǔ)。
圖1:錒-225自動化分離流程示意圖
圖2:錒-225產(chǎn)品的γ能譜圖
該研究得到了中國科學(xué)院“西部之光”項(xiàng)目和甘肅省同位素實(shí)驗(yàn)室的資助。
(蘭州重離子研究裝置 供稿)