بررسی اولیه طراحی و ساخت مولد 90Sr/ 90Y برای مقاصد پزشکی هسته‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران- ایران

چکیده

رادیوایزوتوپ 90Y بعنوان ایزوتوپ دختر 90Sr که محصول شکافت اورانیوم است در پزشکی هسته‌ای از لحاظ درمان برخی از تومورهای بدخیم حائز اهمیت می‌باشد. روشهای جداسازی 90Y از 90Sr عمدتاً شامل روش غشاء مایع، رسوبگیری، استخراج با حلال، روش تلفیق تبادل یون و استخراج با حلال و روش کروماتوگرافی تبادل یون می‌باشد. در این پژوهش از روش کروماتوگرافی تبادل یون استفاده شد که در آن برای فاز ساکن از رزین Dowex50Wx8 و برای فاز متحرک از سه شوینده: اگزالات آمونیوم، EDTA و سدیوم استات بهره گرفته شد. شرایط جداسازی این دو عنصر با استفاده از نمک‌های معمولی این عناصر شبیه‌سازی، سپس آزمایش‌ها در شرایط آکتیو انجام گرفت. برای تعیین دقیق مقادیر یونهای Sr+2و Y+3در آزمایش‌های شبیه‌سازی شده از دستگاه آنالیز عنصری نشری ICP-AES و برای ارزیابی آکتیویته نمونه‌های حقیقی، دستگاه شمارنده سنتیلاسیون مایع بکار گرفته شد؛ همچنین بر اساس شدت و نوع پرتوهای موجود در این ژنراتور، محاسبات بر روی برد ذرات، ضخامت چگالشی و ضخامت خطی مواد مختلف جهت تضعیف و به حداقل رساندن پرتوهای موجود انجام گرفت. با توجه به مقدار رزین مورد نیاز در این ژنراتور ستونهای ایمنی و اصلی طراحی و ساخته شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preliminary Investigation on Designing and Developing 90Sr/90Y Generator for Nuclear Medicine Purposes

نویسندگان [English]

  • M.H Mojarrabi Tabrizi
  • A Khanchi
  • M Firouz Zare
  • B Salimi
  • M Deilami
  • A Amrollah Abhari
چکیده [English]

Yttrium-90 radioisotope as a daughter of Strontium-90 is one of the nuclear fission products and plays an important role in the treatment of malignant tumors in nuclear medicine. There are at least five methods for the separation of Y-90 from Sr-90 including: Liquid membrane separation, Precipitation solvent extraction ion exchange and solvent extraction combined with ion exchange method. In this work ion exchange chromatography was used by Dowex50Wx8 resin as a stationary phase and ammonium oxalate, EDTA and sodium Acetate solutions as mobile phases. Separation of yttrium and strontium was performed in the various simulation conditions and for determining the elements, ICP-AES technique was used. The activities of real samples were estimated with β-liquid scintillation counter. The various shielding parameters for designing different parts of generator were also considered in this work.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 90Sr/ 90Y Generator
  • 90Sr and 90Y Separation
  • Ion Exchange Chromatography
  • Nuclear Medicine
  • Strontium-90
  • Yttrium-90
  • Radioisotope Generators
  1. 1.    S.Y. Adelstein and F.J. Manning, (Editors), “Isotopes for medicine and the life sciences,” National Academies press (1995).

 

  1. 2.    “Nuclear Medicine Resources Manual,” IAEA, International Atomic Energy Agency, printed by the IAEA in Austria (2006).

 

  1. 3.    P.J. Ell and S.S Gambhir, (Editors), “Nuclear medicine in clinical diagnosis and treatment (Vol.182) 3rd,” Churchill Livingstone (Elsevier Limited) (2004).

 

  1. 4.    M. Venkatesh, U. Pandey, P.S. Dhami, R. Kannan, P.V. Achutan, R.R. Chitnis, V. Gopalakrishnan, S. Baneryee, G. Samual, M.R.A. Pillai, A. Ramanujam, “Complexation studies with 90Y from a Novel 90Sr-90Y Generator,” Radiochim Acta 89, 413 (2001).

 

  1. 5.    U. Pandey, A. Mukheryee, H.D. Sharma, T. Das, M.R.I. Pillai, M. Venka Tesh, “Evaluation of 90Y-DTPA and 90Y-DOTA for potential application in intra-vascular radionuclide therapy,” Appl. Radiat. Isot. 57, 313 (2002).

