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Entwicklung von Methoden zur selektiven Trennung von Scandium, Zirkonium und Zinn für radiopharmazeutische Anwendungen

Dirks-Fandrei, Carina - Philipps-Universität Marburg (2014)


Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von schnellen und hoch selektiven Methoden für die Trennung und Aufreinigung von Scandium, Zirkonium und Zinn. Diese Radionuklide können aus potentiellen Targetmaterialien gewonnen werden und können Anwendung in der Nuklearmedizin finden. Es wurden verschiedene Resins (von TrisKem International) auf ihre Extraktionsfähigkeit im Hinblick auf eine breite Anzahl von Kationen untersucht. Für die selektive Trennung von Sc, Zr und Sn wurden Verteilungskoeffizienten bestimmt, auch der Einfluss von Interferenzen bei der Extraktion der relevanten Elemente wurde untersucht. Es wurden Verteilungskoeffizienten in verschiedenen Säuren und Säurekonzentrationen experimentell bestimmt, mit dem Fokus auf Sc, Zr und Sn. Es wurden geeignete Bedingungen für die Scandium Trennung mittels DGA Resin bei 2,5 M HNO3, ausgehend von einem Ti-Target und 0,1 M HNO3, ausgehend von einem Calcium-Target gefunden. Auch basierend auf TRU konnten geeignete Bedingungen evaluiert werden für eine selektive Trennung von Sc. Für Ti- und Calcium- Targets stellte sich 2,5 M HNO3 als sehr vielversprechend heraus.

Basierend auf den durchgeführten batch-Experimenten wurde Elutionsstudien durchgeführt und durch Variation verschiedener Parameter wurde eine selektive und schnelle Methode entwickelt, um Sc ausgehend von einem Ti- oder Calcium- Target zu trennen. Die entwickelten, optimierten Bedingungen für die Trennung von Sc wurden auf ihre Robustheit und Dekontaminationsfaktoren untersucht. Für die Zr Trennung aus einem Y-Target ist es möglich, ausgehend von UTEVA eine selektive Aufreinigung durchzuführen. Den batch-Experimente zufolge kann eine simulierte Y-Target-Lösung aus 6 M HNO3 auf die UTEVA Säule geladen werden und die anschließende Elution von Zr kann mittels 0,01 M Oxalsäure durchgeführt werden. Es wurden Dekontaminationsfaktoren ermittelt, diese liegen im Bereich von 104-105, so dass von einer reinen Zr-Fraktion ausgegangen werden kann. Erste Experimente zur Trennung von Zinn aus einem Cd-Target wurden mittels TBP Resin durchgeführt. TBP scheint ein geeigneter Kandidat für die selektive Trennung von Sn zu sein.

Ein weiterer Teilaspekt der Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines extraktionschromatographischen Resins auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen. Es konnte gezeigt werden, dass diese Art von Resins sehr interessante Eigenschaften besitzt, allerdings auch, dass es bei der Anwendung einige Nachteile gibt. Es kristallisierte sich heraus, dass es sich wesentlich schwieriger gestaltet eine Säule mit Resin auf Kohlenstoffnanoröhrchen basierend zu packen, als es bei klassischen Resins der Fall ist. Auch das Erreichen eines adäquaten Flusses erwies sich als etwas problematisch.


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