Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die chemische Separation bzw. Trennung von Radionukliden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum automatisierten chemischen Trennen eines Radionuklids von einem anderen und im spezifischen bezieht sich die Erfindung auf die Automatisierung des Trennens eines kurzlebigen Folge- bzw. Tochterisotops von einem langlebigen Ausgangs- bzw. Mutterisotop, wobei das Tochterisotop in der Nuklearmedizin brauchbar ist.

Die Trennung von kurzlebigen alpha- und beta-emittierenden Radionuklid-Tochterisotopen von langlebigen Mutterisotopen ist für die medizinische Behandlung, insbesondere gegen Krebs ausgeführt worden. Die weitverbreitete Anerkennung der Verwendung von Strahlung, um unerwünschtes Zellwachstum, z. B. Krebs, zu beseitigen bzw. auszuschalten oder zu neutralisieren, hat zu erhöhtem Interesse an verschiedenen Spezies von Radionukliden geführt. Ein besonderes Interesse finden Radionuklide, z. B. ²¹³Bi, welches Alphastrahlung emittiert, oder Alpha-Emitter, da die Alphastrahlung, die durch diese Radionuklide emittiert wird, nicht in Gewebe tief eindringt. ²¹³Bi wird normalerweise als ein Folge- bzw. Tochterprodukt von ²²⁹Th(t_1/2 = 7300y) erzeugt. Die radioaktive Zerfallsreihe, in welcher ²¹³Bi festgestellt wird, ist wohlbekannt: ²³³U(1,62 × 10⁵ yr t_1/2) zu ²²⁹Th zu ²²⁵Ra (14,8 Tage t_1/2) zu ²²⁵Ac (10 Tage t_1/2) zu ²¹³Bi 47 min t_1/2). Die Töchter von Interesse für biologische Anwendungen beinhalten ²²⁵Ra, das zu ²²⁵Ac zerfällt. ²²⁵Ac seinerseits zerfällt durch eine Reihe von Schritten zu ²¹³Bi (t_1/2 = 45,6 m).

Kurz gesagt, durch Platzieren von Alpha-Emittern benachbart bzw. angrenzend an unerwünschtem Zellwachstum, z. B. einem Tumor, kann der Tumor der Alphastrahlung ohne unangemessenes Ausgesetztwerden des umgebenden gesunden Gewebes ausgesetzt werden. Bei vielen derartiger Schemen wird der Alpha-Emitter benachbart bzw. angrenzend an die Tumorstelle dadurch platziert, dass der Alpha-Emitter an einen Chelator gebunden wird, der seinerseits an einen monoklonalen Antikörper gebunden wird, welcher die Tumorstelle innerhalb des Körpers heraussuchen wird. Unglücklicherweise wird in vielen Fällen der Chelator ebenfalls sich an Metalle verschieden von dem erwünschten Alpha-Emitter binden. Es ist daher wünschenswert, dass die Anzahl von monoklonalen Antikörpern, die an Metalle verschieden von dem erwünschten Alpha-Emitter gebunden sind, minimiert wird. Infolgedessen ist es wünschenswert, dass der Alpha-Emitter von anderen Metallkationen hochgereinigt wird. Zusätzlich weisen Alpha-Emitter, z. B. ²¹³Bi(47 min t_1/2) sehr kurze Halbwertszeiten auf. Infolgedessen müssen, um diese kurzlebigen Radionuklide bei medizinischen Anwendungen effektiv zu verwenden, diese Radionuklide von anderen Metallen oder Verunreinigungen in einer kurzen Zeitperiode effizient getrennt werden, um die Menge des verfügbaren Alpha-Emitters zu maximieren. Darüber hinaus gibt es geringe Häufigkeit aufweisende Niedrig-Energie-&ggr;-Emissionen, welche mit ²¹³Bi verbunden sind und für bildgebende Untersuchungsmethoden an Patienten brauchbar sind. Eine detailliertere Beschreibung der Verwendung derartiger Radionuklide wird in zahlreichen Artikeln gefunden, einschließlich Pippin, C. Greg, Otto A. Gansow, Martin W. Brechbiel, Luther Koch, R. Molinet, Jaques van Geel, C. Apostolidis, Maurits W. Geerlings, und David A. Scheinberg. 1995. "Recovery of Bi-213 from an Ac-225 Cow: Application to the Radiolabeling of Antibodies with Bi-213'', Chemists' Views of Imaging Centers, herausgegeben von A. M. Emran, Pleaum Press, New York, NY (Pippin, 1995).

In 1996 begann Dr. David Scheinberg von dem Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, NY, das Verabreichen bzw. Applizieren von ²¹³Bi bei einem Patienten für die Behandlung von akuter Leukämie. ²¹³Bi ist ein Alpha-Emitter, der mit einem monoklonalen Antikörper verbunden werden kann, "ein entwickeltes (engineered) Proteinmolekül", das, wenn es an der Außenseite der Zellmembran angebracht wird, radioaktives ²¹³Bi abgeben kann, ein Alpha-Emitter mit einer Halbwertszeit von 47 Minuten. Dieser Anfangsversuch stellte die erste Verwendung von Alpha-Therapie für die menschliche Krebsbehandlung in den Vereinigten Staaten von Amerika dar.

Verschiedene Verfahren, um Wismut von anderen Radionukliden zu trennen, sind über die letzten paar Jahre entwickelt worden. Eine jüngere Arbeit, die dazu vorgesehen war, um Bi-Generatoren bzw. -Erzeuger zu entwickeln, hat sich auf die Verwendung eines aktinium-geladenen organischen Kationen-Austauschharzes konzentriert (Pippin, 1995; Wu, C., M. W. Brechbiel, und O. A. Gansow, 1996. An Improved Generator for the Production of Bi-213 from Ac-225, American Chemical Society Meeting, Orlando, Fl, August, 1996 (Wu, 1996); und Mirzadeh, S., Stephen J. Kennel und Rose A. Boll, 1996. Optimization of Radiolabeling of Immunoproteins with Bi-213, American Chemical Society Meeting, Orlando, Fl, August, 1996). Das Hauptproblem mit der organischen Kationen-Austauschmethode besteht darin, dass mit der Notwendigkeit für größere Mengen von "²²⁵Ac-cow"(< 20 mCi), der Generator durch die frühe Destruktion bzw. Zerstörung des aktiniumgeladenen organischen Kationen-Austauschharzes begrenzt ist. Versuche, um diese Zerstörung zu minimieren, sind verwendet worden durch Dr. Wu an dem National Institut of Health (Wu, 1996) und Dr. Ron Finn (Finn, R., M. McDevitt, D. Scheinberg, J. Jurcic, S. Larsen, G. Sgouros, J. Humm und M. Curcio (MSKCC); M. Brechbiel und O. Gansow (NIH); M. Geerlings, Sr. (Pharmactinium Inc., Wilmington, DE); und C. Apostolidis und R. Molinet (European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transruanium Elements, Karlsruhe, FRG.). 1997. "Refinements and Improvements for Bismuth-213 Production and Use as a Targeted Therapeutic Radiopharmaceutical", J. Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals, XL, S. 293 (MSKCC, 1997)). Anstelle des Ladens des ²²⁵AC als eine "Punkt"-Quelle an der oberen Fläche einer Kationen-Austauschsäule (Karlsruhe-Lösung), wird das Aktinium an einem Bereich des organischen Harzes in einem Chargen-Modus ausgetauscht. Die geladenen Ionen-Austauschperlen bzw. -kügelchen werden sodann mit nichtgeladenen Perlen bzw. Kügelchen gemischt, um den zerstörenden Effekt "zu verdünnen", wenn in einer Ionen-Austauschsäule platziert, die für Bi-Trennung verwendet wird. Das ²¹³Bi, das von dem Generator eluiert wird, ist chemisch reaktiv und es werden Antikörper-Radioaktive-Markierungs-Effizienzen von mehr als 80% (Zerfall korrigiert) leicht erreicht. Das gesamte Verfahren unter Einbeziehung der radioaktiven Markierung des monoklonalen Antikörpers findet bei Umgebungstemperatur innerhalb 20–25 Minuten statt. Die Immunreaktivität des Produkts wurde bei einem nominellen Wert von 80% bestimmt. Das resultierende Radiopharmazeutikum ist pyrogenfrei und steril. Jedoch ist bei diesem Versuch bzw. Lösungsversuch die Präparation der "Cow" vor der Trennung des Bi von dem organischen Harz zeitraubend und kann ALARA-Strahlungs-Normen nicht genügen. Zusätzlich verbleibt das ²²⁵Ac mit dem organischen Harz während der Lebenszeit des Generators (~20 Tage) verbunden, wobei organische Fragmente bzw. Bruchstücke in die ²¹³Bi-Produktlösung jedes Mal freigegeben werden, wenn die "Cow bzw. Kuh" gemolken wird.

