專利名稱:從的制作方法
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種從鍶-90和其它痕量元素以及雜質(zhì)中分離并提純多居里量(multi-curie quantity)釔-90，同時(shí)使鍶的損失和廢棄物的產(chǎn)生量最小化的新方法。
盡管，眾所周知90Y適用于免疫放射療法，但是科學(xué)家和醫(yī)生在使用90Y用于醫(yī)療時(shí)已經(jīng)遇到許多困難，因?yàn)槿鄙俜蛛x純度足夠的90Y同時(shí)使放射性Sr的損失最小化并不產(chǎn)生大量廢液的經(jīng)濟(jì)有效的方法。下列在分離和提純90Y中非獨(dú)有的、非窮舉困難列舉已經(jīng)限制了90Y用于醫(yī)療。盡管90Y的半衰期和衰變方式適于各種放射治療用途，但是必須能制造足夠多居里量的90Y。而且，在90Y能夠安全地用于臨床應(yīng)用之前，90Y必須基本不含90Sr和任何其它痕量元素。90Y中90Sr的量至少小于10-7，因?yàn)?0Sr可以抑制骨髓制造。90Y也必須不含任何痕量元素，例如Ca、Cu、Fe、Zn和Zr，及其它雜質(zhì)，因?yàn)楹哿吭赝ㄟ^(guò)與結(jié)合部位的90Y競(jìng)爭(zhēng)會(huì)干擾放射性標(biāo)記過(guò)程。必須以經(jīng)濟(jì)有效的方式克服所有這些困難，同時(shí)使貴重的放射性Sr的損失最小化并不產(chǎn)生大量廢物。
過(guò)去，已經(jīng)通過(guò)溶劑萃取、離子交換、析出和各種形式的色譜法從90Sr中分離出90Y，所有的方法都沒(méi)能以經(jīng)濟(jì)有效的方式分離足夠數(shù)量和純度的90Y，所述的經(jīng)濟(jì)有效的方式使放射性Sr的損失最小化且不產(chǎn)生大量廢液。許多工序都使用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(例如，Dowex 50)保留(retain)90Sr，同時(shí)用水溶液，例如乳酸鹽、乙鹽酸、檸檬酸鹽、乙二酸鹽或EDTA洗脫90Y。已經(jīng)建議將這些工序中的一部分作為90Y發(fā)生器系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
美國(guó)專利No.5,100,585和美國(guó)專利No.5,344,623描述了從含其它裂變產(chǎn)物的酸性料液中回收鍶和锝的方法。
另一種從90Sr中分離90Y的方法包括使用十二烷中的雙2-乙基己基磷酸從稀釋的90Sr/90Y的酸溶液中萃取90Y。此步驟的缺點(diǎn)在于具有有限的發(fā)生器壽命和在90Sr原料中積累輻射分解的副產(chǎn)品。此方法還有以下缺點(diǎn)，需要反復(fù)反萃取(stripping)最初的萃取劑溶液以減少痕量雜質(zhì)以及反復(fù)洗滌原料液以破壞溶解的有機(jī)磷酸鹽。
Kanapilly和Newton(1971)已經(jīng)描述了通過(guò)以磷酸鹽的形式析出90Y而從90Sr中分離多居里量的90Y的方法。然而，此方法需要加入非放射性的釔作為載體，這會(huì)產(chǎn)生并非明顯無(wú)載體的90Y，因此此方法不適于位置特定結(jié)合。此現(xiàn)有技術(shù)及其它現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了只加入非放射性的釔。此現(xiàn)有技術(shù)及其它現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有教導(dǎo)要加入非放射性的鍶。實(shí)際上，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)不要加入非放射性的鍶。
美國(guó)專利5,368,736描述了從90Sr的原料液中分離90Y的方法。將90Sr溶液儲(chǔ)存足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使90Y向內(nèi)生長(zhǎng)(ingrowth)。此方法教導(dǎo)了在該方法的初期利用一系列Sr選擇性柱。主要的缺點(diǎn)在于必須從每一個(gè)鍶選擇性萃取色譜柱中反萃取出90Sr，因?yàn)?0Sr是很貴并且必須回收它以使新的90Y生長(zhǎng)。
