Radiasi Cherenkov dari sampel Ac-225 (17 mCi), foto oleh Dr Andrew R Burgoyne di ORNL
| |
| Umum | |
|---|---|
| Simbol | 225Ac |
| Nama | aktinium-225, Ac-225 |
| Proton (Z) | 89 |
| Neutron (N) | 136 |
| Data nuklida | |
| Kelimpahan alam | Renik |
| Waktu paruh (t1/2) | 9,920 hari |
| Isotop induk |
225Ra (β−) 229Pa (α) 225Th (EC) |
| Produk peluruhan | 221Fr |
| Massa isotop | 225,023229(5) u |
| Surplus energi | 21.637±5 keV |
| Mode peluruhan | |
| Mode peluruhan | Energi peluruhan (MeV) |
| α | 5,9351 |
|
Isotop aktinium Tabel nuklida lengkap | |
Aktinium-225 (225Ac atau Ac-225) adalah sebuah isotop aktinium. Ia mengalami peluruhan alfa menjadi fransium-221 dengan waktu paruh 10 hari, dan merupakan produk peluruhan antara dalam deret neptunium (rantai peluruhan yang dimulai dari 237Np). Kecuali untuk jumlah sangat kecil yang timbul dari rantai peluruhan ini di alam, 225Ac sepenuhnya sintetis.
Sifat peluruhan aktinium-225 dinilai menguntungkan untuk digunakan dalam terapi alfa bertarget (targeted alpha therapy, TAT); uji klinis telah menunjukkan penerapan radiofarmasi yang mengandung 225Ac untuk mengobati berbagai jenis kanker. Namun, kelangkaan isotop ini yang dihasilkan dari sintesis yang diperlukan dalam siklotron membatasi aplikasi potensialnya.
Peluruhan dan keterjadian
Aktinium-225 memiliki waktu paruh 10 hari dan meluruh dengan emisi alfa. Ia adalah bagian dari deret neptunium, karena ia muncul sebagai produk peluruhan neptunium-237 dan anak-anaknya seperti uranium-233 dan torium-229. Ia adalah nuklida terakhir dalam rantai tersebut dengan waktu paruh lebih dari satu hari sampai produk terakhir kedua, bismut-209 (waktu paruh 2,01×1019 tahun). Produk peluruhan terakhir dari 225Ac adalah 205Tl yang stabil .
Sebagai anggota dari deret neptunium, ia tidak terjadi di alam kecuali sebagai produk dari jumlah renik 237Np dan anak-anaknya yang dibentuk oleh reaksi penangkapan neutron pada 232Th dan 238U yang primordial. Ia jauh lebih jarang daripada 227Ac dan 228Ac, yang masing-masing terjadi dalam rantai peluruhan uranium-235 dan torium-232. Kelimpahannya diperkirakan kurang dari 1,1×10−19 relatif terhadap 232Th dan sekitar 9,9×10−16 relatif terhadap 230Th dalam kesetimbangan sekuler.
Penemuan
Aktinium-225 ditemukan pada tahun 1947 sebagai bagian dari deret neptunium yang tidak diketahui sampai waktu itu, yang diisi oleh sintesis 233U. Sebuah tim fisikawan dari Laboratorium Nasional Argonne yang dipimpin oleh F. Hagemann melaporkan penemuan awal 225Ac dan mengidentifikasi waktu paruhnya selama. Secara independen, kelompok Kanada yang dipimpin oleh A. C. English mengidentifikasi skema peluruhan yang sama; kedua makalah tersebut diterbitkan dalam edisi yang sama dari Physical Review.
Produksi
Karena 225Ac tidak terjadi dalam jumlah yang cukup besar di alam, ia harus disintesis dalam reaktor nuklir khusus. Mayoritas 225Ac dihasilkan dari peluruhan alfa 229Th, tetapi suplai ini terbatas karena peluruhan 229Th (waktu paruh 7340 tahun) relatif lambat karena waktu paruhnya yang relatif lama. Dimungkinkan juga untuk membiakkan 225Ac dari radium-226 dalam reaksi 226Ra(p,2n). Potensi untuk mengisi 225Ac menggunakan 226Ra pertama kali ditunjukkan pada tahun 2005, meskipun produksi dan penanganan 226Ra dirasa sulit karena masing-masing biaya ekstraksi dan bahaya dari produk peluruhannya seperti radon-222.
Atau, 225Acdapat diproduksi dalam reaksi spalasi pada target 232Th yang disinari dengan sinar proton berenergi tinggi. Teknik saat ini memungkinkan produksi 225Ac dalam jumlah milicurie; namun, ia harus dipisahkan dari produk reaksi lainnya. Hal ini dilakukan dengan membiarkan beberapa nuklida berumur pendek meluruh; isotop aktinium kemudian dimurnikan secara kimia dalam sel panas dan 225Ac dipekatkan. Perhatian khusus harus diberikan untuk menghindari kontaminasi dengan pemancar beta aktinium-227 yang berumur lebih panjang.
Selama beberapa dekade, sebagian besar 225Ac diproduksi di satu fasilitas— Laboratorium Nasional Oak Ridge di Tennessee—yang semakin mengurangi ketersediaan isotop ini bahkan dengan kontribusi yang lebih kecil dari laboratorium lain. Tambahan 225Ac sekarang diproduksi dari 232Th di Laboratorium Nasional Los Alamos dan Laboratorium Nasional Brookhaven. Fasilitas TRIUMF dan Laboratorium Nuklir Kanada telah membentuk kemitraan strategis seputar produksi komersial dari aktinium-225.
Rendahnya pasokan 225Ac membatasi penggunaannya dalam penelitian dan pengobatan kanker. Diperkirakan pasokan 225Ac saat ini hanya memungkinkan untuk sekitar seribu perawatan kanker per tahun.
Aplikasi
Pemancar alfa seperti aktinium-225 lebih disukai dalam pengobatan kanker karena jarak partikel alfa yang pendek (beberapa diameter sel) dalam jaringan dan energinya yang tinggi, menjadikannya sangat efektif dalam menargetkan dan membunuh sel kanker—khususnya, partikel alfa lebih efektif dalam memutus rantai DNA. Waktu paruh 10 hari dari 225Ac cukup lama untuk memfasilitasi pengobatan, tetapi cukup pendek sehingga sedikit yang tersisa di tubuh beberapa bulan setelah pengobatan. Ini kontras dengan 213Bi, yang diselidiki secara serupa, yang waktu paruh 46 menitnya memerlukan pembuatan in situ dan penggunaan segera. Selain itu, 225Ac memiliki median dosis letal beberapa kali lipat lebih besar daripada 213Bi karena waktu paruhnya yang lebih lama dan emisi alfa berikutnya dari produk peluruhannya. Setiap peluruhan 225Ac menjadi 209Bi menjaring empat partikel alfa berenergi tinggi, sangat meningkatkan potensinya.
Meskipun ketersediaannya terbatas, beberapa uji klinis telah diselesaikan, menunjukkan keefektifan 225Ac dalam terapi alfa bertarget. Beberapa kompleks termasuk 225Ac—seperti antibodi berlabel 225Ac—telah diuji untuk menargetkan berbagai jenis kanker, termasuk leukemia, kanker prostat, dan kanker payudara pada manusia. Misalnya, satu obat berbasis 225Ac eksperimental telah menunjukkan keefektifannya melawan leukemia mieloid akut tanpa merugikan pasien. Uji klinis lebih lanjut dari obat lain sedang berlangsung.