Der Karlsruhe-Radionuklid-Generator, der in Koch, 1997 beschrieben wird, war in Unterstützung von Dr. David Scheinberg' s (Memorial Soan-Kettering Cancer Center (MSKCC), New York, NY), Verbinden von ²¹³Bi mit einem rekombinanten humanisierten M 195 (HuM195)-Antikörper entwickelt worden. Das gesamte ²²⁵Ac war an einem Einlassrand bzw. -kante einer AGMP-50-Kationen-Austauschharzsäule geladen. Wegen der Strahlungszerstörung bzw. -beschädigung an der Ionen-Austausch-Säule und Harz, wurde MSKCC bei dem Karlsruhe-Radionuklid-Generator geändert, um das ²²⁵Ac durch das Harzbett hindurch zu verteilen. Diese Änderung reduzierte die örtliche Strahlungsbeschädigung, aber weil das ²²⁵Ac in dem Harz erhalten bleibt, erleidet das Harz Beschädigung durch bzw. von der Alpha-Aktivität.

Ein Anorganisch-Ionen-Austausch-"Generator"-Konzept ist durch Gary Strathearn, Isotope Products Laboratories, Burbank, CA entwickelt worden und ist beschrieben (Ramirez Ana. R. und Gary E. Strathearn. 1996. Generator System Development of Ra-223, Bi-212 and Bi-214 Therapeutic Alpha-Emitting Radionuklides, American Chemical Society Meeting, Orlando, Fl, August, 1996) (Ramirez, 1996)). Bei diesem Lösungsweg werden anorganische polyfunktionale Kationen-Austauscher verwendet, um eine Beschädigung von dem intensiven Alpha-Beschuss zu vermeiden. Eine Säule von Alphasept 1^TM wird mit Salpetersäure (HNO₃) vorbehandelt, das ²²⁵Ac in 1 M HNO₃-Zuführung wird sodann an der Säule geladen und das ²¹³Bi-Produkt wird mit 1 M HNO₃ eluiert. Das Produkt HNO₃ muss sodann zur Trockenheit verdampft werden, um die Salpetersäure zu entfernen. Sie wird sodann zurück in Lösung mit einer geeigneten gepufferten Lösung gebracht, um die End-Bindung des Alpha-Emitters an einem Chelator und einem monokolylen Antikörper herzustellen. Der Verdampfungsschritt dehnt die Zeit aus, die dazu erforderlich ist, um das Endprodukt herzustellen, und begrenzt die Brauchbarkeit dieses Lösungsweges.

Ein Anionen-Austausch-Wismut-Separator und ein Verfahren wurden entwickelt, wie in der U.S.-Patentanmeldung 08/789.973 beschrieben, nunmehr U.S.-Patent. Das Verfahren erfordert die Handoperation von Spritzen und weist daher den Nachteil der Notwendigkeit eines technischen Labors auf, mit der inhärenten Möglichkeit des radioaktiven Ausgesetztwerdens bei dem Laborant.

Wegen der Notwendigkeit zum Erhöhen der Mengen an therapeutischen Radionukliden besteht die Notwendigkeit für ein Verfahren für eine rasche und sichere (geringes Ausgesetztwerden des Operators) Trennung und Reinigung von Folge- bzw. Tochter-Radioisotopen von Ausgangs- bzw. Mutter-Radioisotopen, beispielsweise ²¹³Bi von ²²⁹Th. Die US-A-5.154.897 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Tochter-Radioisotopen von einer Stammlösung (Cow), welche sowohl Tochter- als auch Mutter-Radioisotope aufweist, wobei die Vorrichtung eine Pumpe (nicht gezeigt und nicht spezifisch als bi-direktional definiert), ein Mehrwegeventil und ein Separations- bzw. Trennungsbett aufweisend. Die Cow wird zu dem Separationsbett zugeführt, welches das Tochter-Isotop enthält. Eine Wasch- bzw. Reinigungslösung wird durch das Separationsbett geschickt, um irgendeine Spur von Mutter-Isotop freizugeben, und schließlich wird das in dem Bett enthaltene Tochter-Isotop mit einem Eluierungsmittel eluiert.

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Separieren bzw. Trennen eines kurzlebigen Folge- bzw. Tochter-Isotops von einem langlebigen Ausgangs- bzw. Mutterisotop, mit Wiedergewinnung des Ausgangs- bzw. Mutter-Isotops für weitere Verwendung. Verwendung eines Systems mit einer bidirektionalen Pumpe und einem oder mehreren Ventilen.

Eine Lösung des Mutter-Isotops wird verarbeitet, um zwei getrennte Lösungen zu erzeugen. Eine von diesen enthält das Tochter-Isotop, von welchem die Mutter mit einem hohen Dekontaminationsfaktor entfernt worden ist, und die andere Lösung enthält das wiedergewonnene Mutter-Isotop. Der Prozess kann bei dieser Lösung des Mutter-Isotops wiederholt werden. Das System mit dem Fluidantrieb und einem oder mehreren Ventilen wird durch ein Programm an einem Mikroprozessor gesteuert bzw. geregelt, welcher eine Reihe von Schritten ausführt, um die Operation zu vollbringen.

Bei einem Lösungsweg wird die Cow-Lösung durch ein Separationsmedium geschickt, das das erwünschte Tochter-Isotop selektiv enthält, während das Mutter-Isotop und die Matrix durch das Medium gehen. Nach Waschen dieses Mediums wird die Tochter von dem Separationsmedium unter Verwendung einer anderen Lösung freigegeben.

