布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的醫(yī)用同位素研究和生產(chǎn)(MIRP)團(tuán)隊(duì)的一名成員，在新的熱室區(qū)處理靶以制造醫(yī)用同位素，如錒-225。用于操縱靶件和執(zhí)行化學(xué)提取的機(jī)械臂的操作需要出色的深度感知和手眼協(xié)調(diào)能力。

由于美國(guó)能源部(DOE)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的醫(yī)用同位素設(shè)施最近進(jìn)行了升級(jí)，錒-225 (Ac-225)這種顯示出治療癌癥巨大前景的同位素現(xiàn)在可以從實(shí)驗(yàn)室直接生產(chǎn)、純化和運(yùn)輸。第一批貨物于3月中旬離開(kāi)布魯克海文。

布魯克海文實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)同位素研究與生產(chǎn)(MIRP)主任Cathy Cutler表示：“此次升級(jí)將簡(jiǎn)化Ac-225的整體生產(chǎn)和分銷(xiāo)到研究中心，無(wú)需將材料運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行最終處理。”。

Ac-225的前景源于這種放射性同位素的衰變方式。它會(huì)發(fā)射α粒子，這種粒子可以在短距離內(nèi)對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生致命的沖擊。將Ac-225粘附到靶向腫瘤的分子上，可能會(huì)殺死癌癥細(xì)胞，而不會(huì)損害周?chē)M織。Ac-225也可以用于生成另一種發(fā)射α粒子的鉍-213。

這張長(zhǎng)時(shí)間曝光的圖像使人們有可能看到錒-225的光芒，這種同位素顯示了治療癌癥的巨大前景。

自2014年以來(lái)，MIRP的科學(xué)家一直是DOE同位素計(jì)劃“三個(gè)實(shí)驗(yàn)室”( Tri-Lab)的一部分，旨在生產(chǎn)Ac-225(和Ac-225/Bi-213發(fā)生器)，以便醫(yī)生可以進(jìn)行臨床試驗(yàn)來(lái)測(cè)試其療效。布魯克海文和洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家利用強(qiáng)大的質(zhì)子加速器照射由釷-232制成的靶。質(zhì)子轟擊將一些釷原子轉(zhuǎn)化為錒-225。布魯克海文和洛斯阿拉莫斯將經(jīng)過(guò)輻照的靶件運(yùn)往橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室擁有提取和純化同位素的設(shè)施。

Cutler說(shuō)：“MIRP的Dmitri Medvedev在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面發(fā)揮了巨大作用，既開(kāi)發(fā)了我們?cè)诓剪斂撕Ｎ闹本€(xiàn)加速器同位素生產(chǎn)商(BLIP)使用的靶件，又與Tri-Lab團(tuán)隊(duì)合作處理α粒子發(fā)射。”。

三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的共同努力建立了可靠的、常規(guī)的Ac-225生產(chǎn)，并證明了該工藝是可擴(kuò)展的。但“熱室”空間的可用性——處理放射性材料所需的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備——限制了Ac-225的生產(chǎn)量。

2018年，布魯克海文團(tuán)隊(duì)和能源部制定了一個(gè)解決方案。在能源部科學(xué)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目850萬(wàn)美元的投資下，他們開(kāi)始翻新一個(gè)自20世紀(jì)90年代以來(lái)一直在布魯克海文休眠的舊冶金實(shí)驗(yàn)室。由布魯克海文實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和運(yùn)營(yíng)理事會(huì)的Brian McCaffrey領(lǐng)導(dǎo)的改造工作包括改造過(guò)時(shí)的熱室設(shè)施和實(shí)驗(yàn)室，以創(chuàng)建一個(gè)新的多用途(AP)熱室設(shè)施，增強(qiáng)布魯克海文的同位素項(xiàng)目處理能力。

Cutler說(shuō)：“ORNL幫助我們翻譯了這里的過(guò)程。我們還必須獲得特殊許可，并安裝新的輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備。”

布魯克海文的新AP熱室于3月完工，為DOE的同位素項(xiàng)目Ac-225處理點(diǎn)增加了一倍。這種擴(kuò)展的處理能力提供了冗余，使得布魯克海文和ORNL可以互為備份。

在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)進(jìn)行靶材照射和熱室處理有明顯的好處，它消除了涉及多個(gè)實(shí)驗(yàn)室和運(yùn)輸靶件所固有的物流挑戰(zhàn)，為生產(chǎn)更大批量的Ac-225建立了一條更有效的途徑。

Cutler表示：“現(xiàn)在我們可以在布魯克海文對(duì)靶件進(jìn)行照射和處理，這樣Ac-225就可以直接運(yùn)到研究中心。”

希望這種由加速器生產(chǎn)的Ac-225將推動(dòng)有前途的癌癥治療的發(fā)展，并最終支持獲得批準(zhǔn)的治療方法的市場(chǎng)需求。

布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室得到美國(guó)能源部科學(xué)辦公室的支持。科學(xué)辦公室是美國(guó)物理科學(xué)基礎(chǔ)研究的最大支持者，正在努力應(yīng)對(duì)我們這個(gè)時(shí)代一些最緊迫的挑戰(zhàn)。