upported ionic liquid phases for extraction and separation of medical radiolanthanides - Towards purification of medical samarium-153

Promovendus/a: Michiel Van de Voorde

Promotor(en): Prof. dr. Koen Binnemans, Dr. Thomas Cardinaels

adioisotopen zijn een belangrijk instrument in de nucleaire geneeskunde, waar ze ingezet worden voor de behandeling van verschillende soorten kanker en voor medische beeldvorming. Verschillende elementen uit de lanthanidenreeks hebben isotopen die geschikt zijn in nucleaire geneeskunde vanwege hun voordelige vervaleigenschappen. Sommige van deze radiolanthanididen kunnen zelfs dienen in theranostiek aangezien ze tegelijkertijd deeltjes uitzenden die bruikbaar zijn voor therapie en fotonen uitzenden die bruikbaar zijn voor beeldvorming. Dikwijls vervallen deze radiolanthaniden in stabiele dochternucliden, waarbij de achtergrondstraling voor de patiënt na de behandeling gelimiteerd blijft.

Radionucliden kunnen efficiënt geproduceerd worden in een nucleaire reactor door een (verrijkt) doelwit met neutronen te bombarderen. Afhankelijk van de gevolgde productiestrategie, kan het radiolanthande chemisch verwijderd wrorden van het doelwitmateriaal (dragervrij, n.c.a.), of kan het niet verwijderd worden van het doelwitmateriaal (drager-toegevoegd, c.a.). Radiochemische verwerking van doelwitmaterialen na bestraling is vereist om sufficiently hoge specifieke activiteiten voor doelgerichte radiotherapie te bekomen (in geval van n.c.a.), of om voldoende hoge radionuclidische zuiverheid te bekomen (in geval van c.a.).

In het kader van dit project werd een nieuwe en innovatieve scheidingsmethode voor samarium en europium ontwikkeld. In een eerste stap wordt Eu(III) gereduceerd tot zijn tweewaardige toestand in geconcentreerde nitraatzoutoplossing , waarna Sm(III) in een tweede stap selectief wordt geëxtraheerd naar een ionische vloeistof fase. Sm(III) kan gemakkelijk terug-geëxtraheerd worden naar een waterige fase door middel van water, d.w.z. door vermindering van de totale zoutconcentratie in het systeem. Op deze manier werd een eenvoudige maar efficiënte scheidingsmethode tot stand gekomen. Na de ontwikkeling van de solventextractiemethode werd de aanpak vertaald naar het gebruik van geïmmobiliseerde ionische vloeistoffasen (SILPs), waarbij de ionische vloeistof werd geïmpregneerd op een vaste drager. Deze SILPs kunnen worden gebruikt als stationaire fase in de extractiechromatografie en hebben hun bewezen in staat te zijn om Sm(III) en Eu(II) te scheiden. De ontwikkelde methode toont een hoog potentieel om te worden toegepast in de radiochemische verwerking van medische Sm-153.