基于LN2/DGA树脂两步色谱法高效分离治疗性核素161Tb及其DOTA-TATE标记研究

本研究针对放射性核素161Tb（钪-161）在靶向治疗中面临的分离纯化难题，创新性地采用LN2和DGA树脂两步色谱法，实现了从富集160Gd靶材中高效分离161Tb（回收率>98%），并通过DOTA-TATE标记验证其临床应用潜力（标记效率>98%）。该技术显著提升了核素纯度（Tb-160杂质<0.007%）与比活度（ESA达1798.6 GBq/mg），为肿瘤靶向治疗提供了新型放射性药物解决方案。

　　

在核医学领域，放射性核素治疗正逐步从"粗放型"向"精准化"发展。其中，钪-161（¹⁶¹Tb）因其独特的物理特性备受关注：半衰期6.89天与临床常用核素¹⁷⁷Lu相近，但额外释放的转换电子和俄歇电子可显著增强肿瘤细胞的杀伤效果。然而，¹⁶¹Tb的规模化制备面临两大瓶颈——从靶材¹⁶⁰Gd中高效分离的工艺难题，以及确保核素高比活度以满足靶向药物标记需求。

为解决这些挑战，Ma?gorzata ?ó?towska团队在《Applied Surface Science Advances》发表的研究中，开发了基于LN2/DGA树脂的两步色谱分离系统。研究人员首先在MARIA研究反应堆中辐照富集¹⁶⁰Gd靶材（97.8%丰度），随后建立梯度洗脱程序：先通过LN2树脂（磷酸酯类萃取剂）在0.25-1M HNO₃梯度下实现Gd/Tb分离（分离因子达4.46），再经DGA树脂（四辛基二甘醇酰胺）浓缩纯化，最终获得0.05M HCl体系的¹⁶¹Tb溶液。

关键技术包括：1）反应堆中子辐照富集¹⁶⁰Gd靶材；2）LN2树脂梯度洗脱色谱分离；3）DGA树脂二次纯化；4）γ能谱分析核素纯度；5）DTPA/DOTA-TATE标记评估比活度。

研究结果显示：

1. 1.

   辐照靶材特性：采用高纯度靶材（Tb杂质<9ppm）时，产物中Tb-160含量降至0.007%，显著优于低纯度靶材（0.35%）。

2. 2.

   分离效率优化：通过调节HNO₃梯度，LN2柱上Tb/Gd分离因子从3.39提升至4.46，Tb回收率>98%。

3. 3.

   质量控制：最终产物放射性浓度达12GBq/mL，化学纯度中Gd残留仅0.42μg/GBq，放射化学纯度>99%。

4. 4.

   标记性能：高比活度批次（ESA 1798.6 GBq/mg）在DOTA-TATE标记中，即使1:5摩尔比下仍保持>98%标记率，且48小时内稳定性良好。

这项研究的突破性在于：首次验证LN2/DGA联用系统对¹⁶¹Tb分离的适用性，其工艺效率显著优于传统α-HIBA离子交换法。通过严格控制靶材纯度，实现了媲美¹⁷⁷Lu的临床级核素质量，特别是高比活度特性使其在低肽用量下仍能高效标记，这对降低靶向药物生产成本至关重要。研究者特别指出，¹⁶¹Tb的转换电子增效作用可能为神经内分泌肿瘤等难治性疾病提供新的治疗选择。该技术路线已具备放大生产条件，为¹⁶¹Tb的临床转化奠定了坚实基础。