Актиний-225
 Черенковское излучение образца Ac-225 (17 мКи), фото доктора Эндрю Р. Бургойна из ORNL | |
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 225 И |
| Имена | актиний-225, 225Ас, Ас-225 |
| Протоны ( С ) | 89 |
| Нейтроны ( Н ) | 136 |
| Данные о нуклидах | |
| Природное изобилие | след |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | 9,920 д |
| масса изотопа | 225.023229(5) Да |
| Избыточная энергия | 21 637 ± 5 keV |
| Родительские изотопы | 225 Ра ( β − ) 229 Па ( а ) 225 Чт ( ЕС ) |
| Продукты распада | 221 Пт |
| Режимы затухания | |
| Режим затухания | Энергия распада ( МэВ ) |
| а | 5.9351 |
| Изотопы актиния Полная таблица нуклидов | |
Актиний-225 ( 225 Ас , 225 ) — изотоп актиния Ас - . Он подвергается альфа-распаду до франция-221 с периодом полураспада 10 дней и является промежуточным продуктом распада в ряду нептуния ( цепочка распада начинается с 237 Нп ). За исключением мизерных количеств, возникающих в результате этой цепочки распада в природе, 225 Ac полностью синтетический .
Свойства распада актиния-225 благоприятны для использования в таргетной альфа-терапии (ТАТ); клинические испытания продемонстрировали применимость радиофармпрепаратов, содержащих 225 Ac для лечения различных видов рака . Однако нехватка этого изотопа, обусловленная необходимостью его синтеза в циклотронах, ограничивает его потенциальное применение.
Распад и возникновение
[ редактировать ]
Актиний-225 имеет период полураспада 10 дней и распадается путем альфа- излучения. Он является частью ряда нептуния , поскольку возникает как продукт распада нептуния -237 и его дочерних элементов , таких как уран-233 и торий-229 . Это последний нуклид в цепочке с периодом полураспада более суток до предпоследнего продукта, висмута-209 (период полураспада 2,01 × 10 19 годы). [ 1 ] Конечный продукт распада 225 AC стабилен 205 Тл .
Будучи членом ряда нептуния, он не встречается в природе, кроме как в виде продукта следовых количеств 237 Np и его дочерние образования, образовавшиеся в результате реакций захвата нейтронов на первичных 232 и 238 В . [ 2 ] Это гораздо реже, чем 227 переменного тока и 228 Ас, которые возникают соответственно в цепочках распада урана -235 и тория-232 . Его численность оценивалась менее чем в 1,1 × 10 −19 относительно 232 чё и около 9,9 × 10 −16 относительно 230 Th в вековом равновесии . [ 2 ]
Открытие
[ редактировать ]Актиний-225 был открыт в 1947 году как часть ранее неизвестной серии нептуния, заселенной в результате синтеза 233 В. [ 3 ] Группа физиков Аргоннской национальной лаборатории под руководством Ф. Хагемана первоначально сообщила об открытии 225 Ac и определили его 10-дневный период полураспада. [ 4 ] Независимо, канадская группа под руководством А.С. Инглиша определила ту же схему распада; обе статьи были опубликованы в одном выпуске Physical Review . [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]
Производство
[ редактировать ]Как 225 Ас не встречается в природе в сколько-нибудь заметных количествах, его необходимо синтезировать в специализированных ядерных реакторах. Большинство 225 Ac возникает в результате альфа-распада 229 Но это предложение ограничено, потому что распад 229 Th (период полураспада 7340 лет) относительно медленный из-за относительно длительного периода полураспада. [ 7 ] Также возможно разведение 225 Ac из радия-226 в 226 Реакция Ra(p,2n). Потенциал для заселения 225 переменного тока с помощью 226 Мишень Ra была впервые продемонстрирована в 2005 году, хотя производство и обращение с 226 Ra сложны из-за соответствующей стоимости извлечения и опасности продуктов распада, таких как радон-222 . [ 7 ]
Альтернативно, 225 Ac может быть получен в реакциях расщепления на 232 Мишень облучалась пучками протонов высоких энергий . [ 8 ] Современные технологии позволяют производить милликюри в количествах 225 Ак; однако затем его необходимо отделить от других продуктов реакции. [ 9 ] Это достигается за счет распада некоторых короткоживущих нуклидов; изотопы актиния затем химически очищаются в горячих камерах и 225 Ac концентрированный. Необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы избежать загрязнения долгоживущим бета- излучающим актинием-227 . [ 8 ]
На протяжении десятилетий большинство 225 Ac производился на одном предприятии — в Национальной лаборатории Ок-Ридж в Теннесси, — что еще больше снизило доступность этого изотопа даже при меньшем вкладе других лабораторий. [ 8 ] Дополнительный 225 Сейчас переменный ток производится из 232 Это в Лос-Аламосской национальной лаборатории и Брукхейвенской национальной лаборатории . [ 10 ] Установка ТРИУМФ канадские и ядерные лаборатории сформировали стратегическое партнерство по коммерческому производству актиния-225. [ 11 ]
