JP4740545B2 - Method for producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities - Google Patents
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Description
(関連出願に対する相互参照)
本出願は、2002年4月12日付きで出願した仮出願第60/372,327号、2002年5月31日付きで出願した出願第10/159,003号、2002年9月30日付きで出願した出願第10/261,031号、及び2003年1月27日付きで出願した出願第10/351,717号に対する優先権を主張する。
(Cross-reference to related applications)
This application is a provisional application No. 60 / 372,327 filed on April 12, 2002, an application No. 10 / 159,003 filed on May 31, 2002, an application filed on September 30, 2002 Claims priority to 10 / 261,031 and
診断用医薬における放射性物質の使用は、これらの処置が安全で、最低限に侵襲性で、コスト効率的であり、また、放射性物質が臨床医に対し他の方法では入手し得ない特異な構造的及び/又は機能的情報を提供することから、容易に受入れられている。核医薬の利用は、米国のみで毎年実施されている1300万回以上の診断処置に反映されており、換言すれば、入院患者のおよそ4人に1人が核医療処置を受けている。[Adelstein, at al., Eds., Isotopes for Medicine and the Life Sciences; National Academy Press: Washington, DC, 1995; Wagner et al., “Expert Panel: Forecast Future Demand for Medical Isotopes”, Department of Energy, Office of Nuclear Energy, Science, and Technology; 1999;及びBond et al., Ind, Eng. Chem. Res. 2000, 39:3130-3134を参照]。これらの処置の90%以上が診断画像形成目的であり、放射性核種としてテクネチウム-99m (99mTc)を使用している。99mTcは、適切な核崩壊方式、崩壊エネルギー及び化学反応性を併せ持った好都合な生産性と利用性との特異な組合せを有する。これらの特性により、99mTcは、多くの疾病及びヒトの解剖学的組織の実質上全ての部分の画像形成を可能にする生体局在化剤にカップリングさせ得る。[Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41:73-81;Steigman et al., The Chemistry of Technetium in Medicine, National Academy Press: Washington, DC, (1992);Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33:2258-2267参照]。
原材料獲得から始まり放射性化学物の核合成及び精製滅菌した放射性製剤の臨床投与に至る99mTcのような医薬放射性核種の典型的な寿命サイクルを、図1に図式的に示す。テクネチウム-99mをこの説明における特別の例として使用している。何故ならば、大多数の全ての核医療処置がこの放射性核種を使用しており、新規な生産技術の各局面をこの成功裏のモデルと典型的に比較していることによる。99mTc所望“娘”は、核反応器内でのウラニウム-235の核分裂の結果として生成するモリブデン-99(99Mo)“親”のβ1- (即ち、ネガトロン)崩壊によって生成させる。[Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41:73-81;Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33:2258-2267;Boyd, Radiochim. Acta (1987) 41:59-63;及びAli et al., Radiochim. Acta (1987) 41:65-72参照]。
The use of radioactive materials in diagnostic medicine is a unique structure where these procedures are safe, minimally invasive and cost effective, and the radioactive materials are not otherwise available to clinicians It is easily accepted because it provides functional and / or functional information. The use of nuclear medicine is reflected in more than 13 million diagnostic procedures performed each year in the United States alone, in other words, approximately 1 in 4 inpatients receive nuclear medical procedures. [Adelstein, at al., Eds., Isotopes for Medicine and the Life Sciences ; National Academy Press: Washington, DC, 1995; Wagner et al., “Expert Panel: Forecast Future Demand for Medical Isotopes”, Department of Energy, Office of Nuclear Energy, Science, and Technology; 1999; and Bond et al., Ind, Eng. Chem. Res. 2000, 39: 3130-3134]. More than 90% of these treatments are for diagnostic imaging purposes and use technetium- 99m ( 99m Tc) as the radionuclide. 99m Tc has a unique combination of favorable productivity and availability combined with an appropriate nuclear decay mode, decay energy and chemical reactivity. These properties allow 99m Tc to be coupled to biolocalizing agents that allow imaging of virtually all parts of many diseases and human anatomy. [Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41: 73-81; Steigman et al., The Chemistry of Technetium in Medicine , National Academy Press: Washington, DC, (1992); Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng (1994) 33: 2258-2267].
A typical life cycle of a pharmaceutical radionuclide such as 99m Tc starting from raw material acquisition and leading to the nuclear synthesis of radiochemicals and clinical administration of purified and sterilized radiopharmaceuticals is shown schematically in FIG. Technetium-99m is used as a special example in this description. This is because the majority of all nuclear medicine procedures use this radionuclide and typically compare aspects of new production technologies with this successful model. The 99m Tc desired “daughter” is produced by the β 1- (ie, negatron) decay of molybdenum-99 ( 99 Mo) “parent” produced as a result of uranium-235 fission in the nuclear reactor. [Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41: 73-81; Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33: 2258-2267; Boyd, Radiochim. Acta (1987) 41: 59-63; And Ali et al., Radiochim. Acta (1987) 41: 65-72].
モリブデン-99は、その核合成先駆体及び“化学プロセッシング”中の副生成物から分離され、図1に従う“放射性化学物質”として最後の段階を代表している。そのような“放射性化学物質類”は、化学及び放射性核種純度の厳しい規制を殆どうけることなく、生物学的条件(例えば、滅菌及び非発熱性)を強要されることもない。ジェネレーター生産を含む“化学プロセッシング”の終了時に、99Mo/99mTc対は、“放射性医薬品”となり(図1に従う)、ここでは、化学純度、放射性核種純度、滅菌性及び非発熱性についての厳格な調整に供する。
化学純度は、放射性核種が使用前に一般に生体局在化剤に接合されることから、安全且つ有効な医療処置に対して不可欠である。この接合反応は、放射性核種を、生体局在化剤に共有結合しているリガンドにキレート化させる配位化学の原理によっている。化学的に不順なサンプルにおいては、イオン性不純物の存在がこの接合反応を干渉し得る。十分な99mTcが、例えば、ある生体局在化剤とカップリングしない場合、ターゲット部位での不十分な局在化フォトン密度により及び/又は血液プール又は周囲組織中の非特異的分布に基づく生体内背景の上昇により、貧弱に形成された画像しか得られない。
放射性核種純度の調節は、長期活性型又は高エネルギー放射性不純物の患者への導入に関連する危険性を、とりわけ放射性不純物の生体局在化剤及び体内クリアランス特性が未知である場合に阻止する。放射性核種不純物は患者生活に多大な脅威をもたらし、そのような干渉事項は、患者への有害で且つ潜在的に致死性の放射線量の投与を防止せんとする臨床品質管理対策の第一の焦点である。
“放射性製剤”の化学及び放射性核種純度に関する調節以外に、図1は、生物学的条件が制定されることも示唆している。放射性製剤の内部投与は、その製剤が滅菌性で且つ非発熱性であることが明らかに必要であり、そのような条件は、医療従事者であれば精通していることである。
99mTcの好ましい核及び化学特性を補完することは、この放射性核種を放射性製剤規格に合致するように生産し得る好ましい経済性と便宜性である。まとめれば、これらの要因は、核医薬の成功にとって不可欠のことである。
Molybdenum-99 is separated from its nucleosynthesis precursor and by-products in “chemical processing” and represents the last step as a “radiochemical” according to FIG. Such “radiochemicals” are not subject to strict regulations on chemical and radionuclide purity and are not forced to biological conditions (eg, sterilization and non-pyrogenic). At the end of “chemical processing”, including generator production, the 99 Mo / 99m Tc pair becomes a “radiopharmaceutical” (according to FIG. 1), where the strictness of chemical purity, radionuclide purity, sterility and non-pyrogenicity is observed. To make adjustments.
Chemical purity is essential for safe and effective medical procedures because radionuclides are generally conjugated to biolocalizing agents prior to use. This conjugation reaction is based on the principle of coordination chemistry in which a radionuclide is chelated to a ligand that is covalently bound to a biolocalizing agent. In chemically irregular samples, the presence of ionic impurities can interfere with this conjugation reaction. If sufficient 99m Tc is not coupled to a biolocalizing agent, for example, due to insufficient localized photon density at the target site and / or based on non-specific distribution in the blood pool or surrounding tissue Due to the rise in the body background, only poorly formed images can be obtained.
Control of radionuclide purity prevents risks associated with the introduction of long-term active or high-energy radioactive impurities into a patient, particularly when the bio-localizing agent and internal clearance properties of the radioactive impurities are unknown. Radionuclide impurities pose a great threat to patient life and such interferences are the primary focus of clinical quality control measures to prevent the administration of harmful and potentially lethal radiation doses to patients. It is.
In addition to the regulation of “radioactive” chemistry and radionuclide purity, FIG. 1 also suggests that biological conditions are established. Internal administration of a radioactive formulation clearly requires that the formulation be sterile and non-pyrogenic, and such conditions are familiar to medical practitioners.
Complementing the preferred nuclear and chemical properties of 99m Tc is a favorable economy and convenience that allows the radionuclide to be produced to meet radiopharmaceutical specifications. In summary, these factors are essential to the success of nuclear medicine.