Bei dem automatisierten Generator nach der vorliegenden Erfindung werden sämtliche Lösungsbehandlungsschritte, die dazu notwendig sind, um eine Tochter-/Mutter-Radionuklid-Trennung auszuführen, z. B. Bi-213 von Ac-225-"cow"-Lösung, in einer konsistenten, geschlossenen und ferngesteuerten Vorrichtung ausgeführt. Ein Ausgesetztwerden des Operators bzw. Bedienungsperson und eine Verteilung bzw. Zerstreuung von Kontaminierung werden, verglichen mit der manuellen Generatorprozedur, die in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 08/789.973 beschrieben ist, größtenteils minimiert.

Unter Verwendung von 16 mCi von Ac-225 gab es keine detektierbare äußere Kontaminierung der Instrumenten-Komponenten.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kürzerlebiges Tochter-Isotop von einem längerlebigen Mutter-Isotop in einem automatisierten System zu trennen und zu reinigen, wobei das Mutter-Isotop für zukünftige Verwendung wiedergewonnen wird.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, dass das Mutter-Isotop wiederverwendet werden kann, um mehr Tochter-Isotop zu einem späteren Zeitpunkt wiederzugewinnen, bei keiner manuellen Manipulation des involvierten Mutter-Isotops.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, dass das radiolytische Ausgesetztsein bzw. Ausgesetztwerden des Separationsmediums minimiert wird.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird insbesondere in dem abschließenden Teil dieser Patentschrift dargelegt und klar und deutlich beansprucht. Jedoch können sowohl die Organisation als auch die Methode der Operation zusammen mit weiteren Vorteilen und deren Gegenständen bzw. Aufgaben unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung am besten verstanden werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, in welchen gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Elemente beziehen.

1 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit getrennten Ventilen.

2 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit einem Multipositionsventil.

3a ist eine schematische Darstellung einer Systemvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit zwei Multipositionsventilen und einem Separator.

3b ist eine schematische Darstellung der Systemvorrichtung wie in 3a, jedoch mit einem wahlweisen Zweipositionsventil.

4a ist eine graphische Darstellung der Aktivität gegen Eluierungsmittel-Volumen, Eluations-Profil (Beispiel 1).

4b ist eine graphische Darstellung des Prozentsatzes von wiedergewonnenem Bi gegen Eluierungsmittel-Volumen (Beispiel 1)

5a ist eine graphische Darstellung der Aktivität gegen Eluierungsmittel-Volumen, Eluations-Profil (Beispiel 3)

5b ist eine graphische Darstellung des Prozentsatzes von wiedergewonnenem Bi gegen Eluierungsmittel-Volumen (Beispiel 3)

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Eine bi-direktionale Pumpe 100 ist mit einem Schlauch- bzw. Röhrensegment 102 verbunden. Die bidirektionale Pumpe 100 und das Röhrensegment 102 sind mit einer (nicht gezeigten) Pufferflüssigkeit gefüllt. Ein erstes Ventil 104 ist mit dem Röhrensegment 102 verbunden und mit einer (nicht gezeigten) Gaszufuhr verbunden, um ein Volumen eines Gases in Berührung mit der Pufferflüssigkeit zu ziehen. Ein zweites Ventil 106 ist mit dem Röhrensegment verbunden, um ein Ziehen einer (nicht gezeigten) ersten flüssigen Probe einer Mischung aus dem kurzlebigen Folge- bzw. Tochter-Isotop und dem langlebigen Ausgangs- bzw. Mutter-Isotop in das Röhrensegment dadurch zu erlauben, dass eine Menge der Pufferflüssigkeit abgezogen wird. Die erste flüssige Probe wird durch das Volumen des Gases dazwischen daran gehindert, die Pufferflüssigkeit zu berühren. Die Größe bzw. Abmessung (innerer Durchmesser) des Röhrensegments und einer anderen Röhre bzw. Röhren wird so ausgewählt, dass die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten im Zusammenwirken mit dem inneren Durchmesser in der Anwesenheit eines Gases ausreichend ist, um eine Strömung bzw. Strom der Flüssigkeit an dem Gas vorbei zu verhindern. Isolationsventile 108 können mit einbezogen sein.

Weil zusätzliche Ströme, z. B. Wasch- bzw. Reinigungsstrom, Eluierungsmittel-Strom, Abfall- bzw. Abwasserstrom, Reagenzstrom für die vollständige Operation eines Separationssystems notwendig sind, wird es bevorzugt, dass die Ventile 104, 106 und andere mit dem Röhrensegment 102 für die zusätzlichen Ströme verbunden werden, die in einem Multipositionsventil 200 zu sammeln sind, wie in 2 gezeigt.

Ein vollständiges System zum Trennen von Bi-213 von Ac-225 ist in 3a gezeigt. Die bi-direktionale Pumpe 100 ist eine digitale Hochpräzisions-Spritzenpumpe (Spritzenvolumen 10 ml)(Alitea USA, Medina WA). Das Röhrensegment 102 ist eine Wendel bzw. Spule, die mit einem ersten Multipositions-Ventil 200 verbunden ist, das das Gasventil oder -öffnung 104, das Proben- oder "Cow"-Ventil oder -Öffnung 106 und andere enthält, wie gezeigt. Eine Auslassöffnung 300 richtet bzw. lenkt Fluide zu einem Separator 302. Der Separatorauslass bzw. -ausgang ist mit einem zweiten Multipositionsventil 304 verbunden. Ein "Cow"-Reservoir bzw. -Behälter 306 ist mit Öffnungen an beiden der ersten und zweiten Multipositionsventile verbunden. Ein Produktreservoir bzw. -behälter 308 sammelt die erwünschte Radionuklidlösung. Zum Trennen von Bi-213 von Ac-255 ist der Separator 302 eine Anionen-Austausch-Membran.

Eine alternative Ausführungsform ist in 3b gezeigt, wobei diese Ausführungsform ein Zweipositionsventil 310 mit vier Öffnungen aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Multipositionsventil 200 mit einer Separationsreaktoröffnung (Zweipositionsventil 310, Öffnung 1) verbunden und ein Stapel bzw. Satz von Zonen wird von dem Röhrensegment 102 durch das Zweipositionsventil 310 zu dem Separator 302 mit einer spezifizierten Strömungsgeschwindigkeit abgegeben. Der Zweck des Zweipositionsventils 310 besteht darin, um für die Möglichkeit der Strömungsrichtungsumkehr durch den Separator 302 zu sorgen. Das Zweipositionsventil 310 ist wahlweise.

