המדע
Astatine-211 (At-211) הוא אחד מקומץ של רדיואיזוטופים פולטי אלפא המבטיחים לטיפול בסרטן. זמן מחצית החיים הקצר של 7.2 שעות אומר שיש לטפל בו במהירות כדי למזער הפסדים עקב ריקבון רדיואקטיבי. במחקר זה, מדענים תכננו ובחנו מכשיר אוטומטי לייצור At-211. המכשיר מסוגל להמיס מרחוק מטרה מוקרנת ולחלץ את At-211 מתמיסה באמצעות טכניקת הפרדה הנקראת כרומטוגרפיה מיצוי. מכשיר זה ממזער את מינון הרדיואקטיביות לעובדים המייצרים את ה-At-211. זה גם מפחית את הזמן הדרוש להכנת דגימות למשלוח לפחות מ-20 דקות.
ההשפעה
פליטת חלקיקי אלפא ליד תאי גידול היא טקטיקה מבטיחה בטיפול בסרטן. חלקיקים אלו פוגעים בגידול תוך גרימת נזק מוגבל בלבד לתאים שמסביב. לשם השוואה, חלקיקי בטא נעים הרבה יותר רחוק ולכן, גורמים לנזק רב יותר מעבר לתאים הממוקדים. At-211 הוא אחד מתשעה רדיואיזוטופים פולטי אלפא שחוקרים חקרו קלינית. הליך הייצור הכימיקל החדש המהיר והיעיל At-211 הוא תוצאה של שימוש בעקרונות של אוטומציה של תהליכים, המסייעים לפשט ולהאיץ את הייצור השגרתי של רדיואיזוטופ יקר זה. הגישה עושה אוטומציה מלאה של כל שלבי העיבוד הכימי, וכתוצאה מכך מינון ממוזער לצוות ויכולת שחזור גבוהה. מכשיר קומפקטי זה יכול להגדיל באופן משמעותי את הזמינות של הרדיואיזוטופ המבטיח At-211 עבור מרכזי מחקר, בתי חולים וחולים.
תַקצִיר
ל-At-211 (זמן מחצית חיים של 7.2 שעות) יש זמינות מוגבלת ברחבי העולם. לדוגמה, ישנם רק חמישה מרכזים בארצות הברית המסוגלים לייצר אותו. רדיואיזוטופ זה זמין דרך תוכנית האיזוטופים של משרד האנרגיה. הציקלוטרון של טקסס A&M K150 מסוגל לייצור שגרתי של כמויות רלוונטיות רפואית של At-211 ויכול לספק אותו למתקנים סמוכים באמצעות אפשרויות משלוח בין לילה. המתקן הוא חלק מ-DOE Isotop Program University Isotop Network.
במחקר זה, צוות חוקרים תכנן ובדק מכשיר אוטומטי שמטרתו פירוק מרחוק של יעד ביסמוט מוקרן ולאחריו הפרדת עמודת כרומטוגרפיה מיצוי של At-211 מזיהומים לא רצויים. המכשיר האוטומטי יכול להשתמש ב-10 עמודות עצמאיות, מה שמאפשר לו לחלק את פעילות הייצור של At-211. מטעמי נוחות, ניתן לשלוח כל עמודה המכילה At-211 למתקני היעד הרצויים. זה מאפשר לחוקרים ליישם פרוטוקולים כימיים משלהם. הזמן הדרוש לפירוק היעד המלא וטיהור At-211 הוא עד 20 דקות עם תפוקת אלוציה גבוהה מאוד של 95%.
מימון
עבודה זו נתמכה על ידי משרד האנרגיה של משרד המדע ותוכנית האיזוטופים שלו המנוהלת על ידי משרד מו"פ וייצור איזוטופים, אוניברסיטת טקסס A&M ומשרד המעבדות הלאומיות של טקסס A&M System באמצעות שיתוף פעולה עם המעבדה הלאומית של לוס אלמוס, ה- Texas A&M Nuclear מכון פתרונות.