99mTcの99Moからの分離の基礎となる化学は、生理食塩水中でのアルミナ(Al2O3)のモリブデート-99 (99MoO4 2-)に対する高親和性とそのパーテクネテート-99m (99mTcO4 1-)に対する無視し得る親和性である。図2は、99MoO4 2-親をAl2O3吸収剤上に固定し、それより、99mTcO4 1-を生理食塩水の勾配溶出により真空コンテナー中に都合良く分離し得る通常の99mTcジェネレーター、即ち、“99mTcカウ(cow)”を示している。[Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41:73-81;Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33:2258-2267;Boyd, Radiochim. Acta (1982) 30:123-145;及び Molinski, Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33:811-819参照]。
上記“通常のジェネレーター”は、患者において使用するのに適切な化学及び放射性核種純度を有する99mTcO4 1-を提供し、さらに、使用し易さ、コンパクトなサイズ及び固形Al2O3支持体上に主要放射性危険物(即ち、99MoO4 2-)を固定させている安全性という諸利点を有する。後者の利点は、ジェネレーターの核製薬所への輸送に関する制限を容易にし、核医薬品技術者による手作業処理を簡素化する。
核医薬における99mTcの卓越した位置付け並びに図2に示す通常の99mTcジェネレーターの簡単且つ効率的な操作を考慮すれば、この放射性核種ジェネレーターの論理と設計は、核医薬における工業的基準となっている。しかしながら、このジェネレーター方法論は、全ての放射性核種、とりわけ低特異活性親源又は治療用核医薬での使用を提案されている放射性核種については、普遍的には受容れられていない。低特異活量親放射性核種における上記通常のジェネレーター技術を使用する困難性、即ち、大量の非放射性親同位元素(1種以上)との混合物として存在する微量の親放射性同位元素は、大量の親同位元素を大容量の支持体上に吸収能力を越えないように分布させる必要性に由来する。大クロマトグラフィーカラムは、所望娘放射性核種を大容量の溶出剤中で回収し、従って、二次濃縮なしでは臨床使用に適し得ないので、核医薬用途においては実際的でない。治療用核医薬において有用な放射性核種は、通常のジェネレーター技術に対して独特の課題を示し、更なる議論に値する。
The chemistry underlying the separation of 99m Tc from 99 Mo is the high affinity of alumina (Al 2 O 3 ) for molybdate-99 ( 99 MoO 4 2- ) in saline and its pertechnetate-99m ( 99m TcO 4 1− ) with negligible affinity. 2, 99 MoO 4 2-parent were fixed on Al 2 O 3 absorbent, it from, the normally capable of conveniently separated into a vacuum container with a gradient elution of 99m TcO 4 1-saline 99m A Tc generator, or “ 99m Tc cow” is shown. [Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41: 73-81; Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33: 2258-2267; Boyd, Radiochim. Acta (1982) 30: 123-145; And Molinski, Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33: 811-819].
The “ordinary generator” provides 99m TcO 4 1- with the appropriate chemical and radionuclide purity for use in patients, and is easy to use, compact size and solid Al 2 O 3 support It has the advantage of safety with the main radioactive hazard (ie 99 MoO 4 2− ) fixed on top. The latter advantage facilitates restrictions on the transport of generators to nuclear pharmacies and simplifies manual processing by nuclear medicine technicians.
Considering the excellent positioning of 99m Tc in nuclear medicine and the simple and efficient operation of the conventional 99m Tc generator shown in Figure 2, the logic and design of this radionuclide generator has become an industry standard in nuclear medicine. Yes. However, this generator methodology is not universally accepted for all radionuclides, especially those that have been proposed for use in low-specific active parent sources or therapeutic nuclear medicines. Difficulty of using the above-mentioned ordinary generator technology in low specific activity parent radionuclides, that is, trace amounts of parent radioisotopes present as a mixture with a large amount of non-radioactive parent isotopes (one or more) This comes from the need to distribute isotopes on a large volume of support so as not to exceed the absorption capacity. Large chromatographic columns are impractical in nuclear medicine applications because the desired daughter radionuclide is recovered in a large volume of eluent and therefore cannot be suitable for clinical use without secondary concentration. Radionuclides useful in therapeutic nuclear medicine present unique challenges to ordinary generator technology and deserve further discussion.
疾病治療における放射線の使用は、外部ビーム放射線療法を主体として長らく実用されており、現在、よりターゲッティングされた伝達メカニズムに移行してきている。例えば、パラジウム-103又はヨウ素-125を含有する密封源インプラント類は、前立腺がんの分岐療法において使用されており;ジホスホネート系生体局在化剤剤濃縮物に接合させたサマリウム-153又はレニウム-188は、骨肉腫疼痛の緩和療法における転移期において使用されており;放射免疫療法(RIT)は、疾病部位に選択的に濃縮するペプチド類、たんぱく質類又は抗体類への放射性核種接合物を使用し、それによって、放射性崩壊により細胞毒性作用を奏させている。放射免疫療法は、細胞毒性放射線量を疾病細胞に健常細胞を保ちながら伝達する最も選択的な方法を代表している。[Whitlock, Ind. Eng. Chem. Res. (2000), 39:3135-3139;Hassfjell et al., Chem. Rev. (2001) 101:2019-2036;Imam, J. Radiation Oncology Biol. Phys. (2001) 51:271-278;及び McDevitt et al., Science (2001) 294:1537-1540参照]。さらに、ヒトゲノムプロジェクトから生ずる疾病発生及び機能についての最近の情報激増は、RITを微小転移性癌腫(例えば、リンパ腫及び白血病)及び小ないし中サイズ腫瘍における先端的治療法として推進することが期待されている。
RIT用の候補放射性核種は、30分〜数日間の放射線半減期、生体局在化剤への結合を可能にする配位化学、及び比較的高い線エネルギー付与(LET)を典型的に有している。LETは、荷電粒子の単位通過長当りで物体中に沈着するエネルギーとして定義されており(Choppin et al., J. Nuclear Chemistry: Theory and Applications; Pergamon Press: Oxford, 1980参照)、α-粒子のLETはβ-粒子よりも実質的に高い。
例えば、5〜9 MeV範囲の平均エネルギーを有するα-粒子は、組織中で約50〜90 μm (数個の細胞直径に相当する)以内でそのエネルギーを典型的に消費する。より低めの約0.5〜2.5 MeVのエネルギーを有するLETβ1-粒子は、組織中で10,000 μmまで進行し、この低LETのβ1-放射は、99.99%の細胞死確率を得るのに細胞表面で100,000回ほどの多い崩壊を必要とする。しかしながら、細胞表面での1個のα-粒子においては、その著しく高いLETにより、その1個のα-粒子が細胞核を通るとき、20〜40%の細胞毒性誘発確率が得られる(Hassfjell et al., Chem. Rev. 2001, 101:2019-2036参照)。
The use of radiation in disease treatment has long been put to practical use, mainly external beam radiation therapy, and is now shifting to more targeted transmission mechanisms. For example, sealed-source implants containing palladium-103 or iodine-125 have been used in prostate cancer bifurcation therapy; samarium-153 or rhenium conjugated to diphosphonate biolocalizer agent concentrates -188 has been used in the metastatic phase in osteosarcoma pain palliative therapy; radioimmunotherapy (RIT) uses radionuclide conjugates to peptides, proteins or antibodies that selectively concentrate at the disease site. Used, thereby exerting a cytotoxic effect by radioactive decay. Radioimmunotherapy represents the most selective way of delivering cytotoxic radiation doses to diseased cells while keeping healthy cells. [Whitlock, Ind. Eng. Chem. Res. (2000), 39: 3135-3139; Hassfjell et al., Chem. Rev. (2001) 101: 2019-2036; Imam, J. Radiation Oncology Biol. Phys. 2001) 51: 271-278; and McDevitt et al., Science (2001) 294: 1537-1540]. In addition, the recent surge in information about disease development and function arising from the Human Genome Project is expected to promote RIT as an advanced treatment for micrometastatic carcinomas (e.g., lymphoma and leukemia) and small to medium size tumors. Yes.
Candidate radionuclides for RIT typically have a half-life of 30 minutes to several days, coordination chemistry that allows binding to biolocalizing agents, and relatively high linear energy transfer (LET) ing. LET is defined as the energy deposited in an object per unit length of charged particles (see Choppin et al., J. Nuclear Chemistry: Theory and Applications ; Pergamon Press: Oxford, 1980). LET is substantially higher than β-particles.
For example, α-particles having an average energy in the 5-9 MeV range typically consume that energy within about 50-90 μm (corresponding to several cell diameters) in the tissue. LETβ 1- particles with lower energy of about 0.5-2.5 MeV travel up to 10,000 μm in the tissue, and this low LET β 1- radiation is at the cell surface to obtain a cell death probability of 99.99%. Requires as many as 100,000 collapses. However, for a single α-particle on the cell surface, its remarkably high LET gives a 20-40% probability of induction of cytotoxicity when that single α-particle passes through the cell nucleus (Hassfjell et al. ., Chem. Rev. 2001, 101: 2019-2036).
残念なことに、α-及びβ1-放出性核種をがん治療における強力な細胞毒性剤とするLETも、医療用途において使用するこれら放射性核種の製造及び精製に多くの独特の課題をもたらしている。これらの課題のうちで最重要であるのは、図2の通常のジェネレーター手法を高LET放射性核種において使用する場合に生ずる支持体材料の放射線分解である。[Hassfjell et al., Chem. Rev. (2001) 101:2019-2036;Gansow et al., In Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications; Knapp et al. Eds., American Chemical Society: Washington, DC (1984) pp 215-227;Knapp, et al. Eds., Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications American Chemical Society: Washington, DC (1984) Vol. 241;Dietz et al., Appl. Radiat. Isot. (1992) 43:1093-1101;Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203:471-488;Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123;及び Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79:141-144参照]。
ジェネレーターの支持体材料の放射線分解は、(a) 化学純度の低下(例えば、支持マトリックスからの放射線分解生成物が娘溶液を汚染し得る);(b) 妥協の放射性核種純度(例えば、支持材料は溶出液に親放射性核種を放出し得る(“ブレイクスルー”と称する));(c) 娘放射性核種の収率低下(例えば、α-反跳は、親放射性核種を支持体の淀み領域に押込んでその崩壊生成物をストリッピング溶出液に対して受入れ性が低いものにする);(d)カラム流速の低下(例えば、支持体マトリックスの断片化は、カラムに向かう圧力低下を増大させる粒状物を発生させる);及び(e) 一定しない性能(例えば、生成物純度の変動、再現性のない収率、一定しない流速等)をもたらし得る。
Unfortunately, LET, which makes α- and β 1- releasing nuclides a powerful cytotoxic agent in cancer treatment, also brings many unique challenges in the production and purification of these radionuclides for use in medical applications. Yes. The most important of these challenges is the radiolysis of the support material that occurs when the conventional generator approach of FIG. 2 is used in high LET radionuclides. [Hassfjell et al., Chem. Rev. (2001) 101: 2019-2036; Gansow et al., In Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications ; Knapp et al. Eds., American Chemical Society: Washington, DC ( (1984) pp 215-227; Knapp, et al. Eds., Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications American Chemical Society: Washington, DC (1984) Vol. 241; Dietz et al., Appl. Radiat. Isot. 1992) 43: 1093-1101; Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203: 471-488; Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123; and Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79: 141-144].