Ein bevorzugtes Material für die Separation ist ein Anionen absorbierendes Harz in der Form eines Membransystems, welches von 3M, St. Paul, MN, geliefert wird. Das Membransystem weist eine papierdünne organische Membran auf, welche das Anionen-Austauschharz enthält, das in einer Patrone bzw. Hülse eingearbeitet ist. Das Anionen-Austauschharz, Anex^TM, von Sarasep Corp., Santa Clara, CA, ist zu einem Pulver gemahlen und in einer PTFE (Polytrifluorethylen)-Membran in Übereinstimmung mit dem Verfahren befestigt, das in einem 3M-U.S.-Patent Nr. 5.071.610 beschrieben ist. Für unsere Untersuchungen bzw. Prüfungen war die Patrone 25 mm im Durchmesser. Sowohl die Patronengröße bzw. -abmessung als auch die Art des Anionen-Austauschharzes können in Abhängigkeit von der Größe geändert werden, die durch den Generator erforderlich ist. Alternativ kann das Anionen-Austauschharz in der Form von Partikeln sein, die in einer Säule platziert sind. Größe der Patrone oder Säule können durch die erwünschte Austauschkapazität bestimmt werden.

Alle Ventile sind vorzugsweise nicht-metallisch, z. B. Cheminert^TM, das von Valco Instrument Company, Inc. (Houston TX) erhalten wird. Ebenfalls sind die Reagenz- und Transportleitungen einschließlich des Röhrensegments 102 vorzugsweise nicht-metallisch und chemisch inert, z. B. Polytetrafluorethylen (Teflon), Polyvinyliden-Fluoridharz (Kynar), Polyetherethylketon (PEEK) und Kombinationen hieraus.

Die Pumpe und die Ventile werden von einem Mikroprozessor ferngesteuert. Irgendein Mikroprozessor und irgendeine Operationssoftware können verwendet werden, z. B. ein Lap-Top-PC unter Verwendung von FIALAB-Software (Alitea).

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung dient zum Separieren bzw. Trennen eines kurzlebigen Folge- bzw. Tochter-Isotops von einem langlebigen Ausgangs- bzw. Mutter-Isotop und weist die folgenden Schritte auf:

• (a) Füllen einer verbundenen bi-direktionalen Pumpe und eines mit dieser verbundenen Schlauch- bzw. Röhrensegments mit einer Pufferflüssigkeit;
• (b) Ziehen eines Volumens eines Gases in Berührung mit der Pufferflüssigkeit durch Ab- bzw. Zurückziehen einer ersten Menge des flüssigen Puffers; und
• (b) Ziehen eines ersten flüssigen Samples bzw. Probe aus einer Mischung des kurzlebigen Tochter-Isotops und des langlebigen Mutter-Isotops in das Röhrensegment durch Ab- bzw. Zurückziehen einer zweiten Menge der Pufferflüssigkeit, wobei die erste flüssige Probe von der Pufferflüssigkeit durch das Volumen des Gases getrennt wird.

Für die Trennung von Tochter-Radionukliden von Mutter-Radionukliden bestehen Einzelheiten sowohl dieser Schritte als auch von zusätzlichen Schritten aus System-Initialisierung (sequenziell), Separator-Konditionierung, Scrub- und Cow-Laden und -Abgabe durch den Separator und Tochter-Sammlung.

Im spezifischen kann ein Bi-Generator als das startende Material entweder ²²⁵Ac, getrennt von den Eltern bzw. Müttern, oder eine Mischung aus ²²⁵Ra/²²⁵Ac aufweisen. Es gibt Vorteile und Nachteile der Verwendung von ²²⁵Ra als ein Startmaterial. Wenn ²²⁵Ra von dem ²²⁵Ac nicht getrennt wird, wird die Menge von Bi hinsichtlich verfügbarer Radioaktivität als eine Funktion der Zeit erheblich ausgedehnt. Jedoch ist, wenn das ²²⁵Ra ebenfalls eine Fraktion von ²²⁴Ra enthält, weil die Original-Thorium-"Cow" sowohl ²²⁹Th und einen kleinen Prozentsatz an ²²⁸Th enthält, die Separation, um das Radium zu beseitigen, wünschenswert.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann in zwei Moden bzw. Art und Weisen verwendet werden, stapelnd und sequenziell. Der Stapelmodus weist Mehrfach-"Slugs" aus Flüssigkeit auf, welche durch Mehrfach-"Slugs" aus Gas getrennt sind, während der sequenzielle Modus nur einen "Slug" aus Gas aufweist, um sequenziell geladene "Slugs" aus Flüssigkeit von der Pufferflüssigkeit zu trennen.

Für die Trennung von Bi-213 von Ac-225 (ohne ²²⁵Ra) sind die Schritte unter Verwendung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung folgende:

• 1.1 Ventil 200 in Ablauf- bzw. Abflussposition (Öffnung 7). Die Spritze wird mit 10 ml/min entleert.
• 1.2 0,250 ml Luftsegment wird in die Haltespule bzw. -wendel mit 10 ml/min angesaugt.

Dieser Schritt wurde dazu verwendet, um zu gewährleisten, dass nur Luftsegment in der Haltespule bzw. -wendel und in der Hauptleitung des Multipositionsventils A vor der Lösungsabgabe vorhanden ist. Dieser Schritt beseitigt irgendwelche Möglichkeiten für die Kontaminierung von Reagenzlösungen mit Träger-Lösungsmittel und wurde als eine Vorsorge verwendet.

• 2a.1. Gas, vorzugsweise Luft, wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 104 (Öffnung 1 an dem ersten Multipositionsventil 200) gezogen, vorzugsweise etwa 2 ml bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 10 ml/min.
• 2a.2. Ein Membran-Konditionierungsreagenz (das gleiche wie "Cow" enthaltende Flüssigkeit, jedoch ohne die "Cow") wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, Öffnung 2, gezogen, vorzugsweise 4 ml von 0,5 HCL bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 ml/min.
• 2a.3. Das Membran-Konditionierungsagenz wird von dem Röhrensegment 102 durch den Separator 302 (Ventil 200, Öffnung 6) zu dem Abfluss ausgestoßen bzw. ausgetrieben (Ventil 304, Öffnung 6), gefolgt von Luft, vorzugsweise etwa 1,9 ml Luft bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 4 ml/min. Strömungsrichtung: Abwärtsströmung (in 3b, Öffnungen 1 und 2 an dem Zweiwege-Ventil sind verbunden).
• 2a.4. Das Ventil 200 wird zum Abfluss (Öffnung 7) geschaltet und verbleibende Luft (etwa 0,1 ml) wird von dem Röhrensegment 102 zum Abfluss ausgetrieben, gefolgt von 0,5 ml von Pufferflüssigkeit (oder Trägerlösung). Die Strömungsgeschwindigkeit ist vorzugsweise etwa 10 ml/min Pufferflüssigkeit (oder Trägerlösung), welche eine Flüssigkeit ist, die die Innenfläche(n) der Röhre bzw. Schlauch und/oder des Ventils nicht benetzt. Die bevorzugte Trägerlösung ist ein entionisiertes Wasser.

Für klinische Anwendungen kann die Trägerlösung eine sterilisierende bzw. keimfreimachende Lösung sein (z. B. 50–80% Ethanol-Lösung). Durch Verwendung von Ethanol-Lösung als eine Trägerlösung kann das Generator-Instrument steril gehalten werden. Durch Waschen bzw. Reinigen der Röhre mit Ethanol wird die Neigung, zu benetzen, minimiert.

An dieser Stelle wird der Separator 304 konditioniert und ist für Separation bereit. Alle Transportleitungen und der Separator 304 werden mit Luft gefüllt.