不幸的是，上述各種方法都有一個(gè)或多個(gè)下列缺點(diǎn)。這些方法的第一個(gè)缺點(diǎn)是痕量元素的濃度太高，從而痕量元素與90Y競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合部位，導(dǎo)致90Y標(biāo)記減少。因此，必須在標(biāo)記抗體之前除去痕量元素和其它雜質(zhì)或進(jìn)行后標(biāo)記提純。第二個(gè)缺點(diǎn)是由于輻射損傷使離子交換樹(shù)脂逐漸喪失能力。因此，認(rèn)為離子交換只適于提純并分離低居里量(subcruie)的90Y，其小于臨床應(yīng)用所需的多居里量的90Y。第三個(gè)缺點(diǎn)是以可接受的純度和數(shù)量分離Y同時(shí)使90Sr的損失最小化通常需要使用一系列長(zhǎng)的離子交換柱和不實(shí)用的大體積的洗脫液。仍然需要存在一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，該方法分離數(shù)量和質(zhì)量足夠的90Y而不使用一系列的90Sr選擇性萃取色譜柱，同時(shí)使90Sr的損失最小化，并不產(chǎn)生大量廢物和不使用大體積的洗脫液。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)高選擇性且有效的Sr析出步驟并使用Y選擇樹(shù)脂但不是Sr選擇樹(shù)脂而從Sr中分離90Y。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種從Sr中分離90Y的方法，其中90Y中的90Sr活性下降＞107。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種分離90Y的方法，其中90Y的總回收率＞95％。而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種分離90Y的方法，其中90Sr的總回收率＞99.9％，并每個(gè)處理操作(processing run)具有提高的純度。而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種快速分離90Y的方法，因此廢物產(chǎn)生和輻射損傷得以最小化。
圖2說(shuō)明與
圖1相似的分離90Y的單柱排列，不同之處在于釔選擇性萃取色譜柱含二烷基膦酸而不是烷基烷基膦酸。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述圖1描述了只用一個(gè)色譜柱分離純度足夠并且是多居里量的90Y的簡(jiǎn)化新方法，該方法同時(shí)使放射性90Sr的損失最小化。最初，通過(guò)鍶從硝酸低共熔物(16M)中以硝酸鹽析出而從約99.7％的90Sr中分離90Y。基本上所有的釔和所有的三價(jià)鐵和鋯一起剩余在溶液中，同時(shí)有選擇性地沉淀出鍶。為了減少貴重的90Sr損失到釔上層清液中并增加操作放射性多居里量90Y的容易性，向90Sr中加入穩(wěn)定的鍶。最初的90Sr/90Y原料液中存在的至少80到90質(zhì)量％的鍶應(yīng)該是穩(wěn)定的Sr，即86，87，88Sr同位素。要求鍶質(zhì)量的80-90％是穩(wěn)定的鍶同位素，與放射性的90Sr相反，會(huì)降低混合物的比活性。如果要求90Y適用于放射治療，使90Sr的量最小化是關(guān)鍵的。當(dāng)存在大量90Sr時(shí)，需要更多的步驟和原料分離并提純90Y。例如，在美國(guó)專利5,368,736公開(kāi)的方法中使用了三個(gè)Sr選擇色譜柱。相反，使放射性90Sr量最小化的此新方法不需要任何90Sr選擇色譜法。因此，此新方法節(jié)省資金、空間、時(shí)間并減少?gòu)U物，同時(shí)減少90Sr的污染。
如圖1所示，首先通過(guò)將硝酸鍶鹽溶解在H2O中而實(shí)現(xiàn)以硝酸鹽的形式析出鍶如，1，圖1。用約10ml H2O溶解一克硝酸鹽形式的Sr。如果90Sr的初始重量是20質(zhì)量％，其具有28居里(200mg)放射性，這是大致的量。在H2O中溶解硝酸鍶后，加入5ml濃硝酸，2(圖1)，通過(guò)蒸發(fā)將體積減少到5ml，3(圖1)。離心或過(guò)濾，4(圖1)，混合物以硝酸鍶的形式析出約99.7％的Sr。用1g(＝1000mg)Sr開(kāi)始，意味著1g Sr的99.7％或更多析出。(1g的99.7％＝997mg)。因此，997mg Sr沉淀出，3mg初始的起始Sr留在上層清液中。如果最初的混合物分別含10到20％90Sr，則留在上層清液中的3mg Sr中，只有0.3到0.6mg是放射性的90Sr(3mg的10％＝0.3mg，3mg的20％＝0.6mg)。
