JP4648766B2

JP4648766B2 - Ｒｉ化合物合成装置

Info

Publication number: JP4648766B2
Application number: JP2005171471A
Authority: JP
Inventors: 明田中; 栄士田中; 健太郎倉川; 圭市平野
Original assignee: Nihon Medi Physics Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Nihon Medi Physics Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: JP2006342139A

Description

本発明は、ＲＩ化合物合成装置に関する。

例えば病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）は、放射性同位元素（ＲＩ）を所定の原料試薬と化学反応させるＲＩ化合物合成装置で合成される。このＲＩ化合物合成装置にあっては、化学反応を行う反応器に対して原料試薬及び洗浄試薬等の各種試薬が導入され、所定のプロセスが実行される。

このようなＲＩ化合物合成装置としては、各試薬を充填する各々の充填口と反応器とを専用配管で各々接続すると共に、各配管に試薬の流れを制御する例えば電磁弁等を各々設け、各試薬を各々の配管を通して独立して反応器に導くものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、上記独立する全配管を、多方向入口及び一方向出口を備えるロータリバルブの各入口に接続し、当該ロータリバルブで各配管を選択的に切り換えると共に、選択された試薬を、当該ロータリバルブの出口と反応器とを接続する共通配管を通して反応器に導くものも知られている（例えば、非特許文献２参照）。
Nuclear Medicine & Biology, Vol. 23, pp. 497-501, 1996 Appl. Radiat. Isot. Vol. 46, No. 9, pp. 887-891, 1995

しかしながら、上記前者にあっては、配管及び弁が各試薬に応じた個数必要で、数が多く高コスト化すると共に、数が多い分故障の確率が上がりＲＩ化合物合成装置の信頼性が低下する。

また、後者にあっては、配管及び弁の個数が前者に比して減っているため、高コスト化及び信頼性の低下が解消されているが、各試薬をロータリバルブ及び共通配管を通して反応器に導くため、これらのロータリバルブ及び共通配管に残留する試薬同士が混じり、反応を阻害したり不純物を生じせしめたり等、反応の安定化が図れないと共にＲＩ化合物の品質が確保されないという問題がある。

そこで、本発明は、低コスト化及び信頼性の向上が図られると共に、反応の安定化及びＲＩ化合物の高純度化が図られるＲＩ化合物合成装置を提供することを目的とする。

本発明によるＲＩ化合物合成装置は、放射性同位元素、無機物系の試薬、及び、有機物系の試薬を反応器に導入し放射性同位元素標識化合物を得るＲＩ化合物合成装置であって、複数の試薬を各々供給する各経路と、これらの経路を集合し選択的に切り換える切換弁と、この切換弁と反応器とを接続し切換弁で切り換えられた経路の試薬を反応器に導く共通経路と、を備え、複数の経路、切換弁及び共通経路を備える組を複数有し、当該複数の組が、複数の試薬がすべて無機物系の試薬である組と、複数の試薬がすべて有機物系の試薬である組とに分けられているため、経路、弁の個数が低減されつつ、切換弁及び共通経路での無機物と有機物との混合が無くされ反応の阻害や不純物の発生が防止される。

ここで、パージ流体を供給するパージ経路が、各経路と共に切換弁に集合され選択的に切り換えられる構成であると、所望の時期に、切換弁、共通経路及び反応器がパージされ、反応の阻害や不純物の発生が一層防止される。

また、切換弁としては種々のものが採用され得るが、上記作用を効果的に奏する切換弁としては、具体的には、各経路に接続される各入口、共通経路に接続される一出口を備え、ローターが回転することで入口を選択的に切り換えるロータリバルブが挙げられる。

このように本発明によるＲＩ化合物合成装置によれば、経路、弁の個数が低減されるため、低コスト化及び信頼性の向上が可能となると共に、切換弁及び共通経路での無機物と有機物との混合が無くされ反応の阻害や不純物の発生が防止されるため、反応の安定化及びＲＩ化合物の高純度化が可能となる。