• 2b.1 Gas, vorzugsweise Luft, wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, die Öffnung 1, vorzugsweise etwa 1 ml, bei etwa 18 ml/min Strömungsgeschwindigkeit gezogen.
• 2b.2 Membran-Konditionierungsreagenz wird vom Ventil 200, Öffnung 2, in das Röhrensegment 102 angesaugt, vorzugsweise etwa 4 ml von etwa 0,5 HCL bei etwa 18 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 2b.3 Das Membran-Konditionierungsreagenz wird von dem Röhrensegment 102 durch den Separator 302 (Ventil 200, Öffnung 6) zum Abfluss (Ventil 304, Öffnung 6) ausgestoßen, gefolgt durch Luft, vorzugsweise etwa 1 ml mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 8 ml/min. Strömungsrichtung: Abwärtsströmung (Öffnungen 1 und 2 an dem Zweiwege-Ventil 310 (3b) sind verbunden).
• 2b.4 Luft wird durch das Ventil 200, Öffnung 1, in das Röhrensegment 102 angesaugt, vorzugsweise etwa 10 ml bei etwa 18 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 2b.5 Das Ventil 200 wird zur Membranposition (Öffnung 6) geschaltet. Etwa 10 ml von Luft wird durch den Separator 302 mit etwa 15 ml/min Strömungsgeschwindigkeit zum Abfluss (Ventil 304, Öffnung 6) ausgestoßen.

• 3a.1 Luft wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, Öffnung 1, gezogen, vorzugsweise etwa 2 ml bei etwa 10 nml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 3a.2 Scrub-Lösung wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, Öffnung 4, gezogen, vorzugsweise etwa 4 ml von etwa 0,005 M HCl bei etwa 10 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 3a.3 Luft wird in das Röhrensegment 102 gezogen, vorzugsweise etwa 2 ml bei etwa 10 ml/min.
• 3a.4 "Cow"-Lösung wird durch das Ventil 200, Öffnung 5 in das Röhrensegment 102 gezogen, vorzugsweise etwa 4 ml bei etwa 4 ml/min Strömungsgeschwindigkeit. Es wird darauf hingewiesen, dass das "Cow"-Volumen nur etwa 3 ml ist. Die Ansaugung von etwa 4 ml Volumen gewährleistet einen quantitativen Transfer bzw. Übertragung der "Cow"-Lösung in das Röhrensegment 102.

An dieser Stelle enthält das Röhrensegment 102 sequenziell gestapelte Zonen von "Cow"- und Scrub-Lösungen, getrennt durch die Luftsegmente. Alternativ,

• 3a.5 Multipositionsventil 304 ist in der "Cow"-Position (Öffnung 1)
• 3a.6 Multipositionsventil 200 ist in der Membranposition (Öffnung 6)
• 3a.7 Zweipositionsventil 310 (wahlweise) ist zu der Aufwärtsstrom-Position geschaltet (Öffnungen 1 und 4 sind verbunden)
• 3a.8 "Cow"-Lösung und Luft (vorzugsweise etwa 1,8 ml) werden zu dem Separator 302 abgegeben und der Abfluss bzw. Ausfluss wird zu dem ursprünglichen "Cow"-Speicherbehälter oder -reservoir 306 durch das Ventil 304 (Öffnung 1) gerichtet bzw. gelenkt. Dieser Schritt wird durch Abgeben von etwa 6,350 ml von der Haltewendel bzw. -spule bei 4 ml/min Strömungsgeschwindigkeit ausgeführt. (Es wird darauf hingewiesen, dass die tatsächlichen Volumina und die abgegebenen Volumina unterschiedlich sind. Die abgegebenen Volumina wurden in Kalttests bzw. -prüfungen experimentell festgestellt und berücksichtigen die Elastizität der in der Haltewendel bzw. -spule gestapelten Luftsegmente. Wir bestätigen, dass die Gesamtreproduzierbarkeit der Lösungsbehandlung nicht beeinträchtigt wurde)
• 3a.9 Multipositionsventil 304 ist in der Scrub-Position (Öffnung 2) 3a.10 Scrub-Lösung (vorzugsweise etwa 4 ml von etwa 0,005 M HCl) und Luft (vorzugsweise etwa 1,9 ml) werden zu dem Separator 302 abgegeben und zu dem Ventil 304 (Öffnung 2) gerichtet. Die Scrub-Fraktion wird für darauffolgende Analyse gesammelt.
• 3a.11 Ventil 200 wird zum Abfluss (Öffnung 7) geschaltet und verbleibende Luft (etwa 0,1 ml) wird von der Haltespule zu Ausfluss ausgestoßen, gefolgt durch die Trägerlösung (etwa 0,5 ml). Die Strömungsgeschwindigkeit ist vorzugsweise etwa 10 ml/min.

An dieser Stelle wird Bi-213. an der Anionen-Austauschmembran innerhalb des Separators 302 zurückgehalten und wird von der Mutter Ac-225 getrennt. Die Ac-225-"Cow"-Lösung wird in dem ursprünglichen Speicherfläschchen oder -reservoir 306 wiedergewonnen. Der Separator 302 und die Transportleitungen werden mit Luft gespült. Der Separator 302 ist für Bi-213-Eluation bereit.

• 3b.1 Luft wird durch das Ventil 200, Öffnung 1, in das Röhrensegment 102 angesaugt, vorzugsweise etwa 1 ml bei etwa 10 ml/min.
• 3b.2 Ventil 200 wird zur "Cow"-Position (Öffnung 5) geschaltet. Etwa 4 ml "Cow" werden in das Röhrensegment 102 mit etwa 4 ml/min Strömungsgeschwindigkeit gezogen. Ac-225-"Cow"-Lösungsvolumen ist nominell 3,1 ml. Ansaugung von etwa 4 ml gewährleistet einen quantitativen Transport der "Cow"-Lösung in das Röhrensegment 102.
• 3b.3 Der Operator wird aufgefordert, ein weiteres Voranschreiten mit der automatisierten Separation zu bestätigen.
• 3b.4 Ventil 200 wird zu der Membranposition (Öffnung 6) geschaltet. Ventil 304 wird zur "Cow"-Rückkehrposition (Öffnung 1) geschaltet. Das Zweipositionsventil 310 wird zu der Aufwärtsstromposition geschaltet (Öffnungen 1 und 4 sind verbunden).
• 3b.5 Etwa 5 ml werden von dem Röhrensegment 102 zu dem "Cow"-Speicherfläschchen 306 (Ventil 304, Öffnung 1) mit etwa 4 ml/min Strömungsgeschwindigkeit ausgestoßen. Ac-225-"Cow"-Lösung wird durch den Separator 302 getrieben und wird zu dem Speicherfläschchen 306 zurückgeführt.
• 3b.6 Ventil 200 wird zur "Luft"-Position (Öffnung 1) geschaltet. Etwa 10 ml von Luft wird in das Röhrensegment 102 mit etwa 8 ml/min Strömungsgeschwindigkeit angesaugt.
• 3b.7 Das Ventil 200 wird zur Membranposition (Öffnung 6) geschaltet. Das Zweipositionsventil xx wird zur Abwärtsstrom-Position geschaltet (Öffnungen 1 und 2 sind verbunden.
• 3b.8 Etwa 10 ml von Luft wird von dem Röhrensegment 102 zu dem "Cow"-Speicherfläschchen 306 durch das Ventil 304, Öffnung 1, mit etwa 15 ml/min Strömungsgeschwindigkeit ausgestoßen.