Radiolysis of the generator support material comprises (a) a reduction in chemical purity (eg, radiolysis products from the support matrix can contaminate the daughter solution); (b) compromised radionuclide purity (eg, support material) Can release the parent radionuclide into the eluate (referred to as “breakthrough”)); (c) reduced daughter radionuclide yield (eg, α-recoil can cause the parent radionuclide to enter the stagnation region of the support). Pushing to make the decay product less receptive to the stripping eluate); (d) reduced column flow rate (eg, fragmentation of the support matrix increases the pressure drop towards the column) And (e) non-uniform performance (eg, product purity fluctuations, non-reproducible yields, non-uniform flow rates, etc.).
医薬放射性核種ジェネレーターは、典型的には、図2に示す通常の方法において使用するのに3種の基本的な吸収剤群を使用する:(a) 有機吸収剤(例えば、ポリスチレン-ジビニルベンゼンコポリマー系イオン交換樹脂、抽出クロマトグラフィー用のポリアクリレート支持体等)、(b) 無機吸収剤(例えば、Al2O3、無機ゲル類等)、及び(c) ハイブリッド吸収剤(例えば、表面グラフト化有機キレート化又はイオン交換官能性物を含有する無機フレームワーク、抽出クロマトグラフィーにおいて使用するシリカ支持体等)。
種々の有機吸収剤、とりわけ通常のカチオン-及びアニオン-交換樹脂を、その良好に立証された化学選択性[Diamond et al., In Ion Exchange, Marinsky Ed., Marcel Dekker, New York (1966) Vol. 1, p 277;及びMassart, "Nuclear Science Series, Radiochemical Techniques: Cation-Exchange Techniques in Radiochemistry," NAS-NS 3113; National Academy of Sciences (1971)参照]及びこれら物質の広範な入手性に基づき、核医薬ジェネレーターにおいて使用することが提案されている[Molinski et al., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33:811-819;Gansow et al., in Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications, Knapp et al. Eds., American Chemical Society, Washington, DC (1984) pp 215-227;Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203:471-488;及び Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123参照]。残念ながら、有機系イオン交換樹脂は、通常のジェネレーター論理を使用する応用において頻繁に破損するかあるいは厳しく制約されており、典型的には、一般的なヒト用途において必要とする放射線量よりもはるかに低い放射線量でそのようになる。
例えば、ポリスチレンジビニルベンゼンコポリマー系カチオン交換樹脂はα-放出体212Bi用のジェネレーターにおいて使用されているが、そのような材料は、10〜20 mCiジェネレーターにおいておよそ2週間の“負荷サイクル”(即ち、化学的及び物理的劣化による使用可能なジェネレーター寿命)に限定される。上記クロマトグラフィー支持体の放射線分解は、報告されているとおり、流速の低下、212Bi収率の低下、ラジウム-224(224Ra)親のブレイクスルーをもたらす(Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203:471-488参照)。同様に、有機カチオン交換樹脂を使用する213Biジェネレーターは、α-放出性225Ac親の2〜3 mCiの活性値レベルにおいておよそ1週間の貯蔵期間に限定される[Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203:471-488;及びLambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123参照]。
Pharmaceutical radionuclide generators typically use three basic groups of absorbents for use in the conventional manner shown in FIG. 2: (a) Organic absorbents (eg, polystyrene-divinylbenzene copolymers system ion exchange resins, polyacrylate supports for extraction chromatography), (b) inorganic absorbents (e.g., Al 2 O 3, inorganic gels, etc.), and (c) hybrid absorber (e.g., surface grafting Inorganic frameworks containing organic chelating or ion exchange functionalities, silica supports used in extraction chromatography, etc.).
Various organic absorbents, especially conventional cation- and anion-exchange resins, have been demonstrated by their well-proven chemoselectivity [Diamond et al., In Ion Exchange , Marinsky Ed., Marcel Dekker, New York (1966) Vol. 1, p 277; and Massart, "Nuclear Science Series, Radiochemical Techniques: Cation-Exchange Techniques in Radiochemistry," NAS-NS 3113; National Academy of Sciences (1971)] and the extensive availability of these materials, Proposed for use in nuclear medicine generators [Molinski et al., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33: 811-819; Gansow et al., In Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications , Knapp et al. Eds., American Chemical Society, Washington, DC (1984) pp 215-227; Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203: 471-488; and Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123]. Unfortunately, organic ion exchange resins are frequently damaged or severely constrained in applications that use normal generator logic, typically far beyond the radiation dose required in general human applications. This is the case with very low radiation doses.
For example, polystyrene divinylbenzene copolymer-based cation exchange resins are used in generators for α-emitter 212 Bi, but such materials are used in 10-20 mCi generators for a “duty cycle” of approximately 2 weeks (ie, Usable generator lifetime due to chemical and physical degradation). Radiolysis of the chromatographic support results in reduced flow rates, reduced 212 Bi yields, and radium- 224 ( 224 Ra) parent breakthrough as reported (Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203: 471-488). Similarly, a 213 Bi generator using an organic cation exchange resin is limited to a storage period of approximately 1 week at an activity value level of 2-3 mCi for the α-releasing 225 Ac parent [Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203: 471-488; and Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123].
広範囲に及ぶヒト使用用のイットリウム-90 (90Y)系RITの米国食品医薬品局の最近の承認によれば、この放射性核種におけるより効率的なジェネレーター技術が出現し続けている。イットリウム-90は、ストロンチウム-90 (90Sr)親放射性核種のβ1-崩壊により生成し、従って、Sr(II)とY(III)に関与する2成分分離を代表する(化学的に純粋な90Sr品を想定して)。種々の90Y製造方法が提案されているものの[Dietz et al., Appl. Radiat. Isot. (1992) 43:1093-1101;Horwitz等、米国特許第5,368,736号 (1994);及び Ehrhardt等、米国特許第5,154,897号 (1992)参照]、各技術は、溶液媒質及び支持マトリックスの放射線分解によって発生する問題により、キューリーレベル生産へのスケールアップに課題を有している。90Y用の溶媒抽出及びイオン交換系ジェネレーターの不適切性は、90Srからの90Yの分離の基本として、大環状ホスト/ゲスト化学物を提案している研究において簡単に再検討されている。[Dietz et al., Appl. Radiat. Isot. (1992) 43:1093-1101;Ehrhardt等、米国特許第5,154,897号 (1992)参照]。
これらの報告においては、90Srは、90Yから、親油性クラウンエーテルを含有するSr(II)選択性クロマトグラフィー支持体上での3M HNO3中で分離されている。この抽出クロマトグラフィー材料は、60Co源からのγ放射線に対し比類のない安定性を示すが、Sr(II)保持の幾分かの減損が認められている。残念なことに、放射線分解誘発性のガスポケットの存在は、この通常のジェネレーターのクロマトグラフィー性能に悪影響を及ぼしている。従って、90Srを各プロセッシング操作後毎にストリッピングして支持体の放射線分解を最小限にしている;しかしながら、繰返し使用時に、90Srの効率的なストリッピングを達成するのはますます困難である。
According to a recent approval of the US Food and Drug Administration Yttrium -90 (90 Y) based RIT for human use extensive, efficient generator technology continues emerged from the radionuclide. Yttrium-90 is produced by β 1 -decay of the strontium-90 ( 90 Sr) parent radionuclide and thus represents a two-component separation involving Sr (II) and Y (III) (chemically pure) 90 Sr product is assumed). Although various 90 Y production methods have been proposed [Dietz et al., Appl. Radiat. Isot. (1992) 43: 1093-1101; Horwitz et al., US Pat. No. 5,368,736 (1994); and Ehrhardt et al., US Patent No. 5,154,897 (1992)], each technology has problems in scaling up to Curie level production due to problems caused by radiolysis of the solution medium and the support matrix. Inappropriateness of solvent extraction and ion exchange systems Generator for 90 Y is as the basis for 90 Y separation from 90 Sr, are easily re-examined in a study has proposed a macrocyclic host / guest chemistry was . [See Dietz et al., Appl. Radiat. Isot. (1992) 43: 1093-1101; Ehrhardt et al., US Pat. No. 5,154,897 (1992)].
In these reports, 90 Sr is separated from 90 Y in 3M HNO 3 on a Sr (II) selective chromatography support containing a lipophilic crown ether. This extraction chromatographic material shows unparalleled stability to gamma radiation from 60 Co sources, but some impairment of Sr (II) retention has been observed. Unfortunately, the presence of radiolysis-induced gas pockets adversely affects the chromatographic performance of this conventional generator. Therefore, 90 Sr is stripped after each processing operation to minimize radiolysis of the support; however, it is increasingly difficult to achieve efficient stripping of 90 Sr during repeated use. is there.
放射性核種ジェネレーターにおける無機材料の使用は、Al2O3系の通常の99mTcジェネレーター技術によって大いに左右される。[Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41:73-81; Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33:2258-2267;Boyd, Radiochim. Acta (1987) 41:59-63;Boyd, Radiochim. Acta (1982) 30:123-145;Molinski, Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33:811-819;Benjamins等、米国特許第3,785,990号 (1974);Panek-Finda等、米国特許第3,970,583号 (1976);Matthews等、米国特許第4,206,358号 (1980);Benjamins等、米国特許第4,387,303号 (1983);Weisner等、米国特許第4,472,299号 (1984);Monze et al., Radiochim. Acta (1987) 41:97-101;Forrest、米国特許第4,783,305号 (1988);Quint等、米国特許第4,833,329号 (1989);Vanderheyden等、米国特許4,990,787号 (1991);Evers等、米国特許第5,109,160号 (1992);Ehrhardt等、米国特許第5,382,388号 (1995);及びKnapp等、米国特許第5,729,821号 (1998)を参照されたい]。無機吸収剤は放射線分解安定性に関しては改善を示すものの、そのような無機材料は、貧弱なイオン選択性、遅い分配動力学、及び良好なクロマトグラフィー性能を阻害する貧弱に形成された形態をしばしば示す。
上記の99mTcジェネレーターの例を使用すれば、Al2O3を良好に適応させた2成分分離(即ち、生理食塩水中での99MoO4 2-からの99mTcO4 1-)が必要である。しかしながら、より複雑な親娘関係においては、数種の極めて異なる化学種が所定の崩壊連鎖中の親と娘間において出現し得(例えば、ガス、4価のカチオン及び2価のカチオンが224Raと212Biを分離する)、所望娘放射性核種以外の全てを保持し得る単一の無機吸収剤を特定するのは難しい。
The use of inorganic materials in radionuclide generators is highly dependent on the usual 99m Tc generator technology based on Al 2 O 3 . [Bremer, Radiochim. Acta (1987) 41: 73-81; Schwochau, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1994) 33: 2258-2267; Boyd, Radiochim. Acta (1987) 41: 59-63; Boyd, Radiochim. Acta (1982) 30: 123-145; Molinski, Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33: 811-819; Benjamins et al., US Pat. No. 3,785,990 (1974); Panek-Finda US Pat. No. 3,970,583 (1976); Matthews et al., US Pat. No. 4,206,358 (1980); Benjamins et al., US Pat. No. 4,387,303 (1983); Weisner et al., US Pat. No. 4,472,299 (1984); Monze et al. ., Radiochim. Acta (1987) 41: 97-101; Forrest, US Pat. No. 4,783,305 (1988); Quint et al., US Pat. No. 4,833,329 (1989); Vanderheyden et al., US Pat. No. 4,990,787 (1991); US Pat. No. 5,109,160 (1992); Ehrhardt et al., US Pat. No. 5,382,388 (1995); and Knapp et al., US Pat. No. 5,729,821 (1998)]. While inorganic absorbers show improvements in terms of radiolytic stability, such inorganic materials often have poor ion selectivity, slow partitioning kinetics, and poorly formed morphology that inhibits good chromatographic performance. Show.
