El actinio-225 ( 225 Ac , Ac-225 ) es un isótopo del actinio . Sufre desintegración alfa a francio-221 con una vida media de 10 días, y es un producto de desintegración intermedio en la serie del neptunio (la cadena de desintegración comienza en 237 Np ). Excepto por cantidades minúsculas que surgen de esta cadena de desintegración en la naturaleza, 225 Ac es completamente sintético .
General | |
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Símbolo | 225 Ac |
Nombres | actinio-225, Ac-225 |
Protones | 89 |
Neutrones | 136 |
Datos de nucleidos | |
Abundancia natural | rastro |
Media vida | 9,920 d |
Isótopos parentales | 225 Ra ( β - ) 229 Pa ( α ) 225 Th ( EC ) |
Productos de descomposición | 221 Fr |
Masa de isótopos | 225.023229 (5) u |
Exceso de energia | 21637 ± 5 keV |
Modos de decaimiento | |
Modo de decaimiento | Energía de desintegración ( MeV ) |
α | 5.9351 |
Isótopos de actinio Tabla completa de nucleidos |
Las propiedades de descomposición del actinio-225 son favorables para su uso en la terapia alfa dirigida (TAT); Los ensayos clínicos han demostrado la aplicabilidad de los radiofármacos que contienen 225 Ac para tratar varios tipos de cáncer . Sin embargo, la escasez de este isótopo resultante de su necesaria síntesis en ciclotrones limita sus aplicaciones potenciales.
Decaimiento y ocurrencia
El actinio-225 tiene una vida media de 10 días y se descompone por emisión alfa . Es parte de la serie del neptunio , ya que surge como producto de la desintegración del neptunio-237 y sus hijas , como el uranio-233 y torio-229 . Es el último nucleido de la cadena con una vida media de un día hasta el penúltimo producto, el bismuto-209 (vida media2,01 × 10 21 años). [1] El producto de desintegración final de 225 Ac es estable 205 Tl .
Como miembro de la serie del neptunio, no ocurre en la naturaleza excepto como producto de trazas de 237 Np y sus hijas formadas por reacciones de captura de neutrones en 232 Th y 238 U primordiales . [2] Es mucho más raro que 227 Ac y 228 Ac, que ocurren respectivamente en las cadenas de desintegración del uranio-235 y torio-232 . Su abundancia se estimó en menos de1,1 × 10 −19 relativo a 232 Th y alrededor9,9 × 10 −16 en relación con 230 Th en equilibrio secular . [2]
Descubrimiento
El actinio-225 fue descubierto en 1947 como parte de la serie de neptunio hasta ahora desconocida, que fue poblada por la síntesis de 233 U. [3] Un equipo de físicos del Laboratorio Nacional Argonne dirigido por F. Hagemann informó inicialmente el descubrimiento de 225 Ac y identificó su vida media de 10 días. [4] Independientemente, un grupo canadiense dirigido por A. C. English identificó el mismo esquema de decadencia; Ambos artículos se publicaron en el mismo número de Physical Review . [3] [5] [6]
Producción
Como el 225 Ac no se encuentra en cantidades apreciables en la naturaleza, debe sintetizarse en reactores nucleares especializados. La mayoría de 225 Ac resulta de la desintegración alfa de 229 Th, pero este suministro es limitado porque la desintegración de 229 Th (vida media 7340 años) es relativamente lenta debido a su vida media relativamente larga. [7] También es posible criar 225 Ac a partir de radio-226 en la reacción 226 Ra (p, 2n). El potencial para poblar 225 Ac utilizando un objetivo de 226 Ra se demostró por primera vez en 2005, aunque la producción y manipulación de 226 Ra son difíciles debido al costo respectivo de extracción y los peligros de los productos de descomposición como el radón-222 . [7]
Alternativamente, se puede producir 225 Ac en reacciones de espalación en un objetivo de 232 Th irradiado con haces de protones de alta energía . [8] Las técnicas actuales permiten la producción de milicurios de 225 Ac; sin embargo, luego debe separarse de otros productos de reacción. [9] Esto se hace permitiendo que algunos de los nucleidos de vida más corta se descompongan; Los isótopos de actinio se purifican químicamente en células calientes y se concentra 225 Ac. Se debe tener especial cuidado para evitar la contaminación con actinio-227 emisor de beta de vida más larga . [8]
Durante décadas, la mayoría de 225 Ac se produjo en una instalación, el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee, lo que redujo aún más la disponibilidad de este isótopo incluso con contribuciones más pequeñas de otros laboratorios. [8] 225 Ac adicionales ahora se producen a partir de 232 Th en el Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Laboratorio Nacional de Brookhaven . [10] La instalación de TRIUMF y Canadian Nuclear Laboratories han formado una asociación estratégica en torno a la producción comercial de actinio-225. [11]