An dieser Stelle ist Bi-213 in den Separator 302 geladen, Ac-225-Lösung wird zu dem ursprünglichen Speicherfläschchen 306 zurückgeführt.

• 3b.9 Das Ventil 200 wird zur Luftposition (Öffnung 1) geschaltet. Das Ventil 304 wird zu der Scrub-Position (Öffnung 2) geschaltet.
• 3b.10 Luft wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, Öffnung 1, angesaugt, vorzugsweise etwa 1 ml bei etwa 10 ml/min.
• 3b.11 Ventil 200 wird zu der Scrub-Position (Öffnung 4) geschaltet. Etwa 4 ml von Scrub-Lösung werden in das Röhrensegment 102 mit etwa 20 ml/min. gezogen.
• 3b.12 Ventil 200 wird zu der Membranposition (Öffnung 6) geschaltet. Etwa 5 ml werden von dem Röhrensegment 102 durch den Separator 302 zu der Scrub-Position des Ventils 304, Öffnung 2, mit etwa 6 ml/min. ausgetrieben (Aufwärtsstromrichtung durch den Separator 302).
• 3b.13 Ventil 200 wird zu der "Luft"-Position (Öffnung 1) geschaltet. Etwa 10 ml an Luft werden in das Röhrensegment 102 mit etwa 18 ml/min. angesaugt.
• 3b.14 Ventil 200 wird zu der Separator-Position geschaltet. Etwa 10 ml an Luft werden von dem Röhrensegment 102 zum Ausfluss (Ventil 304, Öffnung 6) mit etwa 15 ml/min. ausgetrieben.

• 4a.1 Das Zweipositionsventil 310 wird geschaltet. Die Strömungsrichtung durch den Separator 302 wird für Bi-213-Eluierung umgekehrt (Abwärtsstrom, Öffnungen 1 und 2 am Zweipositionsventil 310 sind verbunden).
  
  Es wird darauf hingewiesen, dass die Strömungsrichtung durch den Separator 302 relativ zu Ac-225-Lade- und -Scrub(Wasch)-Schritten umgekehrt wird.
• 4a.2 Multipositionsventil 304 wird in die Bi-213-Produktposition (Öffnung 3) eingestellt.
• 4a.3 Ein Luftsegment wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, Öffnung 1, gezogen, vorzugsweise etwa 2 ml bei etwa 10 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 4a.4 Eluierungsmittel wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200, Öffnung 3, gezogen, vorzugsweise etwa ein 8 ml-Teil von etwa 0,1 M Natriumacetat bei etwa 18 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 4a.5 Das Eluierungsmittel wird von dem Röhrensegment 102 durch den Separator 302 (Ventil 200, Öffnung 6) zum Produktfläschchen 306 (Ventil 304, Öffnung 3) ausgetrieben, vorzugsweise etwa 8 ml von etwa 0,1 M Natriumacetat bei etwa 1 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 4a.6 Luft wird abgegeben, vorzugsweise etwa 1,9 ml bei etwa 4 ml/min Strömungsgeschwindigkeit.
• 4a.7 Ventil 200 wird zum Abfluss (Öffnung 7) geschaltet und verbleibende Luft (etwa 0,1 ml) wird von dem Röhrensegment 102 zum Abfluss ausgetrieben, gefolgt von etwa 0,5 ml der Trägerlösung. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt etwa 10 ml/min.

An dieser Stelle wird das Bi-213-Produkt von der Anionen-Austauschmembran in dem Separator 302 eluiert und in dem Produktfläschchen 306 gesammelt. Der Separator 302 und sämtliche Transportleitungen werden mit Luft gespült. Das System ist für den nächsten Separationslauf bereit.

• 4b.1 Ventil 200 wird zur Luftposition (Öffnung 1) geschaltet. Ventil 304 wird zur Produktposition (Öffnung 3) geschaltet.
• 4b.2 Luft wird in das Röhrensegment 102 durch das Ventil 200 (Öffnung 1) angesaugt, vorzugsweise etwa 1 ml bei etwa 10 ml/min.
• 4b.3 Ventil 200 wird zur Eluierungsposition (Öffnung 4) geschaltet. Etwa 4 ml von etwa 0,1 M NaOAc werden in das Röhrensegment mit etwa 20 ml/min gezogen.
• 4b.4 Zweipositionsventil 310 wird zur Abwärtsstrom-Position geschaltet (Öffnungen 1 und 2 sind verbunden). Es wird darauf hingewiesen, dass die Strömungsrichtung relativ zu den Ac-225-Lade- und Membran-Scrub(Wasch)-Schritten entgegengesetzt ist.
• 4b.5 Ventil 200 wird zur Separator-Position (Öffnung 6) geschaltet. Etwa 5 ml werden von dem Röhrensegment 102 durch den Separator 302 zum Produktfläschchen 308 (Ventil 304, Öffnung 3) bei etwa 1 ml/min (Abwärtsstromrichtung) ausgetrieben.
• 4b.6 Ventil 200 wird zur "Luft"-Position (Öffnung 1) geschaltet. Etwa 5 ml von Luft werden in das Röhrensegment 102 mit etwa 18 ml/min. angesaugt.
• 4b.7 Ventil 200 wird zur Separatorposition geschaltet. Etwa 5 ml von Luft werden von dem Röhrensegment 102 zum Produktfläschchen 308 (Öffnung 3, Ventil 304) mit etwa 15 ml/min ausgetrieben.

Nachdem die Membran ausgetauscht oder möglicherweise für Wiederverwendung gereinigt worden ist, ist das Instrument dazu bereit, mit einer nächsten Separation voranzuschreiten.

Sämtliche Reagenz- und Transportleitungen wurden aus FEP-Teflon-Schlauch- bzw. -Röhrenmaterial mit 0,8 mm im Durchmesser hergestellt (Upchurch Scientific, Oak Harbor WA). Die Haltespule bzw. -wendel wurde aus FEP-Schlauch- bzw. Röhrenmaterial mit 1,6 mm im Durchmesser hergestellt (Upchurch). Die Länge des Röhrensegments 102 war 6,25 m (berechnetes Volumen 12,5 ml) und zu einer Spule bzw. Wendel gewunden. Der Zweck des Röhrensegments 102 besteht darin, Reagenzlösungen unterzubringen, die in dem Separationslauf ohne ihre Einleitung in die Spritzenpumpe erforderlich sind. Sämtliche notwendigen Reagenzien einschließlich der "Cow"-Lösung wurden um das Ventil 200 herum platziert. Das Ventil 304 wurde dazu verwendet, um die Abflüsse in getrennte Fläschchen bzw. Violen zu sammeln oder um diese zum Abfluss zu lenken bzw. zu richten.