蒸發(fā)濃硝酸上層清液至于燥，5(圖1)，將剩余物溶解在2到4ml0.05-0.4MHCl，優(yōu)選0.1MHCl中，6。該酸不必是HCl。該酸可以是由硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)和硫酸(H2SO4)組成的強(qiáng)酸。使生成的上層清液載荷(load)，7(圖1)只通過(guò)一個(gè)萃取色譜柱，10(圖1)，(柱床體積通常只有1毫升)，該色譜柱含吸附在惰性聚合物載體上的烷基烷基膦酸萃取劑。含烷基烷基膦酸萃取劑的萃取色譜柱對(duì)90Y有高度的選擇性。該烷基烷基膦酸柱有選擇地保持釔，同時(shí)使全部堿金屬離子和堿土金屬離子(包括貴重的90Sr)和二價(jià)過(guò)渡金屬離子和后過(guò)渡金屬離子通過(guò)，并使這些離子循環(huán)回90Sr原料液中，7和8(圖1)?？梢詮氖袌?chǎng)上買到釔選擇萃取劑，2-乙基己基2-乙基己基膦酸。然而，由該原料制備的萃取色譜柱必須用選擇的絡(luò)合劑和酸進(jìn)行多次提純。烷基烷基膦酸中碳鏈的長(zhǎng)度(Cn)可以不同。優(yōu)選地，烷基烷基膦酸選自C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11中的任何烷基。對(duì)烷基烷基膦酸的此描述是為了例證。對(duì)烷基烷基膦酸的描述不是窮舉，該描述并不是將發(fā)明限制到公開(kāi)的化學(xué)結(jié)構(gòu)上。例如，可以使用具有多于11個(gè)碳或少于5個(gè)碳的烷基的烷基烷基膦酸。
用0.05-0.4M，優(yōu)選0.1MHCl對(duì)烷基烷基膦酸萃取色譜柱進(jìn)行徹底的淋洗(rinse)(例如，20柱床體積)，8(圖1)，使存在的90Sr至少減少104，并使整個(gè)90Sr活性減少107。除去90Sr的酸不必是HCl。該酸可以是由硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)和硫酸(H2SO4)組成的強(qiáng)酸。在回收通過(guò)釔選擇性柱的90Sr之前，通過(guò)加入足夠的濃硝酸至最終的硝酸根濃度為3M HNO3，可以提純非常少量的Sr，然后使得到的溶液通過(guò)Sr選擇性柱。將從步驟7和8(圖1)中回收的90Sr加入到從步驟4(圖1)中回收的90Sr中使90Sr的總回收率＞99.9％。在淋洗該柱之后，用4倍柱床體積的0.5-3.0M，優(yōu)選1M的HCl從釔選擇性柱中洗脫90Y，9(圖1)，90Y的總回收率＞95％。三價(jià)鐵離子和鋯(IV)保持在柱上。該酸不必是HCl。該洗脫釔的酸可以是由硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)和硫酸(H2SO4)組成的強(qiáng)酸。通過(guò)使該溶液通過(guò)聚合物載體床，例如Amberchrom XAD-7，除去提純的90Y中存在的任何痕量的有機(jī)萃取劑或降解產(chǎn)物，步驟11(圖1)。臨床應(yīng)用要求90Y制品中的HCl＜0.05M，這使得90Y柱反萃取的最后蒸發(fā)必不可少。
可以通過(guò)用含二烷基膦酸萃取劑的色譜柱21(圖2)代替含烷基烷基膦酸萃取劑的萃取色譜柱12(圖1)而對(duì)上述方法進(jìn)行小的改變。二烷基膦酸中碳鏈的長(zhǎng)度(Cn)可以不同。與烷基烷基膦酸相似，二烷基膦酸優(yōu)選選自任何由C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11中的烷基。該烷基可以是直鏈或支鏈的。對(duì)二烷基膦酸的描述是為了例證。對(duì)二烷基膦酸的描述不是窮舉的，其不是將本發(fā)明限制到公開(kāi)的化學(xué)結(jié)構(gòu)上。例如，可以使用烷基多于11個(gè)碳或少于5個(gè)碳的二烷基膦酸。次膦酸萃取劑對(duì)于水解和輻射分解來(lái)說(shuō)是更穩(wěn)定的，但是需要低得多的酸性以有效地保持釔。為了有效地保持90Y(III)，必須使用只含0.01M氫離子的溶液。
通過(guò)將從蒸發(fā)上層清液中獲得剩余物溶解在0.05-0.4HCl，優(yōu)選0.1M HCl中，13(圖2)，在醋酸鹽循環(huán)下，并使此溶液通過(guò)含常規(guī)強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的小(1到2ml)柱床體積柱，制備用于二烷基膦酸柱的負(fù)載物。該酸不必是HCl。該酸可以是由硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)和硫酸(H2SO4)組成的強(qiáng)酸。用醋酸鹽替換負(fù)載物溶液中的氯化物，這又會(huì)產(chǎn)生醋酸。對(duì)于裝填含樹(shù)脂的次膦酸，醋酸溶液處于恰當(dāng)?shù)膒H值范圍內(nèi)。
