醫(yī)用裂變99Mo分離純化工藝中131I-和的去除

梁積新，吳宇軒，向?qū)W琴，沈亦佳，王清貴，于寧文，羅志福

(中國原子能科學研究院 同位素研究所，北京 102413)

99Mo衰變子體核素99mTc是臨床上一種非常重要的醫(yī)用放射性同位素，全球每年有超過3 000萬次核醫(yī)學診斷顯像使用99mTc藥物，約占臨床核醫(yī)學診斷的70%以上[1]。當前，99Mo主要來源于235U裂變產(chǎn)物的提取。235U裂變產(chǎn)物中包含30多種元素，100多種放射性核素，因此從裂變產(chǎn)物中分離、純化并得到高純醫(yī)用99Mo的工藝流程非常復(fù)雜[2-3]。其中131I裂變產(chǎn)額為2.84%，半衰期(T1/2=8.02 d)相對于99Mo(T1/2=2.75 d)較長，是裂變99Mo產(chǎn)品中的主要雜質(zhì)之一。醫(yī)用99Mo中131I含量限值低，《歐洲藥典8.0》(2013年版)規(guī)定，131I放射性活度相對99Mo溶液總放射性活度不得超過5×10-3%[4]?！吨袊幍洹分猩形词珍浻嘘P(guān)醫(yī)用99Mo的標準，但《裂變鉬99-锝99m色層發(fā)生器》 GB 13172—2009規(guī)定，131I放射性活度相對99Mo溶液總放射性活度不得超過5×10-3%[5]。因而，在醫(yī)用裂變99Mo生產(chǎn)工藝研究中，131I的去除是關(guān)鍵技術(shù)之一。

裂變99Mo分離純化方法選擇取決于鈾靶件形式與靶件溶解方式[6-7]。鈾靶件溶解通常分堿溶解與酸溶解。Cintichem流程是上世紀七八十年代美國Cintichem公司發(fā)展用于裂變99Mo生產(chǎn)，即輻照過的鈾靶件采用硝酸或硝酸與硫酸的混合酸溶解，放射性氣體(包括131I2等)經(jīng)溶靶器排出，加入AgNO3沉淀溶靶液中的I-，加入Ru和Rh的反載體減少Mo沉淀內(nèi)的放射性污染，再加入KMnO4將Mo氧化成Mo6+，用α-安息香肟(α-BO)沉淀法提取裂變99Mo，再用活性炭色層法、涂銀活性炭和水合氧化鋯等色層法純化99Mo，以保證裂變99Mo各項指標符合醫(yī)用要求[6]。

1 實驗材料

1.1 實驗設(shè)備

放射性活度計：CRC-15R，Capintec公司產(chǎn)品；自動γ計數(shù)器：2470型，Perkin Elmer公司產(chǎn)品；高分辨電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)：Element型，德國Finnigan MAT公司；電子天平：Sartorius BS100S，北京賽多利斯天平有限公司產(chǎn)品；Mili-Q超純水系統(tǒng)：Advantage 10，美國Millipore公司產(chǎn)品。

1.2 實驗材料

Na131I示蹤劑：131I放射性核純度>99%，放化純度>95%，原子高科股份有限公司；Na2MoO4：分析純，純度>99%，北京百靈威科技有限公司；α-安息香肟(α-BO)：分析純，純度>98.0%，日本東京化成工業(yè)株式會社；碘酸：分析純，純度>99.5%，阿拉丁試劑公司；AgNO3、HNO3、HCl等：分析純，國藥集團化學試劑北京有限公司；實驗用水均為去離子水或Milli-Q水。

AG1-×8樹脂：氯型，100～200目，Bio-Rad公司；活性炭：100目，荷蘭Sigma-Aldrich公司；可調(diào)式移液器：5～20 μL、100～1 000 μL、500～5 000 μL，德國 Brand公司；玻璃砂芯層析柱：Φ10 mm×200 mm，下端具聚四氟乙烯活塞，國藥集團化學試劑北京有限公司定制；G5玻璃砂芯濾球：Φ80 mm，國藥集團化學試劑北京有限公司定制。

使用前，所有玻璃器皿均用1 mol/L鹽酸浸泡12 h以上，并用去離子水沖洗。

2 實驗方法

2.1 131I在α-BO沉淀法分離99Mo工藝中的行為研究

(1)

式中，DF1為131I的去污系數(shù)；Cini為待分離液中131I放射性計數(shù)；Cdis為沉淀再溶解液中131I放射性計數(shù)。

131I的去除效果用除碘率表示，此工藝中除碘率：

(2)

式中，RY1表示除碘率；其他含義同公式(1)。

2.2 不同溶解介質(zhì)對AG1-×8樹脂與活性炭吸附131I或Mo的影響

AG1-×8樹脂預(yù)處理：將市售Cl-型的AG1-×8樹脂充分水洗，于0.1 mol/L HNO3溶液中浸泡6 h，水洗至中性，于0.1 mol/L NaOH溶液中浸泡6 h，水洗至中性，50 ℃下烘干。