Using the 99m Tc generator example above requires a two-component separation (ie 99m TcO 4 1- from 99 MoO 4 2- in saline) well adapted to Al 2 O 3 . However, in more complex parent-daughter relationships, several very different species may appear between the parent and daughter in a given decay chain (e.g. gas, tetravalent cation and divalent cation are 224 Ra And 212 Bi), it is difficult to identify a single inorganic absorbent that can hold all but the desired daughter radionuclide.
レニウム-188 (188Re)は、骨肉腫の疼痛緩和における血管形成後の再狭窄予防用の治療用核種として、さらに、その広く研究されているより軽質の同族体Tcとの配位化学の類似性を考慮してのある種のRIT処理において注目を受けている。レニウム-188は、高磁束核反応器内での濃縮186Wの二重中性子捕獲によって生成するタングステン-188 (188W)のβ1-崩壊によって生成する。188Wの核合成において生ずる不効率性は、低特異活性親を生成させる;即ち、痕跡量の188Wが大量の186W同位元素中に存在する。そのような質量のタングステート(WO4 2-)は、WO4 2-に対するAl2O3の容量が越えないような大カラムを必要とする。大クロマトグラフィーカラムは、大容量の溶液中で188Re娘を与え、種々の二次濃縮手順が考案されてこの欠点に対処している。[Knapp et al. Eds., Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications, American Chemical Society: Washington, DC (1984) Vol. 241;Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203:471-488;Lambrecht, et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123;Knapp等、米国特許第5,729,821号 (1998);Knapp等、米国特許第5,186,913号 (1993);及びKnapp米国特許第5,275,802号 (1994)参照]。
188Reに応用したときの通常のジェネレーター手法のもう1つの殆ど議論されることのない欠点は、ジェネレーターがその負荷サイクルを終えた後に生じ、同位体濃縮186Wは、大量のAl2O3マトリックスから抽出しなければならない。さらなる中性子照射において同位体濃縮186Wの回収は、188Reの経済的な生産及び使用の重要な部分であるが、大量の同位体濃縮186Wターゲット物質の大容量のAl2O3上での分布はコスト効率的なプロセッシングを阻害する。
Rhenium-188 ( 188 Re) is a therapeutic nuclide for the prevention of restenosis after angioplasty in osteosarcoma pain relief, as well as its coordinating chemistry with the lighter homolog Tc, which has been studied extensively Attention is being paid to certain types of RIT processing in consideration of sex. Rhenium-188 is produced by β 1- decay of tungsten-188 ( 188 W) produced by double neutron capture of enriched 186 W in a high flux nuclear reactor. The inefficiency that occurs in 188 W nucleosynthesis produces a low specific active parent; that is, trace amounts of 188 W are present in large amounts of 186 W isotopes. Such mass tongue state (WO 4 2− ) requires a large column that does not exceed the capacity of Al 2 O 3 relative to WO 4 2− . Large chromatographic columns provide 188 Re daughters in large volumes of solution, and various secondary concentration procedures have been devised to address this shortcoming. [Knapp et al. Eds., Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications , American Chemical Society: Washington, DC (1984) Vol. 241; Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203: Lambrecht, et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123; Knapp et al., US Pat. No. 5,729,821 (1998); Knapp et al., US Pat. No. 5,186,913 (1993); and Knapp US patent No. 5,275,802 (1994)].
Another almost undiscussed disadvantage of the normal generator approach when applied to 188 Re occurs after the generator has finished its duty cycle, and isotope enriched 186 W is a large amount of Al 2 O 3 matrix. Must be extracted from. Recovery of isotope-enriched 186 W in further neutron irradiation is an important part of the economical production and use of 188 Re, but large amounts of isotope-enriched 186 W target material on large volumes of Al 2 O 3 Distribution hinders cost-effective processing.
188Re“ゲルジェネレーター”は、無機Al2O3系188Reジェネレーターが直面している課題の幾つかを克服せんと試みており、高度に不溶性のジルコニルタングステート[ZrO(WO4)]ゲルの形成に基づく。[Ehrhardt等、米国特許第5,382,388号 (1995)及びEhrhardt等、米国特許第4,859,431号 (1989)参照]。この概念は、Al2O3系188Reジェネレーターを上回る幾つかの利点を有するが、依然として、通常のジェネレーター手法を治療用放射性核種に応用するときの基本的な欠点を被っている。
188Re用のZrO(WO4)ゲルジェネレーターはAl2O3系ジェネレーターよりも小さいカラム容量の使用を可能にし得るものの、その後の照射における価値ある同位体濃縮186Wの回収は依然として複雑である。さらなる考慮点としては、沈降ZrO(WO4)固形物が良好に形成された粒度又は形態を有さないときの変動性のクロマトグラフィー挙動及び流量がある。
上述の無機材料は、とりわけ高LET放射性核種による放射線分解は免れない。α-放出性212Biジェネレーターの幾つかの早期型[Gansow et al., in Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications; Knapp et al. Eds., American Chemical Society: Washington, DC (1984) pp 215-227;及び Mirzadeh, S. Generator-Produced Alpha-Emitters. Appl. Radiat. Isot. (1998) 49:345-349参照]は、無機チタネート類を使用して長寿命型トリウム-228親を保持させ、それより224Ra娘を溶出させ、その後、通常のカチオン交換樹脂に吸着させていた。時間経過につれて、上記チタネートカラム材料は、放射線分解に屈して、昇圧下での分離を余儀なくされる微細粒状物を生じていた。
ハイブリッド吸収剤は、細分割して、抽出クロマトグラフィー材料及び加工無機イオン交換材料にすることができる。ハイブリッド材料の公表された応用の殆どにおいて、周知の抽出クロマトグラフィー法が使用されており[Dietz et al., in Metal Ion Separation and Preconcentration: Progress and Opportunities; Bond et al. Eds., American Chemical Society, Washington, DC (1999) Vol. 716, pp 234-250参照]、一方、加工無機材料の製造及び使用はかなり最近の現象である。抽出クロマトグラフィーは、無機材料の貧弱なイオン選択性と遅い分離動力学を、不活性クロマトグラフィー基質に物理吸着させた溶媒抽出試薬を使用することによって克服している。[Dietz et al., in Metal Ion Separation and Preconcentration: Progress and Opportunities; Bond et al. Eds., American Chemical Society, Washington, DC (1999) Vol. 716, pp 234-250参照]。
The 188 Re “gel generator” is trying to overcome some of the challenges facing inorganic Al 2 O 3 based 188 Re generators, and is a highly insoluble zirconyl tungstate [ZrO (WO 4 )] gel. Based on formation. [See Ehrhardt et al., US Pat. No. 5,382,388 (1995) and Ehrhardt et al., US Pat. No. 4,859,431 (1989)]. While this concept has several advantages over the Al 2 O 3 based 188 Re generator, it still suffers from fundamental drawbacks when applying the usual generator approach to therapeutic radionuclides.
Although a 188 Re ZrO (WO 4 ) gel generator may allow the use of a smaller column volume than an Al 2 O 3 based generator, the recovery of valuable isotope enriched 186 W in subsequent irradiation is still complex. Additional considerations include variable chromatographic behavior and flow rates when precipitated ZrO (WO 4 ) solids do not have a well formed particle size or morphology.
The above-mentioned inorganic materials are particularly subject to radiolysis by high LET radionuclides. Some early forms of α-releasing 212 Bi generators [Gansow et al., in Radionuclide Generators: New Systems for Nuclear Medicine Applications ; Knapp et al. Eds., American Chemical Society: Washington, DC (1984) pp 215- 227; and Mirzadeh, S. Generator-Produced Alpha-Emitters. Appl. Radiat. Isot. (1998) 49: 345-349] uses inorganic titanates to retain the long-lived thorium-228 parent, From that, 224 Ra daughter was eluted and then adsorbed on a normal cation exchange resin. Over time, the titanate column material yielded fine particulates that yielded radiolysis and were forced to separate under pressure.
The hybrid absorbent can be subdivided into an extraction chromatography material and a processed inorganic ion exchange material. In most published applications of hybrid materials, well-known extraction chromatography methods are used [Dietz et al., In Metal Ion Separation and Preconcentration: Progress and Opportunities ; Bond et al. Eds., American Chemical Society, Washington, DC (1999) Vol. 716, pp 234-250], while the production and use of processed inorganic materials is a fairly recent phenomenon. Extraction chromatography overcomes the poor ion selectivity and slow separation kinetics of inorganic materials by using solvent extraction reagents physisorbed onto an inert chromatography substrate. [See Dietz et al., In Metal Ion Separation and Preconcentration: Progress and Opportunities ; Bond et al. Eds., American Chemical Society, Washington, DC (1999) Vol. 716, pp 234-250].