在將含釔的溶液裝填到二烷基膦酸萃取色譜柱上之后，用0.005-0.04HCl，優(yōu)選0.01MHCl淋洗該色譜柱，19(圖2)，以去除所有的痕量的90Sr，從而使90Sr的總回收率＞99.9％，并減少90Sr活性104。該去除90Sr的酸不必是HCl。該酸可以是由硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)和硫酸(H2SO4)組成的強(qiáng)酸。然后，用0.05-0.3HCl，優(yōu)選0.1MHCl從柱中洗脫出釔，20(圖2)，90Y的總回收率＞95％。該用于洗脫出的酸不必是HCl。該酸可以是由硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)和硫酸(H2SO4)組成的強(qiáng)酸。通過(guò)使該溶液通過(guò)聚合物載體床而去除任何痕量的萃取劑或有機(jī)降解產(chǎn)物。可以通過(guò)稀釋制備最終的0.05M HCl溶液。
下面的表1和2描述了釔選擇性樹(shù)脂上的選擇金屬離子的性能。下列關(guān)于90Y的數(shù)據(jù)用于計(jì)算一些表1和2中的信息90Sr的比活性(t1/2＝28.6y)(λ＝4.61×10-8min-1)。139Ci/g或139milli-Ci/mg。如果是純的，一居里90Sr＝7.20mg。90Y的比活性(t1/2＝64.1小時(shí))(λ＝1.80×10-4min-1)，0.544Ci/μg。一居里90Y＝1.84μg。當(dāng)萃取劑是烷基烷基膦酸時(shí)，表1與圖1對(duì)應(yīng)。在下列條件下收集表1數(shù)據(jù)烷基烷基膦酸位于Amberehrom CG-71上，粒徑50-100μm，裝填4.0ml0.1MHCl，淋洗2.0ml 0.1MHCl/餾分，反萃取1.0MHCl/餾分。當(dāng)萃取劑是二烷基膦酸時(shí)，表2與圖2對(duì)應(yīng)。在下列條件下收集表2數(shù)據(jù)二烷基膦酸位于Amberchrom CG-71上，粒徑50-100μm，柱床體積＝1.0ml，直徑0.7cm，流速＝1.0ml/sq.cm/min，裝填9ml～1M乙酸，淋洗2.0ml 0.01MHCl/餾分，反萃取2.0ml 0.1MHCl/餾分。
表1.釔選擇性樹(shù)脂上的選擇金屬離子的性能
烷基烷基膦酸位于Amberchrom CG-71上，粒徑50-100μm，裝填4.0ml 0.1MHCl，淋洗2.0ml 1.0MHCl/餾分，反萃取2.0ml 0.1MHCl/餾分。
表2.釔選擇性樹(shù)脂上的選擇金屬離子的性能
二烷基膦酸位于Amberchrom CG-71上，粒徑50-100μm，柱床體積＝1.0ml，直徑0.7cm，流速＝1.0ml/sq.cmsq.cm/min，裝填9ml～1M乙酸，淋洗2.0ml 0.10MHCl/餾分，反萃取2.0ml 0.1MHCl/餾分。
為了例證和說(shuō)明，已經(jīng)陳述了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的上述描述。這并不是窮舉或要將本發(fā)明限制到公開(kāi)的精確的形式上。根據(jù)上述教導(dǎo)可以作許多調(diào)整和改變。例如，未記載可以用于其它治療用途的91Y。盡管調(diào)整各種酸和萃取劑濃度以及柱子形狀可能是必要的，但是可以使用本文中描述的釔選擇性樹(shù)脂提純釔的各種同位素，例如釔-87和釔-91。選擇并描述實(shí)施方案從而最佳地說(shuō)明本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能最佳地利用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種從鍶-90中分離并提純由87Y、90Y或91Y組成的釔同位素的方法，包括a.將初始的90Sr原料液中的硝酸鹽溶解在H2O中，形成硝酸鍶溶液；b.用濃硝酸酸化所述含90Y的硝酸鍶溶液；c.蒸發(fā)所述硝酸鍶溶液；d.過(guò)濾或離心所述硝酸鍶溶液，以從所述溶液中分離結(jié)晶的90Sr硝酸鹽，從而產(chǎn)生富集釔的上層清液；e.蒸發(fā)所述富集釔的上層清液至干燥；f.將所述不含硝酸的富集釔的上層清液溶解在強(qiáng)酸中；g.使該溶液通過(guò)釔選擇性萃取色譜柱，以便基本上保留所有所述釔同位素，同時(shí)通過(guò)全部其它的痕量金屬和雜質(zhì)，并將它們循環(huán)回所述初始Sr原料液中；h.不使用一系列鍶選擇性萃取色譜柱；i.用強(qiáng)酸淋洗所述釔選擇性萃取色譜柱，除去任何剩余的循環(huán)回所述初始90Sr原料液中的90Sr；和j.用強(qiáng)酸從所述釔選擇性萃取色譜柱中洗脫所述釔同位素。
2.如權(quán)利要求
1的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中在最初的Sr/Y原料液中，至少80-90質(zhì)量％的鍶是穩(wěn)定的Sr。
3.如權(quán)利要求
1的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述強(qiáng)酸選自HCl、硫酸、高氯酸和硝酸。
4.如權(quán)利要求
