【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及醫用同位素制備與分離領域，特別是關于一種醫用α核素225ac的制備與分離系統及方法。
技術介紹
1、靶向α治療（targeted?alpha?therapy，tat）是一種基于發射α粒子的放射性核素與腫瘤選擇性載體分子作為特定靶向癌細胞載體的核醫學治療方式，該治療方式可高效殺死癌細胞，而對正常組織損傷小，是一種很有前景的腫瘤治療方法。225ac核素因其適中的半衰期（9.9天）、獨特的衰變性質和易于配位等特點，是tat中α核素的最佳選擇之一。預計未來幾年全球對225ac的年需求量將達到幾百ci，而目前全球225ac的年產量不足2?ci。
2、225ac現有的制備方法主要包括229th/225ac發生器、加速器輻照鐳靶和中高能質子加速器輻照釷靶三種，其中，中高能質子加速器輻照釷靶被認為是最有可能在未來實現225ac量產的方式。該方式是利用中高能質子（大于100?mev）轟擊232th靶發生散裂反應（232th(p,x)?225ac）產生225ac。
3、然而，目前一般采用化學分離法從232th靶中分離225ac，雖然可有效去除232th和其它元素產物，卻無法去除225ac的同位素227ac：227ac也是質子束打232th靶的反應產物之一，其半衰期長（21.8年），如無法去除可能給人體帶來長期的放射性風險并引起放射性廢物處理等一系列輻射安全問題。因此，需要一種能夠實現225ac的高效率制備和分離提純，滿足靶向α治療對于225ac需求的制備與分離系統及方法。
技術實現思
1、針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種醫用α核素225ac的制備與分離系統及方法，能夠實現225ac的高效率制備和分離提純，滿足靶向α治療對于225ac的需求。
2、為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案：一方面，提供一種醫用α核素225ac的制備與分離系統，包括：
3、232th靶，用于接收中高能的質子束轟擊，通過散裂反應產生核素225ac；
4、可調諧激光裝置，用于針對目標元素，選擇相應波長的兩束或三束激光射入熱腔電離室；
5、所述熱腔電離室，用于采用多步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光進行激發，電離成為目標同位素的單電荷態離子；
6、引出及傳輸元件，用于將到達所述熱腔電離室引出孔的目標同位素的單電荷態離子引出并傳輸至電磁分離器；
7、所述電磁分離器，用于對不同荷質比的目標同位素的單電荷態離子進行分離，篩選出所需的同位素離子；
8、同位素收集系統，用于對篩選出的同位素離子進行收集。
9、進一步地，所述232th靶為箔片靶。
10、進一步地，所述可調諧激光裝置包括第一可調諧激光、第二可調諧激光、第三可調諧激光和三個反光鏡，所述第一可調諧激光、第二可調諧激光和第三可調諧激光的一側均對應設置一所述反光鏡，所述第一可調諧激光、第二可調諧激光和第三可調諧激光均用于發射相應波長的激光，所述反光鏡用于將相應波長的激光射入所述熱腔電離室。
11、進一步地，所述熱腔電離室采用兩步激光共振電離方式或三步激光共振電離方式，其中，所述兩步激光共振電離方式為對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態和終態；所述三步激光共振電離方式為對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態、第二激發態和終態。
12、進一步地，所述熱腔電離室采用鎢、鉭或六硼化鑭制成。
13、進一步地，所述熱腔電離室采用電阻式加熱。
14、進一步地，所述電磁分離器采用m/δm＞1000的電磁分離器，其中，m為離子的原子質量數。
15、另一方面，提供一種醫用α核素225ac的制備與分離方法，包括：
16、利用中高能的質子束轟擊232th靶，232th靶通過散裂反應產生核素225ac；
17、針對目標元素，選擇可調諧激光裝置中相應波長的兩束或三束激光射入熱腔電離室；
18、熱腔電離室采用多步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光進行激發，電離成為目標同位素的單電荷態離子；
19、引出及傳輸元件將到達熱腔電離室引出孔的目標同位素的單電荷態離子引出并傳輸至電磁分離器；
20、電磁分離器對不同荷質比的目標同位素的單電荷態離子進行分離，篩選出所需的同位素離子；
21、同位素收集系統對篩選出的同位素離子進行收集。
22、進一步地，所述熱腔電離室采用多步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光進行激發，電離成為目標同位素的單電荷態離子，包括：
23、熱腔電離室采用兩步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態和終態，電離成為目標同位素的單電荷態離子。
24、進一步地，所述熱腔電離室采用多步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光進行激發，電離成為目標同位素的單電荷態離子，包括：
25、熱腔電離室采用三步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態、第二激發態和終態，電離成為目標同位素的單電荷態離子。
26、本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點：