抽出クロマトグラフィー支持体の放射線分解安定性は、その不活性基質がシリカのような非晶質無機材料である場合に、ジェネレーター負荷サイクルに亘って持続性のある流速として反映される最も意味深い結果によって改良される。しかしながら、そのような“改良された”放射線分解安定性は、親/娘分離の基礎をなす基本的化学反応が放射線分解に感受性のままである有機フレームワークから構築された分子に依然として関与しているので、見掛けだけである。同様に、有機系キレート化成分もイオン選択性を改善するために加工無機イオン交換材料に導入されているが、そのような官能性は放射線分解の作用を受け続ける。
213Biの製造における通常のジェネレーター支持体としてハイブリッド吸収剤を使用する予備的な報告が提示されている。[Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123;Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79:141-144;及び Horwitz等、米国特許第5,854,968号 (1998)参照]。初期の研究は、有機カチオン交換樹脂による225Raの吸着によっており、この樹脂は、短時間で実質的な分解を示し、213Biの収率低下、貧弱な放射性核種純度及び許容し得ない遅いカラム流量しか得られてなかった。[Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203:471-488;及び Lambrecht, et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123参照]。初期の改良は、DipexR Resin、即ち、キレート化用ジホスホン酸ジエステルを物理吸着させた不活性シリカゲル系支持体上への213Biの225Ac親吸着を中心としていた。[Horwitz et al., React. Funct. Polymers (1997) 33:25-36参照]。このシリカ基質は以前に使用された有機カチオン交換樹脂よりも高い放射線分解安定性を示す;しかしながら、放射線分解性劣化(即ち、変色)が、225Ac親を負荷している狭いクロマトグラフィー帯域の周りで観察され、結局、225Ac親のブレイクスルーに至っていた。[Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77:103-123;及び Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79:141-144参照]。
上記ジェネレーターにおける付加的な改良は、狭いクロマトグラフィー帯域におけるよりはむしろ、DipexR Resinに225Acをバッチ方式で負荷させることによって達成されるクロマトグラフィー支持体のより大きい容積に亘って225Ac親放射線活量を分散させることによる放射線密度の低減を中心としていた。[Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79:141-144参照]。残念ながら、このバッチ負荷方法は扱い難く、DipexR Resinは、分離効率が依存している上記キレート化用ジホスホン酸ジエステルの放射線分解を依然として受けている。
The radiolytic stability of an extraction chromatography support is the most significant result reflected as a sustained flow rate over the generator duty cycle when its inert substrate is an amorphous inorganic material such as silica. Improved by. However, such “improved” radiolytic stability is still associated with molecules constructed from organic frameworks where the basic chemical reactions underlying parent / daughter separation remain sensitive to radiolysis. It ’s just an appearance. Similarly, organic chelating components have also been introduced into processed inorganic ion exchange materials to improve ion selectivity, but such functionality continues to be subject to radiolysis.
Preliminary reports have been presented using hybrid absorbents as conventional generator supports in the production of 213 Bi. [See Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123; Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79: 141-144; and Horwitz et al., US Pat. No. 5,854,968 (1998)]. Early work relies on adsorption of 225 Ra by an organic cation exchange resin, which shows substantial degradation in a short time, with reduced yield of 213 Bi, poor radionuclide purity and unacceptably slow column Only the flow rate was obtained. [See Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. (1996) 203: 471-488; and Lambrecht, et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123]. Early improvements centered on Dipex R Resin, an adsorption of 213 Bi 225 Ac on an inert silica gel support that was physically adsorbed with diphosphonic diester for chelation. [See Horwitz et al., React. Funct. Polymers (1997) 33: 25-36]. This silica substrate exhibits higher radiolytic stability than previously used organic cation exchange resins; however, radiolytic degradation (ie, discoloration) is around a narrow chromatographic band loading the 225 Ac parent. It was observed at the end, and eventually it reached a breakthrough of 225 Ac parents. [See Lambrecht et al., Radiochim. Acta (1997) 77: 103-123; and Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79: 141-144].
Additional improvements in the generator include 225 Ac parent radiation over a larger volume of chromatography support achieved by batch loading Dipex R Resin with 225 Ac rather than in a narrow chromatography band. The focus was on reducing the radiation density by dispersing the activity. [See Wu et al., Radiochim. Acta (1997) 79: 141-144]. Unfortunately, this batch loading method is cumbersome and Dipex R Resin is still subject to radiolysis of the chelating diphosphonic diester, on which the separation efficiency depends.
図2に示す通常のジェネレーターにおける工業的先取性にもかかわらず、上述した基本的な制約は、治療用核医薬において有用な高レベルの高LET放射線活量を使用するときの支持媒体の放射線分解によって悪化されている。妥協の患者安全性の極限的な責任と併せたこれら制約の重大性は、とりわけ治療上有用な放射性核種用の代替ジェネレーター技術の開発を強く求めている。
理想的なジェネレーター技術は、操作上の単純性と利便性並びに高化学及び放射性核種純度を有する所望娘放射性核種の理論収率に近い信頼性のある生産を提供すべきである。診断用放射性核種において展開されているように、通常のジェネレーター技術はこれらの基準の幾つかを概して満たしているが、純度と収率は変動していることが観察されている。[Boyd, Radiochim. Acta (1982) 30:123-145;及び Molinski, Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33:811-819参照]。
しかしながら、通常のジェネレーターは、低特異活量親を含む系(例えば、上述した188W/188Reジェネレーター)並びに治療用核医薬において有用な高LET放射性核種を含む系に対しては不十分にしか適していない。高化学及び放射性核種純度を有する治療上有用な放射性核種を安全且つ確実に製造するためには、放射性核種ジェネレーター技術における新たなパラダイムが求められている。核医薬用、とりわけ治療用核種用のジェネレーター技術を管理する基本原理の転換は、高LET治療用放射性核種の長寿命型親の不注意な投与が患者のすでに虚弱な健康を妥協させ、潜在的に死に至らしめるという事実によって更に支持される。図2に示した通常のジェネレーター手法は高LET放射線に定常的に供する固形支持体上での親放射性核種の長期貯蔵に依存しているので、およそ14〜60日ジェネレーター負荷サイクルに亘っての娘放射性核種の化学及び放射性核種純度に関する保証は、なされ得ない。
Despite the industrial preemptive nature of the conventional generator shown in FIG. 2, the basic limitation described above is the radiolysis of the support medium when using high levels of high LET radioactivity useful in therapeutic nuclear medicine. Has been exacerbated by. The importance of these constraints combined with the ultimate responsibility of compromised patient safety urges the development of alternative generator technologies for radionuclides that are therapeutically useful, among others.
The ideal generator technology should provide reliable production close to the theoretical yield of the desired daughter radionuclide with operational simplicity and convenience and high chemical and radionuclide purity. As developed in diagnostic radionuclides, conventional generator technology generally meets some of these criteria, but it has been observed that purity and yield vary. [See Boyd, Radiochim. Acta (1982) 30: 123-145; and Molinski, Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1982) 33: 811-819].
However, normal generators are only insufficient for systems containing low specific activity parents (e.g., the 188 W / 188 Re generator described above) as well as systems containing high LET radionuclides useful in therapeutic nuclear medicine. Not suitable. In order to safely and reliably produce therapeutically useful radionuclides with high chemical and radionuclide purity, a new paradigm in radionuclide generator technology is required. A shift in the basic principles of managing generator technology for nuclear medicine, especially therapeutic nuclides, is the potential for careless administration of long-lived parents of high-LET therapeutic radionuclides, potentially compromising the already weak health of patients. It is further supported by the fact that it leads to death. The conventional generator approach shown in FIG. 2 relies on long-term storage of the parent radionuclide on a solid support that is routinely subjected to high LET radiation, so that the daughter over an approximately 14-60 day generator duty cycle. No guarantees regarding radionuclide chemistry or radionuclide purity can be made.
放射性核種ジェネレーター技術における基本的変化についてのさらなる支持は、バイオ技術における合成操作のような一般的な仕事の自動化に向かう急速に増大している傾向並びに臨床検査室での高処理量血液スクリーニングからも生じている。核製薬所において実施されているような放射性核種ジェネレーター技術は、日常活動の自動化において現在のところ遅れをとっている。核医薬現場においては、強化されつつある患者健康保護対策としての政府規制並びに企業の競合/採算性により、業界は自動化の方向に進んでいるようである。各製薬所へのコンピュータ制御液体伝達システムの導入は、図2の真空容器系ジェネレーターからの出発を可能とするであろう。多くの手作業の削減も核医薬技術者に対する放射線量を最低限とするように機能し、と同時に人為的エラーに起因する責任も軽減する。 Further support for fundamental changes in radionuclide generator technology comes from the rapidly growing trend towards automation of common tasks such as synthesis operations in biotechnology as well as from high-throughput blood screening in clinical laboratories. Has occurred. Radionuclide generator technology, such as that implemented at nuclear pharmacies, currently lags behind in automating daily activities. In the field of nuclear medicine, the industry appears to be moving in the direction of automation due to government regulations as a measure to protect patient health and the competition / profitability of companies. The introduction of a computer controlled liquid delivery system at each pharmacy would allow a departure from the vacuum vessel system generator of FIG. Many manual reductions also work to minimize radiation doses to nuclear medicine technicians, while at the same time reducing liability due to human error.
上述の放射線分解の有害作用は、新たな治療用放射性核種ジェネレーターの開発において大きな課題をもたらしている。通常のジェネレーターの支持体材料に対する如何なる損傷も、分離効率を妥協させ、親放射性核種のブレイクスルーを潜在的に生じさせ、患者に投与した場合、放射線の潜在的致死照射量に至る。そのような破滅的な事象は、核製剤操作に一体化させた品質管理対策によって理論的には阻止されるが、安全で予測し得るジェネレーター挙動のいかなる欠如も、核製薬所、病院及びそれらの資金提供者に対する大きな責務を表している。以下に説明する本発明は、高化学及び放射性核種純度を有する医療上有用な放射性核種を理論収率近くで確実に生成させることのできる代替放射性核種ジェネレーター技術を提供する。 The harmful effects of radiolysis described above pose significant challenges in the development of new therapeutic radionuclide generators. Any damage to the normal generator support material compromises the separation efficiency, potentially causing a breakthrough of the parent radionuclide, leading to a potentially lethal dose of radiation when administered to the patient. Although such catastrophic events are theoretically prevented by quality control measures integrated into nuclear drug product operations, any lack of safe and predictable generator behavior can be attributed to nuclear pharmacies, hospitals and their It represents a great responsibility for funders. The present invention described below provides an alternative radionuclide generator technology that can reliably produce medically useful radionuclides with high chemical and radionuclide purity close to the theoretical yield.
