低成本提取稀缺核素212Pb成现实！南华大学团队取得关键突破

近日，南华大学核科学技术学院韦悦周教授团队的青年教师陈立丰，在从天然²³²Th衰变链中直接选择性分离²¹²Pb方面取得重要进展，相关研究成果以“Highly efficient extraction of²¹²Pb/²¹²Bi from the decay chain of²³²Th based on anion exchange in bromide medium”为题发表在国际权威期刊Advanced Science上。

²¹²Pb是重要的医用同位素之一，由于其独特的性质可应用于乳腺癌、前列腺癌等多种恶性肿瘤的靶向α放射性治疗(TAT)，并非常有望成为下一代治疗用同位素中的“明星”核素。 然而，受限于²¹²Pb资源供应严重不足，其药物研发及临床应用推进十分缓慢。

图1²³²Th衰变链

针对上述瓶颈问题，陈立丰等人立足我国²³²Th资源较为丰富的国情，在这项工作中首次提出了一种基于阴离子交换的²¹²Pb制备新方法及原理。通过向多核素体系中引入卤素离子与Pb(II)配位，然后借助阴离子交换树脂SiPyR-N4(实验室自行研制)对体系中阴/阳离子种态的精准识别，可高效实现对²³²Th衰变链中²¹²Pb的一步精准分离。以2公斤硝酸钍作为原料开展热态分离实验，最终获得了约2.07 MBq的²¹²Pb样品，放射性核素纯度达到了99.9%，化学回收率达到了迄今最高的88.3%。与此同时，研究人员还基于先进光谱学手段和理论计算，成功阐明了SiPyR-N4树脂在上述体系中对²¹²Pb的选择性分离机制。据悉，该工作现为国际上第一例基于阴离子交换从²³²Th衰变链中定量分离得到²¹²Pb的案例，也是国际上第二例从232Th衰变链中直接分离得到MBq级²¹²Pb的案例。该工作的完成，意味着从自然界中低成本提取稀缺核素²¹²Pb成为了可能，并使得²¹²Pb的制备可以从此不再受稀缺核素228Th的供应制约。

图2²¹²Pb分离冷态和热态实验结果

该成果由南华大学科研团队独立完成，我校高层次青年优秀人才陈立丰为论文独立第一作者，韦悦周、苏玲玲和宁顺艳为论文共同通讯作者，核科学技术学院学生冯万年和何学翔对该工作的完成亦做出重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金(12405384, 22350710186, U23B20167)的资助。