医用裂变99Mo分离纯化工艺中131I-和的去除

梁积新，吴宇轩，向学琴，沈亦佳，王清贵，于宁文，罗志福

(中国原子能科学研究院 同位素研究所，北京 102413)

99Mo衰变子体核素99mTc是临床上一种非常重要的医用放射性同位素，全球每年有超过3 000万次核医学诊断显像使用99mTc药物，约占临床核医学诊断的70%以上[1]。当前，99Mo主要来源于235U裂变产物的提取。235U裂变产物中包含30多种元素，100多种放射性核素，因此从裂变产物中分离、纯化并得到高纯医用99Mo的工艺流程非常复杂[2-3]。其中131I裂变产额为2.84%，半衰期(T1/2=8.02 d)相对于99Mo(T1/2=2.75 d)较长，是裂变99Mo产品中的主要杂质之一。医用99Mo中131I含量限值低，《欧洲药典8.0》(2013年版)规定，131I放射性活度相对99Mo溶液总放射性活度不得超过5×10-3%[4]。《中国药典》中尚未收录有关医用99Mo的标准，但《裂变钼99-锝99m色层发生器》 GB 13172—2009规定，131I放射性活度相对99Mo溶液总放射性活度不得超过5×10-3%[5]。因而，在医用裂变99Mo生产工艺研究中，131I的去除是关键技术之一。

裂变99Mo分离纯化方法选择取决于铀靶件形式与靶件溶解方式[6-7]。铀靶件溶解通常分碱溶解与酸溶解。Cintichem流程是上世纪七八十年代美国Cintichem公司发展用于裂变99Mo生产，即辐照过的铀靶件采用硝酸或硝酸与硫酸的混合酸溶解，放射性气体(包括131I2等)经溶靶器排出，加入AgNO3沉淀溶靶液中的I-，加入Ru和Rh的反载体减少Mo沉淀内的放射性污染，再加入KMnO4将Mo氧化成Mo6+，用α-安息香肟(α-BO)沉淀法提取裂变99Mo，再用活性炭色层法、涂银活性炭和水合氧化锆等色层法纯化99Mo，以保证裂变99Mo各项指标符合医用要求[6]。

1 实验材料

1.1 实验设备

放射性活度计：CRC-15R，Capintec公司产品；自动γ计数器：2470型，Perkin Elmer公司产品；高分辨电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)：Element型，德国Finnigan MAT公司；电子天平：Sartorius BS100S，北京赛多利斯天平有限公司产品；Mili-Q超纯水系统：Advantage 10，美国Millipore公司产品。

1.2 实验材料

Na131I示踪剂：131I放射性核纯度>99%，放化纯度>95%，原子高科股份有限公司；Na2MoO4：分析纯，纯度>99%，北京百灵威科技有限公司；α-安息香肟(α-BO)：分析纯，纯度>98.0%，日本东京化成工业株式会社；碘酸：分析纯，纯度>99.5%，阿拉丁试剂公司；AgNO3、HNO3、HCl等：分析纯，国药集团化学试剂北京有限公司；实验用水均为去离子水或Milli-Q水。

AG1-×8树脂：氯型，100～200目，Bio-Rad公司；活性炭：100目，荷兰Sigma-Aldrich公司；可调式移液器：5～20 μL、100～1 000 μL、500～5 000 μL，德国 Brand公司；玻璃砂芯层析柱：Φ10 mm×200 mm，下端具聚四氟乙烯活塞，国药集团化学试剂北京有限公司定制；G5玻璃砂芯滤球：Φ80 mm，国药集团化学试剂北京有限公司定制。

使用前，所有玻璃器皿均用1 mol/L盐酸浸泡12 h以上，并用去离子水冲洗。

2 实验方法

2.1 131I在α-BO沉淀法分离99Mo工艺中的行为研究

(1)

式中，DF1为131I的去污系数；Cini为待分离液中131I放射性计数；Cdis为沉淀再溶解液中131I放射性计数。

131I的去除效果用除碘率表示，此工艺中除碘率：

(2)

式中，RY1表示除碘率；其他含义同公式(1)。

2.2 不同溶解介质对AG1-×8树脂与活性炭吸附131I或Mo的影响

AG1-×8树脂预处理：将市售Cl-型的AG1-×8树脂充分水洗，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。

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(3)