Низкое предложение 225 Ac ограничивает его использование в исследованиях и лечении рака . Предполагается, что нынешние поставки 225 Ac позволяет проводить только около тысячи процедур лечения рака в год. [ 7 ] [ 12 ]
Приложения
[ редактировать ]Альфа-излучатели, такие как актиний-225, предпочтительны при лечении рака из-за небольшого радиуса действия (несколько диаметров клеток ) альфа-частиц в тканях и их высокой энергии, что делает их очень эффективными в нацеливании и уничтожении раковых клеток . эффективен при разрыве нитей ДНК . Период полувыведения 10 дней. 225 Действие препарата достаточно продолжительное, чтобы облегчить лечение, но достаточно короткое, чтобы в организме оставалось немногое через несколько месяцев после лечения. [ 10 ] Это контрастирует с аналогично исследованными 213 Би, период полураспада которого составляет 46 минут, требует in situ генерации и немедленного использования. Кроме того, 225 Ac Средняя смертельная доза на несколько порядков превышает 213 Bi из-за его более длительного периода полураспада и последующих альфа-выбросов из продуктов его распада. Каждый распад 225 Ac к 209 Би объединяет четыре альфа-частицы высокой энергии, значительно увеличивая свою эффективность. [ 10 ] [ 13 ]
Несмотря на ограниченную доступность, было проведено несколько клинических исследований, продемонстрировавших эффективность 225 Ac в таргетной альфа-терапии. [ 8 ] [ 13 ] Комплексы, в том числе 225 Ac — например, антитела, меченные 225 Ac — были протестированы на воздействие на различные типы рака, включая лейкемию , рак простаты и рак молочной железы у людей. [ 13 ] Например, один экспериментальный 225 Препарат на основе Ac показал эффективность против острого миелолейкоза, не причиняя вреда пациенту. Дальнейшие клинические испытания других препаратов продолжаются. [ 10 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ауди, Г.; Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 03001–121. Бибкод : 2017ChPhC..41c0001A . дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
- ^ Jump up to: а б Пеппард, Д.Ф.; Мейсон, GW; Грей, PR; Мех, Дж. Ф. (1952). «Возникновение ряда (4n + 1) в природе» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 74 (23): 6081–6084. дои : 10.1021/ja01143a074 .
- ^ Jump up to: а б Тённессен, М. (2016). Открытие изотопов: полный сборник . Спрингер. стр. 112–113. дои : 10.1007/978-3-319-31763-2 . ISBN 978-3-319-31761-8 . LCCN 2016935977 .
- ^ Фрай, К.; Тённессен, М. (2013). «Открытие изотопов актиния, тория, протактиния и урана». Таблицы атомных и ядерных данных . 99 (3): 345–364. arXiv : 1203.1194 . Бибкод : 2013ADNDT..99..345F . дои : 10.1016/j.adt.2012.03.002 .
- ^ Хагеманн, Ф.; Кацин, Л.И.; Студиер, МХ; Гиорсо, А.; Сиборг, GT (1947). «Радиоактивный ряд ( 4n +1): продукты распада U». 233 ". Физический обзор . 72 (3): 252. Бибкод : 1947PhRv...72..252H . doi : 10.1103/PhysRev.72.252 .
- ^ английский, переменный ток; Крэншоу, штат Техас; Демерс, П.; Харви, Дж.А.; Хинкс, EP; Джелли, СП; Мэй, АН (1947). «(4 n + 1) Радиоактивный ряд». Физический обзор . 72 (3): 253–254. Бибкод : 1947PhRv...72..253E . дои : 10.1103/PhysRev.72.253 .
- ^ Jump up to: а б с Robertson, A. K. H.; Ramogida, C. F.; Schaffer, P.; Radchenko, V. (2018). "Development of 225 Радиофармацевтические препараты Ac: перспективы и опыт TRIUMF» . Current Radiopharmaceuticals . 11 (3): 156–172. doi : 10.2174/ . PMC 6249690. 1874471011666180416161908 PMID 29658444 .
- ^ Jump up to: а б с д Министерство энергетики США (2018). «Как ученые открыли новый способ получения актиния-225, редкого медицинского изотопа» . Физика.орг . Проверено 8 ноября 2019 г.
- ^ Грисволд-младший; Медведев, Д.Г.; Энгл, Дж.В.; и др. (2016). «Крупномасштабное производство ускорителей 225 Ac: Эффективные сечения для протонов с энергией 78–192 МэВ, падающих на 232 Th Targets» . Applied Radiation and Isotopes . 118 : 366–374. Bibcode : 2016AppRI.118..366G . doi : 10.1016/j.apradiso.2016.09.026 . PMID 27776333 .
- ^ Jump up to: а б с д Тайлер, К. «Ядерная война против рака» (PDF) . 1663 . № Март 2016 г. Лос-Аламосская национальная лаборатория. стр. 27–29.
- ^ «TRIUMF и CNL формируют стратегическое партнерство, чтобы обеспечить новаторское лечение рака» . ТРИУМФ. 27 сентября 2018 г.
- ^ UBC Science (2019). «Ускорение доступа к неуловимому медицинскому изотопу» . Середина . Проверено 8 ноября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с Шейнберг, Д.А.; Макдевит, MR (2011). «Актиний-225 в целенаправленной терапии альфа-частицами» . Современные радиофармпрепараты . 4 (4): 306–320. дои : 10.2174/1874471011104040306 . ПМЦ 5565267 . ПМИД 22202153 .