以下、本発明によるＲＩ化合物合成装置の好適な実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置の配管系統図、図２は、図１中のロータリバルブの一部断面側面図、図３は、図２のIII−III矢視図である。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示すように、本実施形態のＲＩ化合物合成装置は、例えば、病院等のＰＥＴ検査等に使用される放射性薬剤としての^１８Ｆ−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を合成反応により生成するＦＤＧ合成装置１である。

このＦＤＧ合成装置１は、略矩形状の箱型を成し側面に開閉可能な扉（不図示）を備える、所謂ホットセル２を具備し、このホットセル２は、例えば鉛、鉄、タングステン、アルミニウム等の放射線を遮蔽することができる放射線遮蔽物を用いて放射線を遮蔽可能な適切な厚さとされ、放射線の漏出を防止する密閉構造とされている。

このＦＤＧ合成装置１、あるいはホットセル２内部に各種試薬を充填する試薬槽１３ａ〜１３ｆと、これらの各種試薬を導入し合成反応を行う反応器１６とを備えている。

以下詳説すると、反応器１６には、系外から^１８Ｆ⁻を導入する^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ１が接続され、この^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ１には、三方弁Ｖ１が設置されている。また、反応器１６の近傍には、当該反応器１６を加温する加温器２８が設けられている。

試薬槽１３ａ〜１３ｆは、当該試薬槽１３ａ〜１３ｆに各種試薬を充填する充填口１７を各々具備し、試薬槽１３ａ，１３ｂには洗浄試薬である水が、試薬槽１３ｃには酸加水分解を行う塩酸（アルカリ加水分解の場合には例えば水酸化ナトリウム等）が、試薬槽１３ｄにはＦＤＧ原料であるトリフレート溶液が、試薬槽１３ｅにはアセトニトリル溶液が、試薬槽１３ｆには相間移動触媒Ｋ２２２（クリプトフィックス２２２）を溶解させたＫ_２ＣＯ_３水・アセトニトリル溶液が、各々充填されている。これらの試薬槽１３ａ〜１３ｆには、各種試薬を導出する試薬供給配管（経路）Ｌ６〜Ｌ１１が各々接続されている。試薬供給配管Ｌ１１には、上記三方弁Ｖ１が接続されている。

ここで、本実施形態のＦＤＧ合成装置１にあっては、無機物系の試薬（水／塩酸）を充填する試薬槽１３ａ〜１３ｃは、試薬供給配管Ｌ６〜Ｌ８を介してロータリバルブＶ４（切換弁）と各々接続され、有機物系の試薬（トリフレート溶液／アセトニトリル溶液）を充填する試薬槽１３ｄ，１３ｅは、試薬供給配管Ｌ９，Ｌ１０を介してロータリバルブＶ５と各々接続され、ロータリバルブＶ４には、共通配管（共通経路）Ｌ４を介して反応器１６が、ロータリバルブＶ５には、共通配管Ｌ５を介して反応器１６が、各々接続されている。

すなわち、無機物系の試薬は、試薬供給配管Ｌ６〜Ｌ８、ロータリバルブＶ４、共通配管Ｌ４を通して反応器１６へ供給され、有機物系の試薬は、試薬供給配管Ｌ９，Ｌ１０、ロータリバルブＶ５、共通配管Ｌ５を通して反応器１６へ供給され、このように、試薬供給配管Ｌ６〜Ｌ１０、ロータリバルブＶ４，Ｖ５、共通配管Ｌ４，Ｌ５は、試薬供給配管Ｌ６〜Ｌ８、ロータリバルブＶ４、共通配管Ｌ４を備える無機物の組３と、試薬供給配管Ｌ９，Ｌ１０、ロータリバルブＶ５、共通配管Ｌ５を備える有機物の組４とに分けられている。また、ロータリバルブＶ４，Ｖ５の入口には、Ｈｅを導入するＨｅ配管Ｌ１２（パージ経路）が各々接続されている。