本発明は、実質的に不純物を含まない所望娘放射性核種溶液の製造方法を意図する。該方法は、所望娘放射性核種を含有する親-娘放射性核種水溶液を、上記所望娘放射性核種に対する高親和性と上記親及び他の娘放射性核種に対する低親和性とを有する第1の分離媒質と接触させる工程を含む。上記親及び所望娘放射性核種は、上記溶液中に存在するとき、異なるイオン電荷若しくは異なる電荷密度又はその双方を有する。上記接触は上記所望娘放射性核種が上記第1分離媒質に結合するのに十分な時間維持して、所望娘担持分離媒質と減少濃度の所望娘放射性核種を含む溶液(初期親-娘放射性核種溶液と比較して)とを生成させる。
減少濃度の所望娘放射性核種を含む上記溶液は、上記所望娘担持分離媒質から除去する。上記所望娘放射性核種を上記所望娘担持分離媒質からストリッピングして、所望娘放射性核種溶液を生成させる。上記所望娘放射性核種溶液は、上記親放射性核種に対する高親和性と上記所望娘放射性核種に対する低親和性とを有する第2の分離媒質と接触させる。好ましい実施態様においては、上記第2分離媒質(ガードカラム(Guard column))上での溶出前には、化学的調整を上記溶液に対して行わない。上記接触は存在する場合の上記親放射性核種が前記第2分離媒質に結合するのに十分な時間維持して、実質的に不純物を含まない所望娘放射性核種溶液を生成させる。実質的に不純物を含まない上記娘放射性核種溶液は典型的には回収するが、該溶液は、該放射性核種の医療上有用な薬剤との結合のような反応において回収することなく使用し得る。
The present invention contemplates a method for producing a desired daughter radionuclide solution that is substantially free of impurities. The method comprises an aqueous parent-daughter radionuclide containing a desired daughter radionuclide, a first separation medium having a high affinity for the desired daughter radionuclide and a low affinity for the parent and other daughter radionuclides; A step of contacting. The parent and desired daughter radionuclide have different ionic charges and / or different charge densities when present in the solution. The contact is maintained for a period of time sufficient for the desired daughter radionuclide to bind to the first separation medium to provide a solution containing the desired daughter-carrying separation medium and a reduced concentration of the desired daughter radionuclide (initial parent-daughter radionuclide solution). Compared to).
The solution containing a reduced concentration of the desired daughter radionuclide is removed from the desired daughter-carrying separation medium. The desired daughter radionuclide is stripped from the desired daughter-carrying separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution. The desired daughter radionuclide solution is contacted with a second separation medium having a high affinity for the parent radionuclide and a low affinity for the desired daughter radionuclide. In a preferred embodiment, no chemical conditioning is performed on the solution prior to elution on the second separation medium (Guard column). The contact is maintained for a time sufficient for the parent radionuclide, if present, to bind to the second separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution that is substantially free of impurities. The daughter radionuclide solution that is substantially free of impurities is typically recovered, but the solution can be used without recovery in reactions such as binding of the radionuclide with a medically useful agent.
本発明は、幾つかの有益性と利点を有する。
1つの有益性においては、上記方法は、溶液の1部を相互に分離するための空気又はガスの使用を必要とせず、換言すれば、より良好なクロマトグラフィー操作性能とより良好な全体的化学及び放射性核種純度を提供する。
意図する方法の利点は、分離媒質が、高線エネルギー付与放射性核種と分離媒質との接触に費やす時間が比較的短い故に、放射線によって分解しない傾向を有するので、分離媒質がより長い使用可能な寿命を有することである。
本発明のもう1つの利点は、高純度を有する放射性核種を取得できることである。
本発明のもう1つの利点は、商業的に入手可能な分離媒質対の選定においてより広い許容範囲を利用し得、適切な溶出溶液を、医療及び分析用途用の種々の放射性核種の製造用に容易に調製し得ることである。
本発明のさらなる利点は、分離媒質の高分離効率により、娘放射性核種を小容量の溶出剤溶液で回収可能にすることである。
本発明のさらなる利点は、分離媒質の化学的一体性が保持され、この一体性により、より予測可能な分離性能を提供し且つ娘生成物の親放射性核種汚染の可能性を低減させることである。
さらなる有益性及び利点は、当業者であれば、以下の説明から容易に明らかとなるであろう。
The present invention has several benefits and advantages.
In one benefit, the above method does not require the use of air or gas to separate parts of the solution from each other, in other words, better chromatographic operating performance and better overall chemistry. And providing radionuclide purity.
The advantage of the intended method is that the separation medium has a longer usable life since it has a tendency to not be decomposed by radiation due to the relatively short time it takes to contact the high-energy energized radionuclide and the separation medium. It is to have.
Another advantage of the present invention is that radionuclides with high purity can be obtained.
Another advantage of the present invention is that wider tolerances can be utilized in the selection of commercially available separation media pairs, and appropriate elution solutions can be used for the production of various radionuclides for medical and analytical applications. It can be easily prepared.
A further advantage of the present invention is that the daughter radionuclide can be recovered with a small volume of eluent solution due to the high separation efficiency of the separation medium.
A further advantage of the present invention is that the chemical integrity of the separation medium is retained, which provides a more predictable separation performance and reduces the potential for parental radionuclide contamination of the daughter product. .
Further benefits and advantages will be readily apparent to those skilled in the art from the following description.
高LET放射性核種を使用するときの放射線分解によってもたらされる問題に対する回答は、親及び所望娘放射性核種を、双方を含有する溶液から、本明細書において多カラム選択性逆転と大雑把に称する方法を使用して分離する本発明において見出される。用語“親放射性核種”は、親及び所望娘放射性核種を含有する意図する溶液が、放射性崩壊系列から周知であるような複数の親放射性核種並びに所望娘核種及びその娘核種を含む1種以上の娘核種を含有し得る又は通常含有することを理解する便宜上、本明細書においては、多くの場合単数形で使用する。
意図する方法は、好ましくは、上記の分離において複数のクロマトグラフィーカラムを使用する。これらカラムの分離媒質充填物は親及び所望娘放射性核種に対して異なる選択性を有し、これらの選択性は、図2の通常のジェネレーター手法において実施されるような同様の分離において通常使用される選択性から逆転する。即ち、親及び所望娘を含有する水溶液と接触させる第1の分離媒質は、親又は存在し得る他の娘に対するよりも所望娘に対して大きい選択性を有し、一方、少なくとも1回後で接触させる分離媒質は、所望娘に対するよりも親に対して大きい選択性を有する。複数の第2分離媒質を1回の分離において使用することができ、それらの媒質は使用する特定の媒質に適する別の又は同一のガードカラムであり得ることに留意すべきである。
放射性親及び娘の溶液保存は、大多数の放射線分解性劣化が分離媒質へよりはむしろ溶液マトリックス、例えば、水の方へ移行するので、生成物純度に寄与するクロマトグラフィー分離材料の放射線分解を最低限にするという意味深い利点を有する。
Answers to the problems posed by radiolysis when using high LET radionuclides use a method generally referred to herein as multi-column selectivity reversal from a solution containing both parent and desired daughter radionuclides. To be separated in the present invention. The term “parent radionuclide” refers to one or more parent radionuclides and a desired daughter nuclide and its daughter nuclide whose intended solution containing the parent and desired daughter radionuclide is well known from the radioactive decay series. For the purposes of understanding that daughter nuclides may or may not be included, they are often used herein in the singular.
The contemplated method preferably uses multiple chromatography columns in the above separation. The separation media packing of these columns has different selectivities for the parent and desired daughter radionuclides, and these selectivities are commonly used in similar separations as performed in the normal generator approach of FIG. It reverses from selectivity. That is, the first separation medium that is contacted with the aqueous solution containing the parent and the desired daughter has a greater selectivity for the desired daughter than for the parent or other daughters that may be present, while at least once later. The separation medium to be contacted has a greater selectivity for the parent than for the desired daughter. It should be noted that multiple second separation media can be used in a single separation, and these media can be separate or identical guard columns suitable for the particular medium used.
Radioactive parent and daughter solution storage reduces the radiolysis of chromatographic separation materials that contribute to product purity because the majority of radiolytic degradation is transferred to the solution matrix, e.g. water, rather than to the separation medium. Has a significant advantage of minimizing.
上記分離媒質の一体性は、高クロマトグラフィー流速(例えば、自動化流体伝達システムによる)を使用して上記放射性溶液と娘放射性核種に対する選択性分離媒質との接触時間を最小限にすることによって更に維持される。上記分離媒質の化学的一体性を保持することは、より予測可能な分離性能と同一視され、親放射性核種が娘生成物を汚染する可能性を低減させる。さらにまた、溶出によるよりはむしろ必要に応じての所望娘放射性核種の抽出をターゲットすることにより、放射線分解性に耐性の通常のジェネレーター、無機吸収剤は必要でなく、より大きな溶質選択性を有するより多種類のクロマトグラフィー分離媒質を使用し得る。
親放射性核種汚染の可能性を更に最小限にするためには、上記親(1種以上)に対し選択性のもう1つの分離媒質を上記所望娘選択性分離媒質の下流に導入する。第2分離カラムの追加は、更なる安全度を増し、危険な長寿命型親放射性核種が患者に投与されないことを確保する。そのような直列カラム配列の例は、図3に示している。本発明方法を使用して容易に分離し得る所望娘イオン/親イオン群の例としては、Y3+/Sr2+;TcO4 1-/MoO4 2-;PdCl4 2-/Rh3+;In3+/Cd2+;I1-/Sb3+;ReO4 1-/WO4 2-;Tl1+/Pb2+;Sc3+/TiO2+又はTi4+;Bi3+/Ra2+、Pb2+;Bi3+/Ac3+、Ra2+;At1-/Bi3+;及びRa2+/Ac3+、Th4+がある。
図3の上部に示しているように、親及び所望娘放射性核種を、化学分離の効率に寄与する分離媒質上よりはむしろ放射線量の照射を受ける水溶液マトリックス中で放射性定常状態に近づけるか或いは達せしめる。必要なときに、上記親及び所望娘放射性核種を含有する溶液を、娘放射性核種に対して選択性の第1の分離媒質を含むクロマトグラフィーカラム(1次分離カラム)と接触させ(カラム上に負荷させ)、一方、1種以上の親及び所望娘放射性核種の娘のような任意の他の“娘”を溶出させる。所望娘及び1種以上の親放射性核種は、上記溶液中に存在するとき、異なる(i)イオン電荷又は(ii)電荷密度の一方又は双方を有する。
即ち、イオン電荷に関しては、第1の分離媒質と接触させるのに使用する溶液中に存在するとき、親及び娘放射性核種の1つが+2カチオンで他方が+3カチオンであり得、或いは1つが+2カチオンで他方が-1アニオンであり得る等である。典型的には、親及び所望娘放射性核種は、分離プロセス全体に亘って電荷の違いを維持するが、その必要はない。例えば、TcO4 1-をMoO4 2-から分離するか或いはReO4 1-をWO4 2-から分離する場合、これらのアニオンは、分離の間中その電荷を維持する。一方、ビスマス及びアクチニウムは、共に+3電荷を典型的に有するが、ビスマスがBiCl4 1-アニオンのような塩化物イオンとの溶液複合体としてアクチニウムから優先的に分離されるのに対し、アクチニウムは同じ条件下ではそのような複合体を形成せず、Ac3+カチオンとして残る。
The integrity of the separation medium is further maintained by minimizing contact time between the radioactive solution and the selective separation medium for the daughter radionuclide using a high chromatographic flow rate (e.g., via an automated fluid delivery system). Is done. Maintaining the chemical integrity of the separation medium is equated with a more predictable separation performance and reduces the likelihood that the parent radionuclide will contaminate the daughter product. Furthermore, by targeting the extraction of the desired daughter radionuclide as needed rather than by elution, no conventional generators or inorganic absorbers resistant to radiolysis are required, with greater solute selectivity More types of chromatographic separation media can be used.