Die Effizienz der automatisierten Separationen wurde unter Verwendung einer tragbaren Hochreinheit-Germanium(HPGe)-Gamma-Spektroskopiereinheit überwacht. Die Bi-213-Produktfraktionen, Scrub-Fraktionen und Ac-225-"Cow"-Lösungen wurden gesammelt und gezählt, um Bi-213-Wiedergewinnung und -Reinheit und Ac-225-Verluste während des Separationslaufes zu schätzen bzw. zu berechnen. Die Zählexperimente wurden unter Verwendung von Standard-Prozeduren bzw. -Verfahren ausgeführt.

Ein Experiment wurde unter Verwendung der Vorrichtung und der gestapelten Methode nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt, um die Separation bzw. Trennung von etwa 3 Milli-Curie Bi-213 von Ac-225 zu demonstrieren.

Eine 25 mm-Anionen-Austauschmembranscheibe (3M Company, St. Paul MN) wurde als ein Separationsmedium in dem Separator 302 verwendet. Wegen der geringen Aktivität der Radionuklide wurden Niedrigdruck-Ventile (34,5 bar (500 psi) Gas-Nenndruck bzw. -Druckstufe) verwendet.

Die Tabelle E1-1 und 4a, 4b zeigen die Ergebnisse. Die Eluierungsmittel-Fraktionen wurden in 1 ml-Inkrementen bzw. -Stufen gesammelt, um das Eluierungsprofil von Bi-213 zu bewerten bzw. auszuwerten. Die Gamma-Spektroskopie zeigte an, dass Ac-225-"Cow"-Lösung in dem ursprünglichen Speicherbehälter quantitativ (mit Zählfehlern) zurück- bzw. wiedergewonnen wurde. Eine gute Produktwiedergewinnung wurde unter Verwendung von 0,1 M Natriumacetat-Eluierungsmittel erreicht. 4a zeigt, dass die Bi-213-Eluierung etwa 73% von Bi-213-Aktivität ergibt, die im ersten ml der Eluierungsmittellösung wiedergewonnen wurde. 4b zeigt, dass über 87% des Bi-213-Produkts mit 4 ml des Natriumacetat-Eluierungsmittels wiedergewonnen wurden.

Ein Experiment wurde mit der Vorrichtung und dem gestapelten Verfahren nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt, wobei der Separator 302 eine Miniatur-Anionen-Austauschsäule anstelle einer Anionen-Austauschmembran aufwies. Ventile waren wie im Beispiel 1.

Die Miniatur-Sorbenssäule wurde aus FEP-Schlauch- bzw. -Röhrenmaterial (Upchurch) mit 1,6 mm im Durchmesser unter Verwendung von 1/4-28 flanschlosen Verbindern und Armaturen (Upchurch) und 25 &mgr;m FEP-Fritten (Alltech Associates, Deerfield, IL) hergestellt. Die Länge der Säule war 3 cm (berechnetes Volumen 0,06 ml). Die Säule wurde mit oberflächenderivatisierten starkbasischen Anionen-Austauschpartikeln auf Styrolbasis bepackt (Partikelgröße 50 &mgr;m) in Cl^–-Form, die von OnGuard-A^TM-Column (Dionex Corporation, Sunnyvale CA) erhalten werden.

Das Volumen eines Luftsegments, das dazu verwendet wird, um Ansaugzonen zu trennen, war 2 ml. Die Reagenzvolumina und die Strömungsgeschwindigkeiten für das Säulentrennungsexperiment sind in Tabelle E2-1 aufgelistet.

Gerade wie zuvor wurde die Strömungsrichtung für den Eluierungsschritt umgekehrt. Die Eluierungsmittel-Fraktionen wurden in 1 ml-Inkrementen bzw. Schritten gesammelt. Die Trennung wurde unter Verwendung von 3 ml von der "Cow"-Lösung durchgeführt, welche Tracer-Mengen von Ac-225/Bi-213 enthält. Jedoch wurden nur ca. 2 ml der "Cow"-Lösung in dem Ablauf (aufgrund eines Programmierungsfehlers) verwendet. Um die Effektivität des Trennungsverfahrens zu prüfen bzw. zu bewerten, wurde die verwendete Portion bzw. Teil der "Cow" in einem separaten Fläschchen wiedergewonnen.

Die Ergebnisse der automatisierten Bi-213-Trennung unter Verwendung einer Miniatur-Ionenaustauschsäule sind in Tabelle E2-2 angegeben.

Gerade wie im Falle einer Membranentrennung wurde die Ac-225-"Cow"-Wiedergewinnung innerhalb der Zählfehler quantitativ. Es wurde eine gute Produktwiedergewinnung erhalten. Der erste ml des Produkt-Eluierungsmittels enthielt ca. 70% der Produktaktivität.

Annähernd 94% des Bi-213-Produkts wurden mit 3 ml von 0,1 M Natriumacetat-Eluierungsmittel wiedergewonnen. Diese vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass eine automatisierte Bi-213-Produktion unter Verwendung einer Miniaturionenaustauschersäule effizient ausgeführt werden kann. Die Wahl des Sorbens (oberflächenfunktionalisierte, nichtporöse Ionenaustauscherkügelchen bzw. -perlen) ergibt eine rasche Austauschkinetik. Darüber hinaus wurde beaobachtet, dass die Miniatursäule sehr effizient mit Luft gespült wird, welche irgendeine interstitielle Flüssigkeit beseitigt. Dies ist vorteilhaft für die Wiedergewinnung einer "Cow"-Lösung. Ferner wurden die Totvolumina des Säulenreaktors relativ zu einer Membranscheibe, die in einem vorherigen Experiment verwendet wurde, wesentlich kleiner. Dies ist für hohe Trennungsfaktoren wünschenswert.

In ergänzenden Experimenten bewerteten wir die Leistungsfähigkeit einer im Handel erhältlichen, konischen bzw. sich verjüngenden Mikrosäule (0,05 ml Volumen), die mit On-Guard-A-Ionenaustauscherkügelchen bepackt war. Die "Cow"- und Scrub-Lösungen wurden an dem engen Ende geladen, während der Eluierungsschritt von dem weiteren Ende ausgeführt wurde. Die experimentellen Ergebnisse (Bi-Wiedergewinnung und Eluierungsprofil) waren mit denen vergleichbar, die unter Verwendung einer nicht-konischen Säule erhalten wurden.

Experimente wurden durchgeführt, um die automatisierte Trennung von Bi-213 unter Verwendung von etwa 16 mCi von Ac-225 zu demonstrieren. Die ~16 mCi von ²²⁵Ac wurden von ORNL als ein getrocknetes Chloridsalz in einem V-Fläschchen erhalten, wie in Tabelle 3-1 gezeigt. Das ²²⁵Ac wurde in 3,1 ml von 0,5 M HCl gelöst und gesampled. Das erhaltene ²²⁵Ac wurde befunden, 16, 35 mCi zu sein. Das ²²⁵Ac- zu ²²⁵Ra-Verhältnis war 391, wenn verglichen mit dem Produkt ²²⁵Ac von > 1,068. Das ²²⁵Ac- zu ²²⁹Th-Verhältnis wurde als 2,54 E + 4 bestimmt. Die ICP-Analyse zeigt Verunreinigung von Al und Cr. Diese Verunreinigung ist gleich zu 0,7 mg Al und 0,05 mg Cr pro mCi von ²²⁵Ac.