ロータリバルブＶ４，Ｖ５は、ローター（不図示）が回動することで複数の入口を選択的に切り換える切換弁である。ロータリバルブＶ４は四入口、ロータリバルブＶ５は三入口であるが、構成は略同じのため、ここではロータリバルブＶ５を代表として図２及び図３を用い説明する。ロータリバルブＶ５は、略円筒状の弁箱３０の周面に、上記供給配管Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１２に接続される複数の入口３１ａ〜３１ｃを備えると共に、一端面に、上記共通配管Ｌ５に接続される出口３１ｏを備え、動力源であるモータ３２を駆動することで、このモータ３２に連結され、弁箱３０内に収容されるローターが回動し、一出口に連通する入口が選択的に切り換えられる。このローターによる入口の切り換えは、各入口に対応して弁箱３０の外方に設けられているリミットスイッチ３５を、ローターと共に回動するキッカー３４が遮蔽することで検出される。

図１に示すように、反応器１６には、更に、反応器１６内の蒸気を系外にへ排出する排気配管Ｌ３、反応器１６で合成されたＦＤＧを排出する製品回収配管Ｌ２が接続されている。排気配管Ｌ３には、電磁弁Ｖ３が設置され、製品回収配管Ｌ２には、電磁弁Ｖ２、反応器１６で合成されたＦＤＧを精製する精製カラム２７、この精製カラム２７で精製されたＦＤＧを回収する製品回収容器２９がこの順で設置されている。

次に、このように構成されたＦＤＧ合成装置１の作用について図１を参照しながら説明する。

系外から供給された^１８Ｆ⁻は、試薬槽１３ｆに充填された、相間移動触媒Ｋ２２２を溶解させたＫ_２ＣＯ_３水・アセトニトリル溶液と共に三方弁Ｖ１、^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ１を介して反応器１６へ導入され、加温器２８により反応器１６が加温されると共に、系外から供給されたＨｅがＨｅ配管Ｌ１２、ロータリバルブＶ４，Ｖ５、共通配管Ｌ４，Ｌ５を通り反応器１６へ導入され、反応器１６内のアセトニトリル及び水が蒸発しこの蒸発物は排気配管Ｌ３を通り系外に排出される。この加温処理により^１８Ｆ⁻／Ｋ２２２錯体が形成され、^１８Ｆが固定化及び乾燥される。

次いで、試薬槽１３ｅのアセトニトリル溶液が試薬供給配管Ｌ１０、ロータリバルブＶ５、共通配管Ｌ５を通り反応器１６へ供給され、再び、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内の水分が蒸発する。

次いで、試薬槽１３ｄのＦＤＧ原料であるトリフレート溶液が試薬供給配管Ｌ９、ロータリバルブＶ５、共通配管Ｌ５を通り反応器１６へ供給され、弁Ｖ１〜Ｖ５が閉じられて反応器１６内は密閉状態とされ、さらに、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内の^１８Ｆとトリフレートとが合成反応する。

次いで、ＨｅがＨｅ配管Ｌ１２を通って反応器１６へ導入され、再び、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内のアセトニトリルが蒸発する。

この状態で、試薬槽１３ｃの塩酸が試薬供給配管Ｌ８、ロータリバルブＶ４、共通配管Ｌ４を通り反応器１６へ導入され、弁Ｖ１〜Ｖ５が閉じられて反応器１６内は密閉状態とされ、さらに、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内のＦＤＧ前駆体が加水分解される。

次いで、ＨｅがＨｅ配管Ｌ１２を通って反応器１６へ導入され、反応器１６に生成されている粗精製のＦＤＧが製品回収配管Ｌ２を通ってフィルタを備える精製カラム２７へ移送され、この精製カラム２７で精製されたＦＤＧが製品として製品回収容器２９に回収される。