采用層次分析法(AHP)與模糊綜合評價法相結(jié)合方式對礦山企業(yè)進行綠色礦山建設(shè)評價起著重要作用，本文通過實例分析，對綠色礦山建設(shè)評價指標和評價方法做出詳細介紹，為我國綠色礦山建設(shè)提供參考依據(jù)。

(3)

式中：Kd為131I或Mo在AG1-×8樹脂的靜態(tài)分配系數(shù)；S0為每毫升原始示蹤溶液的131I放射性計數(shù)率， s-1(對于Mo，為其質(zhì)量，mg)；Seq為每毫升離心后上清液的131I放射性計數(shù)率，s-1(對于Mo，為其質(zhì)量，mg)；V為示蹤溶液體積, mL；m為AG1-×8樹脂的質(zhì)量，g。

2.3 131I在陰離子交換法純化99Mo工藝中的行為研究

取規(guī)格為Φ10 mm×200 mm，在下端具聚四氟乙烯活塞的玻璃色層柱(在柱內(nèi)下端固定有玻璃砂芯)，注滿去離子水，除氣，注入預(yù)處理過的陰離子交換樹脂使之距柱子頂端約2 cm，然后用玻璃毛壓住，用10倍柱體積1 mol/L NH4OH溶液預(yù)平衡樹脂。

將2.1小節(jié)中沉淀MoO2(α-BO)2再溶解液，加載到AG1-×8陰離子交換樹脂色層柱上，依次用150 mL 1 mol/L NH4OH溶液、150 mL去離子水洗柱后，用150 mL 1 mol/L (NH4)2CO3溶液將Mo解吸，控制流速為5 mL/min，收集解吸液，用γ計數(shù)器測定131I放射性計數(shù)并計算131I的去污系數(shù)：

(4)

式中，DF2為131I的去污系數(shù)；Cdis為再溶解液中131I放射性計數(shù)；Cag為AG1-×8陰離子交換柱純化Mo工藝 (NH4)2CO3解吸液中131I放射性計數(shù)。

此工藝流程中除碘率：

(5)

式中，RY2表示除碘率；其他含義同公式(4)。

2.4 131I在活性炭色層法純化99Mo工藝中的行為研究

將AG1-×8樹脂純化后的含Mo料液，用濃HNO3調(diào)pH約2.5，將調(diào)酸后的99Mo料液加載到活性炭色層柱上，依次用100 mL pH=2.5的HNO3溶液、100 mL 3%溴水洗滌色譜柱，然后用100 mL 0.2 mol/L NaOH溶液解吸Mo，控制流速為5 mL/min，收集解吸液，用γ計數(shù)器測定131I放射性計數(shù)并計算131I的去污系數(shù)：

(6)

式中，DF3為131I的去污系數(shù)；Cag為AG1-×8陰離子交換柱純化Mo工藝中(NH4)2CO3解吸液131I放射性計數(shù)；Cac為活性炭色層柱純化Mo工藝中NaOH解吸液131I放射性計數(shù)。

此工藝流程中除碘率為：

(7)

式中，RY3表示除碘率；其他含義同公式(6)。

3 結(jié)果與討論

3.1 131I化學形態(tài)

3.2 α-BO沉淀法提取99Mo工藝流程中131I行為及去除效果

圖1 放射性紙層析譜圖Fig.1 Radioactive paper chromatographic spectrum

類別沉淀濾過液中131I含量再溶解液中131I含量除碘率131I去污系數(shù)131I-1.71%0.39%99.61%259131IO-393.81%0.33%99.67%303

3.3 不同溶解介質(zhì)對AG1-×8樹脂或活性炭吸附131I或Mo的影響

表2 不同介質(zhì)對AG1-×8樹脂吸附131I與Mo的影響Table 2 Influence of mediums on absorption capacity of 131I and Mo on AG1-×8 resin

表3 不同介質(zhì)對活性炭吸附131I與Mo的影響Table 3 Influence of mediums on absorption capacity of 131I and Mo on activated charcoal

注： “—”表示在H2O、pH為2.5的HNO3溶液與3%溴水介質(zhì)中，上清液中Mo6+濃度為ICP-MS儀器檢測下限之下。

3.4 陰離子交換色層法純化Mo工藝流程中131I行為及去除效果

表4 陰離子交換色層法純化99Mo工藝流程中131I的行為Table 4 Behavior of 131I in the purification procedure of 99Mo by anion exchange chromatography

表5 陰離子交換色層法純化99Mo工藝流程中131I的去除效果Table 5 Decontamination effectiveness of 131I in the purification procedure of 99Mo by anion exchange chromatography

3.5 活性炭色層法純化Mo工藝流程中131I行為及去除效果

表6 活性炭色層法純化Mo工藝流程中131I的行為Table 6 Behavior of 131I in activated charcoal chromatography for 99Mo purification

表7 活性炭色層法純化Mo工藝流程中131I的去除效果Table 7 Decontamination effectiveness of 131I in activated charcoal chromatography for 99Mo purification

3.6 裂變99Mo分離純化工藝中131I的去除

表8 裂變99Mo分離純化總工藝流程中131I的去除效果Table 8 Decontamination effectiveness of 131I in the whole chemical process for fission 99Mo

4 結(jié)論