先進的ながん治療を目指したアスタチン-211の新規大量製造法の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10373
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: 渡辺 智 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 課長(定常) (40354964)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: アスタチン-211 / 照射法 / 蒸着 / ターゲット / 分離

Outline of Annual Research Achievements

At-211（半減期7.214時間）は、がん治療に適したα線（平均6.79 MeV、組織内飛程55-70 μm）を放出し、その線エネルギー付与（LET）は平均97 keV/μmと高いことから、内用放射線治療への適用が期待されている。そこで、我々は、At-211を用いた内用放射線治療の開発の第一歩として、高崎量子応用研究所に設置されているTIARA-AVFサイクロトロンを用いたAt-211の製造法の開発を始めた。At-211 の生成には209Bi(α,2n)反応を用い、入射エネルギー28.1 MeV のαビームをBi板に照射してAt-211を生成することとした。ターゲットであるBiの融点は271.4℃と低いことから、ビーム電流値とターゲットの健全性との関係を調べるため、電流値を徐々に上昇させて照射を行った結果、3.5 μAでBi板が溶融し健全性が保てなくなることが分かった。内用放射線治療に必要な放射能量を製造するためには、少なくとも20 μAが必要である。そこで、本研究課題では、20 μAの電流値でもBiターゲットの溶融が起こらない新規ターゲットシステムを検討するとともに、ターゲットからのAt-211の分離法の開発を行うこととした。
平成29年度は、At-211の大量製造法の開発のための溶融が起こらない新規の照射法の開発として、ターゲットホルダーの開発を行った。上述のように、予備実験の結果から3.5μAのビーム電流値でターゲットが溶融してしまうことが判明したため、20μA程度の電流値でもターゲットの健全性を保つことができる照射法の開発を目指し、ターゲットを45°に傾斜させて、ビームによる熱除去効率を向上させることが可能なターゲットホルダーの設計及び実際の製作を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、At-211の大量製造法の開発のための溶融が起こらない新規のBiターゲットの開発として、ターゲットホルダーの設計及び実際の製作を行った。今後は、作製したターゲットホルダーを用いた実際の照射について検討を進める予定であり、現在まで、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は、平成28年度に検討した蒸着パラメーターを用いて蒸着基板に蒸着をしてターゲットを作製し、このターゲットを平成29年度に検討したターゲットホルダーに装着し、サイクロトロンからのαビームを用いて209Bi(α,2n)反応でAt-211を生成する。この時に、徐々に電流値を上げることにより、どの程度の電流値までターゲットが健全に保つことができるかを検討する。さらに、生成したAt-211を乾式蒸留法によりターゲットから分離する。この乾式蒸留法では、液体窒素温度でAt-211をチューブ内にトラップした後、水等の溶出液でAt-211を回収する。この時、様々な溶出液を用いて回収率を検討する。上記で検討した上限の電流値及び乾式蒸留法による最適な条件を用いてAt-211の大量製造時の生成量の評価を行う予定である。

Causes of Carryover

（理由）実験の進捗状況において、多少の遅れがあるため、当初実験に使用すると考えていた、実験器具等についての購入をH29年度に執行しなかったため。

（使用計画）次年度使用額としては、平成29年度に行われなかった実験のための実験機器等の購入に用いる。また、平成30年度については、当初の計画通り、実験機器等の購入、旅費、謝金に用いる予定である。