 

  1. 6.    U. Pandey, A. Mukherjee, H.D. Sharma, T. Das, M.R.A. Pillai, M. Venkatesh, “Preparation and studies with 90Y-labelled particles for use in radiation synovectomy,” Appl. Radiat. Isot. 55, 471 (2001).

 

  1. 7.    A. Mukherjee, U. Pandey, H.D. Sharma, M.R.A. Pillai, M. Venkatesh, “Preparation and evaluation of 90Y skin patches for therapy of superficial tumours in mice,” Nucl. Med. Comm. 23, 243 (2002).

 

  1. 8.    Edgardo Browne and Richard B. Firestone Virginias Shirley, “Table of radioactive isotopes,” U.S.A, P:90.1-90.6, Edition: 2, )1986(.

 

  1. 9.    Z. Graheh, I. Eskinja, K. Kosutic, S. Cerjan-Stefanovic, “Isolation of yttrium and strontium from soil samples and rapid determination of 90Sr,” J.Croatica Chemica Acta (CCACAA), 73(3), 795-807 (2000).

 

  1. 10.              A. Gran Malonda, L. Rodriguez Barquero, A. Grau Carles, “Radioactivity determination of Y-90, Sr-90 and Sr-89 mixtures by spectral deconvolution,” Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A339, 31-37 (1994).

 

 

  1. 11.              Develoment of Generator Technologies for Therapeutic Radionuclides, (1stResearch Coordination Meeting),” IAEA Headqarters Vienna, Austria, 4-8 October (2004).

 

  1. 12.              Y.J. Koda, “Separation of pure 90Y from a 90Sr-90Y mixture by co-precipitation with ferric hydroxide,” Inorg. Nucl. Chem. 25, 733 (1963).

 

  1. 13.              M.L. Salutsky and H.W. Kirby, “Preparation and half life of carrier-free Yttrium-90,” Anal. Chem. 27(4), 567-569 (1955).

 

  1. 14.              H.L. Volchok and J.L. Kulp, “Half-life of Yttrium-90,” Phys. Rev. 97, 102 (1955).

 

  1. 15.              J.S. Wike, C.E. Guyer, D.W. Ramey, B.P. Pillips, “Chemistry for commercial scale production of yttrium-90 for medical research,” J. Radiat. Appl. Instrum. Part A, 41, No. 9, 861 (1990).

 

  1. 16.              R.F. Doering, W.D. Tucker, L.G.Jr. Stang, Report BNL-5454 (1962).

 

  1. 17.              V.G. Herrmann and F. Strassmann, “Concerning the search for Sr and y isotopes from U fission,” Z. Nautrforsch, 11A, 946 (1956).

 

  1. 18.              K. Seyb and G.Z. Herrmann, Elektrochem. 64, 1065 (1960).

 

  1. 19.              E. Minami, M. Honda, Y. Sasaki, “Ion-exchange separation of fission products,” Bull, Chem. Soc. Japan. 31, 372 (1958).

 

  1. 20.              Y. Suzuki, “Preparation of carrier-free 90Y from 90Sr with ion exchange,” Journal. Appl. Radiation & Isotopes, 15, 599-602 (1964(.

 

  1. 21.              A.T. Rane and K.S. Bhatki “Rapid radiochemical separations of strontium-90-yttrium-90 and calcium-45-scandium-46 on a cation exchange resin,” Anal. Chem. 38, 1598-1601 (1966).

 

  1. 22.              W.Y. Skraba, H. Arino, H.H. Kramer, “A new 90Sr/90Y radioisotope generator,” J. Appl. Radio & Isotope. 29, 91 (1978).

 

23. M. Chinol and D.J. Hnatowich, “Generator produced yttrium-90 for radioimmunotherapy,” J. Nucl. Medicine, 28, 1465 (1987).

 

  1. 24.              S. Misumi and T.J. Taketatsu, “Separation of yttrium-90 from strontium-90 and lanthanum-140 from barium-140 with anion exchange, resin of carbonate form,” Inorg. Nucl. Chem. 20, 127 (1961).

 

25. R.W. Perkins, “Filtration-precipitation separation of barium-140 from lanthanum-140,” Anal. Chem. 29(1), 152-153 (1957).

 

  1. 26.              P. Sylvester, US. Patent applications No. 2003/0231994 and 2004/0005272.

 

  1. 27.              N.D. Betenekov, L.M. Sharygin, R.W. Brown, “90Sr/90Y radionuclide generator for production of high-quality Y-90 solution,” US. Patent. 7101484, September (2006).

 

  1. 28.              H. Cember, “Introduction to Health Physics,” 4th.ed )2008(.