In order to further minimize the possibility of parent radionuclide contamination, another separation medium selective to the parent (one or more) is introduced downstream of the desired daughter selective separation medium. The addition of a second separation column adds further safety and ensures that dangerous long-lived parent radionuclides are not administered to the patient. An example of such a serial column arrangement is shown in FIG. Examples of desired daughter ion / parent ion groups that can be easily separated using the method of the present invention include Y 3+ / Sr 2+ ; TcO 4 1− / MoO 4 2− ; PdCl 4 2− / Rh 3+ In 3+ / Cd 2+ ; I 1− / Sb 3+ ; ReO 4 1− / WO 4 2− ; Tl 1+ / Pb 2+ ; Sc 3+ / TiO 2+ or Ti 4+ ; Bi 3+ / Ra 2+ , Pb 2+ ; Bi 3+ / Ac 3+ , Ra 2+ ; At 1− / Bi 3+ ; and Ra 2+ / Ac 3+ , Th 4+ .
As shown at the top of FIG. 3, the parent and desired daughter radionuclides approach or reach a radioactive steady state in an aqueous matrix that is irradiated with a radiation dose rather than on a separation medium that contributes to the efficiency of chemical separation. Let me. When necessary, the solution containing the parent and desired daughter radionuclide is contacted with a chromatography column (primary separation column) containing a first separation medium selective for the daughter radionuclide (on the column). While eluting any other “daughter” such as one or more parents and the daughter of the desired daughter radionuclide. The desired daughter and the one or more parent radionuclides have one or both of different (i) ionic charges or (ii) charge densities when present in the solution.
That is, with respect to ionic charge, when present in the solution used to contact the first separation medium, one of the parent and daughter radionuclides can be +2 cations and the other can be +3 cations, or one can be A +2 cation and the other can be a -1 anion, etc. Typically, the parent and desired daughter radionuclide maintain, but need not maintain, charge differences throughout the separation process. For example, if TcO 4 1− is separated from MoO 4 2− or ReO 4 1− is separated from WO 4 2− , these anions retain their charge throughout the separation. On the other hand, both bismuth and actinium typically have a +3 charge, whereas bismuth is preferentially separated from actinium as a solution complex with a chloride ion such as BiCl 4 1- anion, whereas actinium. Does not form such a complex under the same conditions and remains as an Ac 3+ cation.
大多数の化学分離は2種以上の分析物の正味のイオン電荷の相違を分離の根拠として認識することによって都合よく説明し得るけれども、多くの他の分離は、分離を行う手段として配位化学及び/又は溶液種形成のより微妙な相違に依存している。一般的な概算としては、2つのイオン間の配位優先及び/又は溶液種形成の相違は、静電相互作用が支配的である異なる電荷密度に都合よく起因し得る。
電荷密度は、所定の単-又は多原子イオンが占める単位容量当りの全体的電荷として定義される。電荷密度の概念は、ハード/ソフト酸/塩基理論に対する寄与因子である。この理論によれば、“ハード”として定義されるイオンは、あまり極性化性ではなく、大きな電荷密度絶対値を典型的に有し(例えば、Li+、Al3+、F-、及び O2-)、これに対し、“ソフト”として定義されるイオンは、低めの電荷密度を有し、容易に極性化される(例えば、Hg2+、Bi3+、I1-、TcO4 1-等)。
イオン電荷の相違のみに基づく説明は、分析物の電荷密度の相違に基づき一般的に分離される似たように荷電した分析物の多くの分離、例えば、Ce3+のLu3+からの分離又はF1-のI1-からの分離を適切には説明していない。Ce3+/Lu3+分離においては、各アニオンは同一の電荷を有するが、周知のランタニド収縮がランタニドイオン半径ひいてはイオン容量の系統的減少をもたらし、ランタニド系列に亘って電荷密度の正味の増大を生ずる。この電荷密度の正味の増大は、分離の基礎として個々に又は集合的に作用し得る水化数(1次及び2次範囲)、溶液種形成及び配位化学の相違をもたらし得る。
もう1つの例においては、ハライドアニオンの電荷密度は、イオン半径(及び容量)が増大し電荷がより拡散するにつれて、群を移行するときに減少する。そのような電荷密度の相違は、イオン-リガンド及びイオン-溶媒相互作用を支配する静電相互作用が異なり、所定の分離において利用される好都合な化学局面を提供するので、分離において利用し得る。
電荷密度の概念は、単原子イオンに厳格に限定されることはなく、容易に多原子種まで及ぶ;例えば、NH4 1+/N(CH2CH3)1+及びTcO4 1-/IO3 1-。各例において、各イオンは同様な電荷を有するが、各々が異なる容量を占め、それによって、荷電密度を変化させ、水和の自由エネルギー、全体的水化数、複合体形成定数等のようなパラメーターにおいて反映されるようなイオン相互作用特性及び溶液種形成を変化させる。
Although most chemical separations can be conveniently explained by recognizing the difference in net ionic charge of two or more analytes as the basis for the separation, many other separations can be coordinated chemistry as a means of performing the separation. And / or rely on more subtle differences in solution seed formation. As a general approximation, the difference in coordination preference and / or solution species formation between two ions can be conveniently attributed to different charge densities where the electrostatic interaction is dominant.
Charge density is defined as the overall charge per unit volume occupied by a given mono- or polyatomic ion. The concept of charge density is a contributing factor to the hard / soft acid / base theory. According to this theory, ions defined as “hard” are not very polarizable and typically have large charge density absolute values (eg, Li + , Al 3+ , F − , and O 2). -), whereas ions defined as "soft" has a lower charge density are easily polarized (e.g., Hg 2+, Bi 3+, I 1-, TcO 4 1- etc).
An explanation based solely on the difference in ionic charge is the separation of many similarly charged analytes that are typically separated based on differences in analyte charge density, for example, separation of Ce 3+ from Lu 3+ Or the separation of F 1- from I 1- is not adequately explained. In Ce 3+ / Lu 3+ separations, each anion has the same charge, but the well-known lanthanide contraction results in a systematic decrease in lanthanide ion radius and thus ion capacity, resulting in a net increase in charge density across the lanthanide series. Is produced. This net increase in charge density can lead to differences in hydration numbers (primary and secondary ranges), solution species formation and coordination chemistry that can act individually or collectively as a basis for separation.
In another example, the charge density of the halide anion decreases as the group transitions as the ionic radius (and capacity) increases and the charge becomes more diffuse. Such charge density differences can be exploited in separations because the electrostatic interactions that govern ion-ligand and ion-solvent interactions are different and provide a convenient chemical aspect to be utilized in a given separation.
The concept of charge density is not strictly limited to monoatomic ions and easily extends to polyatomic species; for example, NH 4 1+ / N (CH 2 CH 3 ) 1+ and TcO 4 1− / IO 3 1- . In each instance, each ion has a similar charge, but each occupies a different capacity, thereby changing the charge density, such as hydration free energy, overall hydration number, complex formation constant, etc. Alter ionic interaction properties and solution species formation as reflected in the parameters.
親及び減少量の所望娘放射性核種を含有する1次分離カラムからの溶出液(所望娘欠乏親-娘溶液又は減少濃度の所望娘放射性核種を含む溶液)は、所望娘を担持する第1分離媒質から除去(分離)する。この溶液は廢棄し得るが、好ましくは、容器中に集め、再度放射性定常状態に近づけて更なる量の所望娘を取得し得る。その後、娘放射性核種を含有する1次分離カラムは、典型的には、娘の溶出(ストリッピング)前に、洗浄して間隙からのような存在し得るあらゆる残留不純物を除去する。
この多カラムジェネレーター手法の便宜性及び有効性を最大にするには、娘放射性核種及びその放射性核種親の溶液種形成の知識を使用して、ストリップ溶液及び第2クロマトグラフィーカラム(ガードカラム)の第2分離媒質の材料(1種以上)の双方を選定する。理想的な実施においては、上記娘選択性1次分離媒質含有カラムを、所望娘放射性核種が溶液媒質に対して何ら化学的調整を必要とせずにガードカラムに直接溶出するのを可能にする溶液でストリッピングし、一方、存在し得る親又は他の娘イオン干渉物は上記第2カラム上に保持させる。
放射性原材料の溶液保存、並びに所望娘放射性核種を先ず選択的に抽出し次いで残留親イオンを第2分離媒質含有ガードカラムにより更に脱汚染する多カラム選択性逆転方法の使用は、支持媒質に対する放射線分解性劣化を最小限にするように機能し且つ理論収率に近い高純度の所望娘放射性核種の信頼ある生産を可能にする。典型的な応用においては、1次分離カラムは、所望娘に対する高親和性と親及び任意の他の娘放射性核種に対する低親和性を示し、一方、ガードカラムは、親に対する高親和性と所望娘放射性核種に対する低親和性を有する第2分離媒質を含有する。
The eluate from the primary separation column containing the parent and a reduced amount of the desired daughter radionuclide (the desired daughter-deficient parent-daughter solution or the solution containing the reduced concentration of the desired daughter radionuclide) is the first separation carrying the desired daughter. Remove (separate) from the medium. This solution can be discarded, but preferably it can be collected in a container and again brought close to a radioactive steady state to obtain additional quantities of the desired daughter. The primary separation column containing the daughter radionuclide is then typically washed to remove any residual impurities that may be present, such as from gaps, prior to daughter elution (stripping).