El bajo suministro de 225 Ac limita su uso en la investigación y el tratamiento del cáncer . Se estima que el suministro actual de 225 Ac solo permite alrededor de mil tratamientos contra el cáncer por año. [7] [12]
Aplicaciones
Los emisores alfa como el actinio-225 se favorecen en el tratamiento del cáncer debido al corto rango (algunos diámetros celulares ) de las partículas alfa en el tejido y su alta energía, lo que las hace altamente efectivas para atacar y matar las células cancerosas; específicamente, las partículas alfa son más eficaz para romper hebras de ADN . La vida media de 10 días de 225 Ac es lo suficientemente larga para facilitar el tratamiento, pero lo suficientemente corta como para que quede poco en el cuerpo meses después del tratamiento. [10] Esto contrasta con el 213 Bi investigado de manera similar , cuya vida media de 46 minutos requiere generación in situ y uso inmediato. Además, 225 Ac tiene una dosis letal media de varios órdenes de magnitud mayor que 213 Bi debido a su vida media más larga y las subsiguientes emisiones alfa de sus productos de desintegración. Cada desintegración de 225 Ac a 209 Bi genera cuatro partículas alfa de alta energía, lo que aumenta enormemente su potencia. [10] [13]
A pesar de su disponibilidad limitada, se han completado varios ensayos clínicos que demuestran la eficacia de 225 Ac en la terapia alfa dirigida. [8] [13] Los complejos que incluyen 225 Ac, como los anticuerpos marcados con 225 Ac, se han probado para atacar varios tipos de cáncer, incluida la leucemia , el carcinoma de próstata y el carcinoma de mama en humanos. [13] Por ejemplo, un fármaco experimental basado en 225 Ac ha demostrado ser eficaz contra la leucemia mieloide aguda sin dañar al paciente. Se están realizando más ensayos clínicos de otros fármacos. [10]
Ver también
- Isótopos de actinio
- Radio-223
- Bismuto-213
Referencias
- ^ Audi, G .; Kondev, FG; Wang, M .; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "La evaluación NUBASE2016 de las propiedades nucleares" (PDF) . Física C china . 41 (3): 03001–121. Código bibliográfico : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
- ^ a b Peppard, DF; Mason, GW; Gray, PR; Mech, JF (1952). "Ocurrencia de la serie (4n + 1) en la naturaleza" (PDF) . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 74 (23): 6081–6084. doi : 10.1021 / ja01143a074 .
- ^ a b Thoennessen, M. (2016). El descubrimiento de isótopos: una compilación completa . Saltador. págs. 112-113. doi : 10.1007 / 978-3-319-31763-2 . ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977 .
- ^ Fry, C .; Thoennessen, M. (2013). "Descubrimiento de isótopos de actinio, torio, protactinio y uranio". Tablas de datos atómicos y de datos nucleares . 99 (3): 345–364. arXiv : 1203.1194 . Código bibliográfico : 2013ADNDT..99..345F . doi : 10.1016 / j.adt.2012.03.002 .
- ^ Hagemann, F .; Katzin, LI; Studier, MH; Ghiorso, A .; Seaborg, GT (1947). "La serie radiactiva (4 n + 1): los productos de desintegración de U 233 ". Revisión física . 72 (3): 252. Bibcode : 1947PhRv ... 72..252H . doi : 10.1103 / PhysRev.72.252 .
- ^ Inglés, AC; Cranshaw, TE; Demers, P .; Harvey, JA; Hincks, EP; Jelley, JV; Mayo, AN (1947). "La serie radiactiva (4 n + 1)". Revisión física . 72 (3): 253-254. Código bibliográfico : 1947PhRv ... 72..253E . doi : 10.1103 / PhysRev.72.253 .
- ^ a b c Robertson, AKH; Ramogida, CF; Schaffer, P .; Radchenko, V. (2018). "Desarrollo de radiofármacos 225 Ac: perspectivas y experiencias TRIUMF" . Radiofármacos actuales . 11 (3): 156-172. doi : 10.2174 / 1874471011666180416161908 . PMC 6249690 . PMID 29658444 .
- ^ a b c d Departamento de Energía de EE. UU. (2018). "Cómo los científicos descubrieron una nueva forma de producir actinio-225, un isótopo médico poco común" . Phys.org . Consultado el 8 de noviembre de 2019 .
- ^ Griswold, JR; Medvedev, DG; Engle, JW; et al. (2016). "Producción de aceleradores a gran escala de 225 Ac: secciones transversales efectivas para protones de 78-192 MeV incidentes en 232 Th objetivos" . Radiación aplicada e isótopos . 118 : 366–374. doi : 10.1016 / j.apradiso.2016.09.026 . PMID 27776333 .
- ^ a b c d Tyler, C. "Guerra nuclear contra el cáncer" (PDF) . 1663 . No. Marzo de 2016. Laboratorio Nacional de Los Alamos. págs. 27-29.
- ^ "TRIUMF y CNL para formar una asociación estratégica para permitir un tratamiento innovador contra el cáncer" . TRIUMF. 27 de septiembre de 2018.
- ^ UBC Science (2019). "Acelerar el acceso a un isótopo médico difícil de alcanzar" . Medio . Consultado el 8 de noviembre de 2019 .
- ^ a b c Scheinberg, DA; McDevit, MR (2011). "Actinio-225 en aplicaciones terapéuticas dirigidas a partículas alfa" . Radiofármacos actuales . 4 (4): 306–320. doi : 10.2174 / 1874471011104040306 . PMC 5565267 . PMID 22202153 .