1的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述釔選擇性萃取色譜柱的萃取劑是烷基烷基膦酸。
5.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中將所述富集90Y的硝酸剩余物溶于所述強(qiáng)酸中，所述強(qiáng)酸是0.05-0.4MHCl。
6.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中用所述強(qiáng)酸從所述釔選擇性萃取色譜柱中回收任何剩余的所述90Sr，強(qiáng)酸是0.05M-0.4MHCl，并將所述任何剩余的90Sr循環(huán)回所述初始90Sr原料液中。
7.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中用所述強(qiáng)酸從所述釔選擇性萃取色譜柱中洗脫所述釔，所述強(qiáng)酸是0.5-3.0MHCl。
8.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述烷基烷基膦酸選自C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11烷基，該烷基是直鏈烷烴。
9.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述烷基烷基膦酸選自C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11烷基，該烷基是支鏈烷烴。
10.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述烷基烷基膦酸是具有多于11個(gè)碳的烷基。
11.如權(quán)利要求
4的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述烷基烷基膦酸是具有少于5個(gè)碳的烷基。
12.如權(quán)利要求
1的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述釔選擇性萃取色譜柱的萃取劑是二烷基膦酸。
13.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中將所述富集90Y的硝酸剩余物溶于所述強(qiáng)酸中，所述強(qiáng)酸是0.05-0.4MHCl。
14.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中用所述強(qiáng)酸從所述釔選擇性萃取色譜柱中回收任何剩余的所述90Sr，強(qiáng)酸是0.005-0.04MHCl，并將所述任何剩余的90Sr循環(huán)回所述初始90Sr原料液中。
15.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中用所述強(qiáng)酸從所述釔選擇性萃取色譜柱中洗脫所述釔，所述強(qiáng)酸是0.05-0.3MHCl。
16.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中將所述富集90Y的硝酸剩余物溶于所述強(qiáng)酸中，所述強(qiáng)酸是0.05-0.4MHCl。
17.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述二烷基膦酸選自C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11烷基，該烷基是直鏈烷烴。
18.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述二烷基膦酸選自C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11烷基，該烷基是支鏈烷烴。
19.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述二烷基膦酸是具有多于11個(gè)碳的烷基。
20.如權(quán)利要求
12的分離并提純所說(shuō)Y同位素的方法，其中所述二烷基膦酸是具有少于5個(gè)碳的烷基。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種分離并提純多居里量
文檔編號(hào)G21F9/00GKCN1429391SQ01809418
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年4月13日
發(fā)明者E·P·霍韋茲, J·J·海尼斯 申請(qǐng)人:Pg研究基金會(huì)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan