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用于制造RI标记化合物的制造方法及制造装置


技术摘要:
本发明属于RI标记化合物制造领域,具体涉及一种用于制造RI标记化合物的制造方法及制造装置;本发明提供的制造方法包括气体填充步骤、气体密封步骤、放射线照射步骤、RI标记化合物合成步骤、质分离步骤;本发明提供的制造装置包括气体填充部分、气体密封部分、放射线照  全部
背景技术:
近年来,正电子发射断层成像(Positron  Emission  Tomography,以下称PET)检查 与单光子发射计算机断层成像(SinglePhoton  Emission  Computed  Tomography,以下称 SPECT)检查,是现今世界上使用最广泛的2种癌症诊断方法。 根据2016年7月15日国立癌症研究中心的报告:2015年,日本共有37万人死于癌 症,预计到2016年,新确诊癌症患者将会达到101万人。在医疗制度健全的日本,癌症死亡率 与欧美各国相比较依然偏高,因此将频繁使用PET与SPECT来诊断癌症。 在PET检查与SPECT检查中,基本上都会使用到放射性同位素标记化合物(RI标记 化合物)。RI标记化合物是指将肿瘤巢团易于吸收的化合物特定位置上的原子与放射性同 为素(RI)进行置换后的与通常的化合物存在区别的一类化合物。在PET检查中通常使用的 RI标记化合物是将氟18同位素(18F)标记到葡萄糖上形成的18F-2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖(简 称为18F-FDG),患者摄取药剂后,因18F-FDG中的18F放出的正电子同电子碰撞湮灭后,会产生 2束511keV能量的伽马射线,通过检测该伽马射线,可以对体内18F-FDG的分布进行摄影,从 而确定葡萄糖代谢异常显著的肿瘤患部。另一方面,在SPECT检查中使用的RI标记化合物是 将能够放射出伽马射线的99m锝同位素组合到(99mTc)标记化合物中,患者摄取药剂后,通 过检测99mTc发出的140keV能量的伽马射线,即可对体内的99mTc分布情况进行摄影。由于 99mTc标记化合物能够被血液所吸收,因此在进行SPECT检查时,一般多用于心脑血管及脑 功能成像。 但不论是PET检查还是SPECT检查,因都会使用到特殊的RI标记化合物,所以其一 大特征就是检查费用高昂。例如,2007年全日本接受SPECT检查的患者在100万人以上,总费 用高达1500亿日元,而这其中99mTc的费用占比接近100%。PET检查所需费用更是SPECT检查 的3—4倍。也就是说在日本,确诊癌症所必需的PET、SPECT检查等影像诊断,每年所需花费 高达数千亿日元。 PET检查中使用的18F-FDG通常的制造方式如下:首先使用小型回旋加速器产生的 质子束对18-氧同位素(180)进行照射,利用180(p,n)18F反应,从18O中制造18F。 这其中,16-氧同位素(160)占比为99.762%,17-氧同位素占比为0.039%,而18-氧同 位素(180)仅占0.201%。因此,在制造用于PET检查的18F时,多使用昂贵的重氧水。例如特开 2004-59356号公报(专利文献1)中就公开了作为生成18F氟化物离子原料的重氧水的相关技 术。由于重氧水过于昂贵,因此多数发展中国家并不掌握重氧水的使用技术。 另外,使用小型回旋加速器制造18F时,相关工作人员受到的辐射伤害的可能性一 直很高。也就是说,在使用小型回旋加速器发生的高强度质子束照射重氧水制造18F时,质子 束的导出口必然产生大量的放射性物质,长期极易导致导出口的损坏,因此还需要定期对 3 CN 111574316 A 说 明 书 2/9 页 “导出口”进行更换并对质子束的照射装置进行定期检修;以上工作必然造成辐射危害。 基于上述原因,近年来,各研究人员一直致力于开发不使用重氧水生成18F的方法。 例如:特开2004-59356号公报(专利文献1)、特开2006-3363号公报(专利文献2)、特开2010- 164477号公报(专利文献3)等;其中特开2006-3363号公报(专利文献2)中就公开了利用含 180气体高效率地制造含18F氟气的相关技术。特开2010-16447号公报(专利文献3)中则公开 了一种利用靶子气体制造放射性气体同位素的技术;其技术特点是使反应室中填充的气体 在核反应中循环并冷却,确保反应室内的压力维持低值,进而减少带电粒子束通过的发射 口的厚度。 但是,上述专利文献中所提出18F的制造技术里,都存在着必须使用昂贵的高浓 缩180同位素,且18F的产量也较低的问题。另外,因为18F的制造需要用到小型回旋加速器发 生的高强度质子束,所以也存在着难以降低辐射危害的难题。 因此如何降低RI标记化合物的制造成本、提高制造效率,同时使辐射伤害的可能 性降至最低,成为现有技术中亟待解决的问题。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种制造成本低、制造效率高,同时 辐射伤害小的RI标记化合物的制造方法;本发明的另一目的在于提供实现该制造方法的RI 标记化合物的制造装置。 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:提供一种用于制造RI标记化合物的 RI标记化合物制造装置,该装置包括将靶子气体填充到核反应容器中的气体填充部分、用 于密封填充有前述靶子气体的核反应容器的气体密封部分、向密封有前述靶子气体的核反 应容器内按照设定时间照射放射线,从而使前述靶子气体产生核反应的放射线照射部分、 通过化合物与前述经放射线照射后含有放射性同位素的靶子气体反应,合成RI标记化合物 的RI标记化合物合成部分、分离前述与化合物反应后靶子气体内杂质并将分离杂质后的靶 子气体输回到前述核反应容器的杂质分离部分。 优化的,在所述RI标记化合物合成装置中,前述靶子气体为氖气, 前述放射线为伽马射线,前述RI标记化合物为18F-FDG。 优化的,在所述RI标记化合物合成装置中,前述核反应容器内填充的靶子气体的 压强高于标准压力。 优化的,在所述RI标记化合物合成装置中,前述放射线为伽马射线时,前述放射线 照射部分包括能够照射额定能量电子束的电子直线加速器的电子束照射部分;设置于前述 核反应容器傍边,具有含钨靶子,经电子束照射后能够生成伽马射线的伽马射线放射部分。 优化的,前述杂质分离部分包括冷却前述同化合物反应后的靶子气体至0度以下 的冷却部分。 本发明提供一种用于制造RI标记化合物的RI标记化合物制造方法,具体步骤分包 括:填充靶子气体至核反应容器中的气体填充步骤;将填充有前述靶子气体的核反应容器 进行密封的气体密封步骤;向密封有前述靶子气体的核反应容器内按照设定时间照射放射 线,从而使前述靶子气体产生核反应的放射线照射步骤;通过化合物与前述经放射线照射 后含有放射性同位素的靶子气体反应,合成RI标记化合物的RI标记化合物合成步骤;分离 4 CN 111574316 A 说 明 书 3/9 页 前述与化合物反应后靶子气体内杂质并将分离杂质后的靶子气体输回到前述核反应容器 的杂质分离步骤。 本发明说明书提供的RI标记化合物的制造方法和设备,仅仅是本发明权利要求下 的一个例子,本发明提供的技术方案不仅仅包括本发明说明书记载的步骤和结构,还包括 与本发明的思路、构思、目的、功能一致的,可以实现靶子气体的重复利用,降低制造成本, 提高放射性同位素的制造效率,使辐射伤害的可能性降到最低效果的、相似的、其他的、步 骤和结构。 本发明人经过长时间研究确认已经完成了一种全新的RI标记化合物制造装置以 及RI标记化合物制造方法。即本发明是一种制造RI标记化合物的RI标记化合物制造装置, 包括气体填充部分、气体密封部分、放射线照射部分、RI标记化合物合成部分、杂质分离部 分。其中,气体填充部分主要功能是填充靶子气体至核反应容器,气体密封部分主要功能是 将填充有靶子气体的核反应容器密封起来。