式中：Kd为131I或Mo在AG1-×8树脂的静态分配系数；S0为每毫升原始示踪溶液的131I放射性计数率， s-1(对于Mo，为其质量，mg)；Seq为每毫升离心后上清液的131I放射性计数率，s-1(对于Mo，为其质量，mg)；V为示踪溶液体积, mL；m为AG1-×8树脂的质量，g。

2.3 131I在阴离子交换法纯化99Mo工艺中的行为研究

取规格为Φ10 mm×200 mm，在下端具聚四氟乙烯活塞的玻璃色层柱(在柱内下端固定有玻璃砂芯)，注满去离子水，除气，注入预处理过的阴离子交换树脂使之距柱子顶端约2 cm，然后用玻璃毛压住，用10倍柱体积1 mol/L NH4OH溶液预平衡树脂。

将2.1小节中沉淀MoO2(α-BO)2再溶解液，加载到AG1-×8阴离子交换树脂色层柱上，依次用150 mL 1 mol/L NH4OH溶液、150 mL去离子水洗柱后，用150 mL 1 mol/L (NH4)2CO3溶液将Mo解吸，控制流速为5 mL/min，收集解吸液，用γ计数器测定131I放射性计数并计算131I的去污系数：

(4)

式中，DF2为131I的去污系数；Cdis为再溶解液中131I放射性计数；Cag为AG1-×8阴离子交换柱纯化Mo工艺 (NH4)2CO3解吸液中131I放射性计数。

此工艺流程中除碘率：

(5)

式中，RY2表示除碘率；其他含义同公式(4)。

2.4 131I在活性炭色层法纯化99Mo工艺中的行为研究

将AG1-×8树脂纯化后的含Mo料液，用浓HNO3调pH约2.5，将调酸后的99Mo料液加载到活性炭色层柱上，依次用100 mL pH=2.5的HNO3溶液、100 mL 3%溴水洗涤色谱柱，然后用100 mL 0.2 mol/L NaOH溶液解吸Mo，控制流速为5 mL/min，收集解吸液，用γ计数器测定131I放射性计数并计算131I的去污系数：

(6)

式中，DF3为131I的去污系数；Cag为AG1-×8阴离子交换柱纯化Mo工艺中(NH4)2CO3解吸液131I放射性计数；Cac为活性炭色层柱纯化Mo工艺中NaOH解吸液131I放射性计数。

此工艺流程中除碘率为：

(7)

式中，RY3表示除碘率；其他含义同公式(6)。

3 结果与讨论

3.1 131I化学形态

3.2 α-BO沉淀法提取99Mo工艺流程中131I行为及去除效果

图1 放射性纸层析谱图Fig.1 Radioactive paper chromatographic spectrum

类别沉淀滤过液中131I含量再溶解液中131I含量除碘率131I去污系数131I-1.71%0.39%99.61%259131IO-393.81%0.33%99.67%303

3.3 不同溶解介质对AG1-×8树脂或活性炭吸附131I或Mo的影响

表2 不同介质对AG1-×8树脂吸附131I与Mo的影响Table 2 Influence of mediums on absorption capacity of 131I and Mo on AG1-×8 resin

表3 不同介质对活性炭吸附131I与Mo的影响Table 3 Influence of mediums on absorption capacity of 131I and Mo on activated charcoal

注： “—”表示在H2O、pH为2.5的HNO3溶液与3%溴水介质中，上清液中Mo6+浓度为ICP-MS仪器检测下限之下。

3.4 阴离子交换色层法纯化Mo工艺流程中131I行为及去除效果

表4 阴离子交换色层法纯化99Mo工艺流程中131I的行为Table 4 Behavior of 131I in the purification procedure of 99Mo by anion exchange chromatography

表5 阴离子交换色层法纯化99Mo工艺流程中131I的去除效果Table 5 Decontamination effectiveness of 131I in the purification procedure of 99Mo by anion exchange chromatography

3.5 活性炭色层法纯化Mo工艺流程中131I行为及去除效果

表6 活性炭色层法纯化Mo工艺流程中131I的行为Table 6 Behavior of 131I in activated charcoal chromatography for 99Mo purification

表7 活性炭色层法纯化Mo工艺流程中131I的去除效果Table 7 Decontamination effectiveness of 131I in activated charcoal chromatography for 99Mo purification

3.6 裂变99Mo分离纯化工艺中131I的去除

表8 裂变99Mo分离纯化总工艺流程中131I的去除效果Table 8 Decontamination effectiveness of 131I in the whole chemical process for fission 99Mo

4 结论