次いで、試薬槽１３ａ又は試薬槽１３ｂの水が試薬供給配管Ｌ６，Ｌ７、ロータリバルブＶ４、共通配管Ｌ４を通り反応器１６へ導入され、反応器１６に付着した残留するＦＤＧを洗浄し洗い落とす。次いで、Ｈｅが反応器１６に導入され、この反応器１６に残留するＦＤＧは水と共に、製品回収配管Ｌ２を通り製品回収容器２９に回収される。これにより、１サイクルの工程が終了し、放射性薬剤としての^１８Ｆ−ＦＤＧが得られる。

このようなＦＤＧ合成装置１では、複数の配管Ｌ６〜Ｌ１０、ロータリバルブＶ４，Ｖ５及び共通配管Ｌ４，Ｌ５を備える組が、複数の試薬を無機物とする組３と有機物とする組４とに分けられているため、配管、弁の個数が低減されつつ、ロータリバルブＶ４，Ｖ５及び共通配管Ｌ４，Ｌ５での無機物と有機物との混合が無くされ反応の阻害や不純物の発生が防止されている。その結果、低コスト化及び信頼性の向上が可能とされていると共に、反応の安定化、ＲＩ化合物の高純度化、さらには、収率の向上が可能とされている。

また、Ｈｅ配管Ｌ１２が、各試薬供給配管Ｌ６〜Ｌ８、Ｌ９，Ｌ１０と共にロータリバルブＶ４，Ｖ５に集合され選択的に切り換えられるため、所望の時期に、ロータリバルブＶ４，Ｖ５、共通配管Ｌ４，Ｌ５及び反応器１６がＨｅによりパージされ、反応の阻害や不純物の発生が一層防止されている。

また、ロータリバルブＶ４，Ｖ５が耐圧性に優れると共に、接液部の材質を内部流体に対応するように選定することにより耐腐食性にも優れているため、腐食損傷による各種試薬等の内部流体の漏洩が無くされ、ＦＤＧ合成装置１を安全且つ安定に運転することが可能とされている。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、切換弁をロータリバルブとしているが、例えばその他の多方弁を採用しても良い。

また、上記実施形態では、ＲＩ／ＲＩ化合物、各試薬の移送経路として配管を採用しているが、例えば連続した凹部を有する板状部材を張り合わせて移送経路を形成しても良い。

また、上記実施形態では、ＲＩ化合物であるＦＤＧを合成するＦＤＧ合成装置に対する適用を述べているが、その他のＲＩ化合物を合成するＲＩ化合物合成装置に対しても適用可能である。

本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置の配管系統図である。図１中のロータリバルブの一部断面側面図である。図２のIII−III矢視図である。

符号の説明

１…ＲＩ化合物合成装置、３…無機物の組、４…有機物の組、１６…反応器、３１ａ〜３１ｃ…ロータリバルブの入口、３１ｏ…ロータリバルブの出口、Ｌ４，Ｌ５…共通配管（共通経路）、Ｌ６〜Ｌ１０…配管（経路）、Ｌ１２…パージ配管（パージ経路）、Ｖ４，Ｖ５…ロータリバルブ（切換弁）。

Claims

放射性同位元素、無機物系の試薬、及び、有機物系の試薬を反応器に導入し放射性同位元素標識化合物を得るＲＩ化合物合成装置であって、
複数の試薬を各々供給する各経路と、
これらの経路を集合し選択的に切り換える切換弁と、
この切換弁と前記反応器とを接続し前記切換弁で切り換えられた経路の試薬を前記反応器に導く共通経路と、を備え、
前記複数の経路、前記切換弁及び前記共通経路を備える組を複数有し、当該複数の組が、前記複数の試薬がすべて無機物系の試薬である組と、前記複数の試薬がすべて有機物系の試薬である組とに分けられていることを特徴とするＲＩ化合物合成装置。
パージ流体を供給するパージ経路が、前記各経路と共に前記切換弁に集合され選択的に切り換えられることを特徴とする請求項１記載のＲＩ化合物合成装置。
前記切換弁は、前記各経路に接続される各入口、前記共通経路に接続される一出口を備え、ローターが回転することで前記入口を選択的に切り換えるロータリバルブであることを特徴とする請求項１又は２記載のＲＩ化合物合成装置。