放射线照射部分主要功能是按照设定时间向密 封有靶子气体的核反应容器内照射放射线,促使靶子气体产生核反应。RI标记化合物合成 部分的主要功能是将经放射线照射后靶子气体内含有的放射性同位素与化合物反应,进而 生成RI标记化合物,进而生成RI标记化合物。杂质分离部分的主要功能是将与化合物反应 后靶子气体内的杂质分离出来并将分离杂质后的靶子气体输回到前述核反应容器中。 另外,本发明作为一种全新的RI标记化合物的制备方法,共分为气体填充、气体密 封、放射线照射、RI标记化合物合成、杂质分离等步骤。其中气体填充步骤是指填充靶子气 体至核反应容器,气体密封步骤是指将靶子气体密封在核反应容器中。放射线照射步骤是 指按照规定时间向密封有靶子气体的核反应容器内照射放射线,促使靶子气体产生核反 应。RI标记化合物合成步骤是指将核反应后的靶子气体中含有的放射性同位素与化合物进 行反应,进而生成RI标记化合物。杂质分离步骤是将与化合物反应后靶子气体内的杂质分 离出来并将分离杂质后的靶子气体输回到前述核反应容器中。 简要的,本发明涉及与RI标记化合物相关的制造装置及制造方法;气体填充部分 10负责填充靶子气体至核反应容器10a,气体密封部分11负责将前述靶子气体密封在核反 应容器10a内。放射线照射部分12负责按照设定时间向密封有靶子气体的核反应容器10a内 照射放射线,促使靶子气体产生核反应。RI标记化合物合成部分13的主要功能是将经核反 应后靶子气体中含有的放射性同位素与化合物13a进行反应,进而生成RI标记化合物。杂质 分离部分14的主要功能是将与前述化合物13a反应后靶子气体内的杂质分离出来,并将分 离杂质后的靶子气体重新导入核反应容器10a中。 本发明的有益效果在于:通过本发明,可以实现靶子气体的重复利用,降低制造成 本,提高放射性同位素的制造效率,使辐射伤害的可能性降到最低,同时实现低价供给。 附图说明 图1为本发明提供的RI标记化合物制造装置示意图; 图2为本发明提供的RI标记化合物制造装置的设备图; 图3为本发明实际设置情况下的RI标记化合物制造装置的正面图; 图4为本发明实际设置情况下的RI标记化合物制造装置的侧面图。 1、RI标记化合物制造装置; 5 CN 111574316 A 说 明 书 4/9 页 10、气体填充部分;10a、核反应容器;10b、气体填充部分10的送出口;10c、核反应容器 10a的导入口;10d、第一管路;10e、气体填充部分10的压缩装置的第一供给口;10f、核反应 容器10a的排气口;10g、第二压力计;10h、第三压力阀;10i、压力调整阀;10j、第三压力计; 11、气体密封部分;11a、第一压力阀;11b、第二压力阀;11c、第一压力计;11d、第三管 路;11e、减压阀;11f、第四压力计; 12、放射线照射部分;12a、电子束照射部分;12b、伽马射线发生部分; 13、RI标记化合物合成部分;13a、与核反应后的靶子气体中含有的放射性同位素进行 反应的化合物;13b、RI标记化合物合成部分13的排气口;13c、第二供给口;13d、液体葡萄糖 的贮存部分;13e、混合部分;13f、第三供给口;13g、18F-FDG的取出口;13h、负责控制液体葡 萄糖供给的供给阀;13i、负责控制取出合成后的18F-FDG的取出阀;13j、贮存部分13d温度的 温度调整部分; 14、杂质分离部分;14a、第二管路;14b、气体冷却部分;14c、第四供给口;14d、负责分离 杂质的分离部分;14e、冷媒剂;14f、取出杂质的取出口;14g、负责排出通过分离部分14d的 靶子气体的排气口; 15  循环冷却部分; 16  气体补充部分;16a、第一气体供给管;16b、第一气体供给阀;16c、第四压力阀;16d、 第二气体供给管;16e、第二气体供给阀;16f、气体供给口。
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