Eine 25 mm-Anionenaustauschmembranscheibe (3M Company, St. Paul, MN) wurde als Separations- bzw. Trennungsmedium in dem Separator 302, wie in Beispiel 1, verwendet. Jedoch wurden Hochdruckventile (5000 psi Gas-Nenndruck) wegen der größeren Radionuklid-Aktivität, verglichen mit Beispielen 1 und 2, verwendet.

Das experimentelle Verfahren, das bei diesem Experiment verwendet wurde, war sequenziell, wobei eine manuelle Operation minimiert wurde. Folglich wurden Ac-225-"Cow"- und Scrub(Wasch)-Lösungen in dem Röhrensegment 102 nicht gestapelt, wie in Beispiel 1 und 2, vielmehr wurden "Cow"- und Scrub-Lösungen angesaugt und sequenziell abgegeben.

Ein 0,25 ml Luftsegment wurde in dem Röhrensegment 102 zu dem Beginn des Trennungsverfahrens platziert und wurde bis zu dem Ende des Trennungslaufes nicht herausgetrieben. Das Volumen des Luftsegments, das dazu verwendet wurde, um Zonen in der Haltespule zu trennen, war 1 ml. Dieses Luftsegment wurde durch die Membran getrieben, um Lösungen wiederzugewinnen. Auf die Lösungsabgabe folgend wurde ein zusätzliches Volumen von Luft (10 ml) in die Spule gezogen und durch die Membran abgegeben, um eine vollständige Beseitigung von Flüssigkeit aus der Membranscheibe und den Transportleitungen zu gewährleisten. Der Trennungslauf startet, wenn die Membranenscheibe und alle Transportleitungen mit Luft gefüllt sind.

Die Membranenscheibe wird vertikal positioniert, wobei sich die Luer-Adapterseite an der Oberseite befindet. Die 3M-Scheibe wurde mit 0,005 M HCL gereinigt, um die interstitielle Zuführung und Säure zu beseitigen. Das sorbierte ²¹³Bi-Chlorkomplex-Anion wurde sodann mit 1 ml/min-Schritten unter Verwendung von 0,1 M NaOAc, pH 5,5 eluiert. Die 3M-web (nach Eluierung), die 4 ml der Reinigungslösung und jede der 1 ml-Abflussfraktionen wurden gesampled und unter Verwendung des tragbaren GEA-Systems gezählt. Ein Sample bzw. Probe (10 &mgr;l) des ersten 1 ml des Abflusses wurde zu dem analytischen Labor für vollständige Analyse geschickt; und der Ausgleich des 1 ml wurde für verbindende Studien bzw. Untersuchungen verwendet. Der obige Test bzw. Prüfung wurde nach etwa 3 Stunden des ²¹³Bi-Einwuchses wiederholt. Die Bedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle E3-2 gezeigt. Tabelle E3-2 Eluierungsbedingungen und -ergebnisse Konditionierung: 5 ml von 0,5 M HCl @ 10 ml/min. ²²⁵Ac "Cow": 3 ml von 0,5 M HCl, ~16 mCi ²²⁵Ac, @ 4 ml/min. Wasch- bzw. Reinigungslösung: 4 mL von 0,005 M HCl, @ 10 ml/min. Eluierung: 4 mL von 0,1 M Na-Acetat, pH ~5,5, @ 1 ml/min.

Ergebnisse (Tabelle E3-3) für eine Eluierungsprüfung unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung: Tabelle E3-3 Eluierungsprüfungsergebnisse #1 Eluierung, 1 ml %Bi 1 69,8 2 11,9 3 4,0 4 2,1 3M-Web 8,6 Reinigen, 4 ml 2,5 Material 99,9

Das oben angegebene experimentelle Verfahren wurde angewendet, um Bi-213 von 16 mCi von Ac-225 zu trennen. Annähernd 88% des ²¹³Bi wurden in 4 mL von 0,1 M NaOAc, pH 5,5, wiedergewonnen, 5a, 5b. Annähernd 80% des wiedergewonnenen Bi-213 war in dem ersten Milliliter der Eluierungsmittellösung vorhanden.

Zwei Experimente wurden durchgeführt, um das Verbinden der ²¹³Bi-Produkte von Beispiel 3 zu demonstrieren. Die zwei Proteine enthielten einen caninus-monoklonalen Antikörper CA12.10C12, welcher mit dem CD45 Antigen an hämatopoetischen Zellen reaktiv ist, und rekombinantes Streptavidin (r-Sav). Das r-Sav wurde mit 1,5 CHX-B DTPA Chelaten/Molekül modifiziert. Bei jeder Markierungs-/Verbindungs- bzw. Verkettungs-Reaktion wurde eine 200 &mgr;g-Menge von r-Sav in 120 &mgr;l phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) verwendet. Der Anti-CD45-caninus-monoklonale Antikörper wurde mit 3,6 CHX-B DTPA Chelaten/Molekül modifiziert. Bei jeder Reaktion wurde eine 100 &mgr;g-Menge des monoklonalen Antikörpers in 120 &mgr;l von PBS verwendet. Die 120 &mgr;l der Proteinlösung wurden mit 100 &mgr;L von 1 M NaOAc, pH 5,5 und ~300 &mgr;l von ²¹³Bi von der ersten Fraktion des Eluierungsmittels gemischt. Eine anfängliche Bestimmung der Menge von Radioaktivität wurde unter Verwendung eines Capintec CRC-7-Dosiskalibrators bestimmt. Nach 10 Minuten Reaktionszeit wurde die Mischung an der Oberseite einer NAP-10 (G-25)-Größe-Exklusions- bzw. -Ausschlusssäule platziert und eluiert. Eluierungsfraktionen (200 &mgr;l von jedem PBS) wurden in getrennten Mikrozentrifugenröhren gesammelt und gezählt. Das leere Reaktionsfläschchen und die eluierte NPA-10-Säule wurden ebenfalls gezählt. Die Zählergebnisse wurden für die Halbwertszeit von ²¹³Bi zerfalls- bzw. abkling-korrigiert und es wurde eine Radioaktivitätsbalance ermittelt. Ergebnisse von zwei Läufen sind in Tabellen 4-1 und 4-2 gezeigt.

• Protein – 120 &mgr;l (200 &mgr;g r-Sav)
• Puffer – 100 &mgr;l, 1 M NaOAc, pH 4 300 &mgr;L, ²¹³Bi enthaltend 2,36 mCi

• Protein – 120 &mgr;l (100 &mgr;g Anti-CD45-Caninus mAb)
• Puffer – 100 &mgr;l. 1 M NaOAc, pH 4 200 &mgr;L, enthaltend 1,9 mCi ²¹³Bi

Nach Reinigung an NAP-10-Säulen, 72% (1,7 mCi) des ²¹³Bi markiert mit r-Sav, und 69% (1,31 mCi) markiert mit Anti-CD45-Caninus mAb, 12.10C12. Diese Prozentsätze werden von den Daten in Tabellen 4-1 und 4-2 abgeleitet und sind für therapeutische Anwendungen ausreichend.