27、1、本專利技術與目前利用化學方法將225ac從釷靶中分離提純的方案相比，節省了打靶結束到分離提純之間的時間（一般需要三到四天時間），避免了225ac在這期間的衰變損失，可大大提高225ac的制備效率。
28、2、本專利技術不僅可以去除其它元素雜質（靶元素及其它反應產物），例如th、ra等，還可以去除ac的同位素226ac、227ac。
29、3、本專利技術采用在線分離方式，即質子束打靶后直接對其產物進行電離、分析，這種方式可以提高同位素的制備效率。
30、4、本專利技術利用多步激光共振電離將目標元素電離成單電荷態離子，該電離方式具有元素選擇性，其它元素原子不會被電離。
31、5、本專利技術電離腔室為熱腔電離室，能夠避免目標元素原子沉積在腔壁上，同時沿腔室形成軸向電勢分布，引導離子向引出孔方向移動，形成負的等離子體勢，加強離子的徑向約束。
32、6、本專利技術利用高分辨率的電磁鐵將電離后的單電荷態離子束根據其荷質比的差異進行分離，因此可以將ac的同位素（如226ac、227ac）與目標同位素225ac完全分離。
33、綜上所述，本專利技術可以廣泛應用于醫用同位素制備與分離領域中。
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1.一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在于，所述232Th靶為箔片靶。
3.如權利要求1所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在于，所述可調諧激光裝置包括第一可調諧激光、第二可調諧激光、第三可調諧激光和三個反光鏡，所述第一可調諧激光、第二可調諧激光和第三可調諧激光的一側均對應設置一所述反光鏡，所述第一可調諧激光、第二可調諧激光和第三可調諧激光均用于發射相應波長的激光，所述反光鏡用于將相應波長的激光射入所述熱腔電離室。
4.如權利要求1所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在于，所述熱腔電離室采用兩步激光共振電離方式或三步激光共振電離方式，其中，所述兩步激光共振電離方式為對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態和終態；所述三步激光共振電離方式為對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態、第二激發態和終態。
5.如權利要求1所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在
6.如權利要求1所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在于，所述熱腔電離室采用電阻式加熱。
7.如權利要求1所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離系統，其特征在于，所述電磁分離器采用M/ΔM＞1000的電磁分離器，其中，M為離子的原子質量數。
8.一種醫用α核素225Ac的制備與分離方法，其特征在于，包括：
9.如權利要求8所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離方法，其特征在于，所述熱腔電離室采用多步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光進行激發，電離成為目標同位素的單電荷態離子，包括：
10.如權利要求8所述的一種醫用α核素225Ac的制備與分離方法，其特征在于，所述熱腔電離室采用多步激光共振電離方式，對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光進行激發，電離成為目標同位素的單電荷態離子，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種醫用α核素225ac的制備與分離系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種醫用α核素225ac的制備與分離系統，其特征在于，所述232th靶為箔片靶。
3.如權利要求1所述的一種醫用α核素225ac的制備與分離系統，其特征在于，所述可調諧激光裝置包括第一可調諧激光、第二可調諧激光、第三可調諧激光和三個反光鏡，所述第一可調諧激光、第二可調諧激光和第三可調諧激光的一側均對應設置一所述反光鏡，所述第一可調諧激光、第二可調諧激光和第三可調諧激光均用于發射相應波長的激光，所述反光鏡用于將相應波長的激光射入所述熱腔電離室。
4.如權利要求1所述的一種醫用α核素225ac的制備與分離系統，其特征在于，所述熱腔電離室采用兩步激光共振電離方式或三步激光共振電離方式，其中，所述兩步激光共振電離方式為對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態和終態；所述三步激光共振電離方式為對擴散進入腔室的目標元素原子通過激光依次激發至第一激發態、第二激發態和終態。
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫良亭，趙環昱，趙紅衛，張俊杰，
申請(專利權)人：中國科學院近代物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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