Astatin je jedan od najmanje proučavanih elemenata periodnog sistema, jer su svi izotopi astatina nestabilni, sa najdužim poluživotom koji jedva prelazi 8 sati. Dakle, samo radiohemičari u proizvodnim pogonima (ograničeno širom sveta) mogu imati pristup ovom elementu da bi blagovremeno proučavali njegova svojstva. Većina ovih izotopa prolazi kroz alfa raspad. Ova vrsta radioaktivnog raspada oslobađa alfa čestice, koje se sastoje od dva protona i dva neutrona. Ove alfa čestice mogu da ciljaju i unište bolesne ćelije u telu.
Jedan izotop, astatin-211 (At-211, koji ima polu-život od 7,2 sata), je među najperspektivnijim alfa emiterima za terapiju raka. U istraživanju objavljenom u časopisu Chemical Engineering Journal, naučnici su istraživali i objasnili ponašanje astatina u interakciji sa smolama za jonsku izmenu i hromatografiju ekstrakcije. Smole za jonsku izmenu i ekstrakciju su u stanju da selektivno izoluju i prečiste radioaktivne izotope kako bi ih učinili dostupnim za upotrebu kao terapije raka.
Istraživanje je ispitalo mnoštvo različitih smola da bi se optimizovalo At-211 odvajanje i prečišćavanje i odredili fundamentalni hemijski parametri odgovorni za jačinu vezivanja At-211 za različite smole za ekstrakciju i jonsku izmenu.
Ciljana alfa terapija (TAT) je jedan od najmoćnijih tretmana raka. Koristi prednost sposobnosti alfa čestica da izazovu velike količine oštećenja u blizini tumorske ćelije dok okolna tkiva održavaju praktično netaknutima. Alfa terapija je takođe efikasna: jedna alfa čestica kratkog dometa može oštetiti tumorske ćelije koliko i 10.000 beta čestica dužeg dometa.
At-211 je trenutno obećavajući izbor radionuklida za TAT. Jedan od izazova za TAT je kako selektivno isporučiti radioaktivni materijal na mesto tumora. Pošto astat pokazuje neke metalne i neke nemetalne osobine, on može imati drugačije ponašanje od drugih srodnih halogena u periodičnoj tabeli, reagujući više kao radiometal u zavisnosti od oksidacionog stanja.
Novo otkriće o hemijskim svojstvima At-211 u ovom istraživanju pomaže naučnicima da shvate kako se vezuje za ciljani molekul i stoga omogućava optimizaciju njegovog radioaktivnog obeležavanja za TAT.
At-211 je dostupan preko programa Odeljenja za energetski izotop (DOE IP). Kao deo izotopske mreže DOE IP univerziteta, teksaški A&M K150 ciklotron je sposoban da proizvede medicinski relevantne količine At-211 i može ga isporučiti u obližnje objekte korišćenjem transporta preko noći.
U ovoj studiji, istraživači su istraživali i objasnili ponašanje At-211 nakon njegove interakcije sa komercijalno dostupnim smolama za jonsku izmenu i ekstrakcijsku hromatografiju. Ove smole se sastoje od organskih sfernih perli sa različitim funkcionalnim grupama. Hemijska interakcija At-211 sa bilo kojom od ovih grupa dovodi do formiranja veza između odabranih analita.
Rezultati bacaju svetlo na snagu vezivanja At-211 za molekule sa različitim funkcionalnim grupama. Istraživači su izvršili numeričku procenu čvrstoće koristeći matematičko modeliranje mogućih hemijskih procesa na granici između tečne vodene i čvrste organske faze. Ovo znanje pomaže da se planiraju i optimizuju procedure radioobeležavanja za efikasan razvoj TAT lekova.
Razumevanje osnovnih hemijskih svojstava Ata je od suštinskog značaja za podešavanje parametara koji dovode do efikasne primene TAT lekova i pouzdane isporuke molekula koji sadrže At-211 do tumorskih ćelija.