To maximize the convenience and effectiveness of this multi-column generator approach, the knowledge of the daughter radionuclide and the solution species formation of its radionuclide parent can be used to determine the strip solution and the second chromatography column (guard column). Select both materials (one or more) of the second separation medium. In an ideal implementation, the daughter-selective primary separation medium-containing column allows the desired daughter radionuclide to elute directly into the guard column without any chemical adjustment to the solution medium. While the parent or other daughter ion interferers that may be present are retained on the second column.
The solution storage of the radioactive raw material, as well as the use of a multi-column selective inversion method in which the desired daughter radionuclide is first selectively extracted and then the residual parent ions are further decontaminated by a guard column containing a second separation medium, Enabling the reliable production of high purity desired daughter radionuclides that function to minimize sex degradation and are close to the theoretical yield. In a typical application, the primary separation column exhibits high affinity for the desired daughter and low affinity for the parent and any other daughter radionuclide, while the guard column has high affinity for the parent and the desired daughter. Contains a second separation medium having low affinity for the radionuclide.
そのような組合せは、上記複数分離媒質との接触条件下において、約104〜約1010又はそれ以上の所望娘放射性核種からの親の総計脱汚染係数(DF)を与える。別々には、使用する各カラムは、上記接触条件下において約102〜約105又はそれ以上のDFを示す。1つの所定の工程におけるDFは、次の工程におけるDFと乗じるか、或いは指数を使用して表すときは、DF値指数は各工程において加算する。約1010のDF値は、典型的な放射能利用分析実験室装置を使用して容易に測定し得るおよそ最大のDFである。
汚染除去係数(DF)は、下記の等式を使用して定義する:
また、DFは、分析物と不純物における乾燥重量分布比(Dw)の比率を取ることによっても算出し得る。“流入液”が放射性定常状態にある(DFユニティーの分母をなす)と仮定すれば、分析物/不純物におけるDw値の比は、下記のとおりであり、
これらの活量比は、DFの定義において別途述べたモル濃度に比例している。
Such a combination provides a parent total decontamination factor (DF) from about 10 4 to about 10 10 or more desired daughter radionuclides under conditions of contact with the multiple separation media. Separately, each column used exhibits about 10 2 to about 10 5 or more DF under the contact conditions. When the DF in one predetermined process is multiplied by the DF in the next process or expressed using an index, the DF value index is added in each process. A DF value of about 10 10 is approximately the maximum DF that can be easily measured using typical radioactivity analysis laboratory equipment.
Decontamination factor (DF) is defined using the following equation:
DF can also be calculated by taking the ratio of dry weight distribution ratio (D w ) between analyte and impurities. Assuming that the “influent” is in a radioactive steady state (which forms the denominator of DF unity), the ratio of D w values in the analyte / impurity is:
These activity ratios are proportional to the molar concentrations mentioned separately in the definition of DF.
このように、意図する多カラム選択性逆転ジェネレーター技術と図2に示す通常の手法との基本的な相違は、少なくとも3点である:(1)親放射性核種の保存媒質は、固形支持体よりはむしろ溶液である;(2)所望娘放射性核種は、必要なときに、親放射性核種含有溶液から選択的に抽出される;(3)第2分離媒質は、親放射性核種のジェネレーター系からの放出を阻止する。
クロマトグラフィー支持体に対する放射線分解性劣化を最小限にする以外に、図3に示す多カラム選択性逆転ジェネレーターの使用による微少質量の娘(即ち、微少成分)の抽出は、小クロマトグラフィーカラムの使用を可能にする。即ち、所望娘放射性核種は、臨床使用に適する線量に好都合に希釈された小容量の溶液中に回収し得る。典型的には、90%の娘放射性核種を、第1カラムの第1分離媒質の約5床容量未満で伝送し得る。
意図する分離方法は、典型的には、周囲室温で実施する。各カラムへの重力流を使用し得るが、好ましくは、手作業型シリンジ又は電力ポンプによって得られるような1気圧以上で分離を実施する。シリンジの使用によって達成される1気圧未満の使用(例えば、真空助力流)も好ましい。
溶液と分離媒質間の接触時間は、典型的には、圧力ヘッドの使用の如何にかかわらず、溶液のカラム通過の滞留時間である。即ち、所定の溶液と分離媒質を混合しそれで得られた接触を数時間又は数日間維持することもできるが、上記分離媒質による吸着は、通常十分に迅速である;即ち、結合及び相間移動反応は十分に迅速であり、分離媒質粒子上及び粒子中の流れによって得られた上記接触は、所望の分離を行うのに十分な接触時間を提供する。
Thus, there are at least three basic differences between the intended multi-column selective inversion generator technique and the conventional approach shown in FIG. 2: (1) The storage medium for the parent radionuclide is more solid than the solid support. (2) The desired daughter radionuclide is selectively extracted from the parent radionuclide containing solution when needed; (3) the second separation medium is from the generator system of the parent radionuclide. Prevent release.
In addition to minimizing radiolytic degradation to the chromatographic support, the extraction of micromass daughters (ie, microcomponents) using the multi-column selective inversion generator shown in FIG. Enable. That is, the desired daughter radionuclide can be recovered in a small volume of solution conveniently diluted to a dose suitable for clinical use. Typically, 90% of the daughter radionuclide can be transmitted in less than about 5 bed volumes of the first separation medium in the first column.
The intended separation method is typically carried out at ambient room temperature. Gravity flow to each column can be used, but preferably the separation is carried out at 1 atm or higher as obtained by a hand-operated syringe or power pump. Also preferred is the use of less than 1 atmosphere achieved by the use of a syringe (eg, vacuum assisted flow).
The contact time between the solution and the separation medium is typically the residence time of the solution through the column, regardless of the use of a pressure head. That is, a given solution and separation medium can be mixed and the resulting contact can be maintained for hours or days, but adsorption by the separation medium is usually sufficiently rapid; that is, binding and phase transfer reactions. Is sufficiently rapid and the contact obtained by the flow on and in the separation medium particles provides sufficient contact time to effect the desired separation.
1次分離カラムによる所望娘放射性核種の抽出とガードカラムによる親及び他の干渉物の保持との間の選択性逆転の一般的概念は、本発明の重要な局面を表す。外見上同様な概念は、診断用64Cu放射性核種による使用において簡単に提案されている[Zinn、米国特許第5,409,677号 (1995)参照];しかしながら、多カラム選択性逆転ジェネレーターの放射性治療用核種に対する又は高特異活量診断用放射性核種に対する応用は、以前に試験又は認識されておらず、上記の開示における親及び娘放射性核種双方のイオン電荷は、銅及び亜鉛イオンにおける同じ+2である。Cu2+及びZn2+イオンの電荷密度も実質的に同じである。
即ち、64Cuについて引用した上記の例は、複合体64Cuに対する固定化リガンドの使用に専ら依存しており、64Cuを大量の亜鉛同位元素から除去している。64Cu生成物のからの正体不詳のアニオン交換樹脂による亜鉛の2次除去について1つ触れているが、これは、初期分離における複合体化リガンドが示す貧弱な選択性による必要によりなされている。さらにまた、大きい床容量を必要とし、64Cu生成物は > 20 mLの強酸性溶液中に伝送され、この溶液は、64Cuを医療処置において使用するための生体局在化剤へ接合させ得るようになる前に、2次濃縮及び中性化を必要とする。提案された64Cu分離系は、分離すべき各イオンのイオン電荷の同一性についても、高特異活量放射性核種ジェネレーター又は高LET放射線(両者は、放射性核種ジェネレーターの設計に対し特異な課題をもたらす)との使用における如何なる応用についても説明していない。
The general concept of selectivity reversal between extraction of the desired daughter radionuclide with a primary separation column and retention of parent and other interferents with a guard column represents an important aspect of the present invention. An apparently similar concept has been proposed for use with diagnostic 64 Cu radionuclides [see Zinn, US Pat. No. 5,409,677 (1995)]; however, for the radiotherapeutic radionuclides of multi-column selective reversal generators. Alternatively, applications for high specific activity diagnostic radionuclides have not been previously tested or recognized, and the ionic charges of both parent and daughter radionuclides in the above disclosure are the same +2 for copper and zinc ions. The charge densities of Cu 2+ and Zn 2+ ions are substantially the same.
That is, the examples cited for 64 Cu relies exclusively on the use of immobilized ligands to complex 64 Cu, are removed 64 Cu from a large amount of zinc isotopes. One mention of secondary removal of zinc by an unidentified anion exchange resin from 64 Cu products is made necessary by the poor selectivity exhibited by complexed ligands in the initial separation. Furthermore, a large bed volume is required, and the 64 Cu product is transferred into> 20 mL of strongly acidic solution, which can conjugate 64 Cu to a biolocalizer for use in medical procedures. Requires secondary concentration and neutralization before it becomes. The proposed 64 Cu separation system also provides high specific activity radionuclide generators or high LET radiation (both present unique challenges to the design of radionuclide generators) for the identity of each ion to be separated ) Does not explain any application in use.
支持体材料の放射線分解の懸念があまりない場合(例えば、診断用放射性核種において)、図3に示す多カラム選択性逆転ジェネレーターは、多くの利点を提供し続ける。例えば、加速器又は反応器内でのターゲット照射は、所望親放射性核種の生成を最大にするのに、多くの場合同位体濃縮ターゲット物質の使用を必要とする。そのような核合成反応は、不十分であり、低特異活量親のみを生成させ得る。上記多カラム選択性逆転ジェネレーターを使用し小質量の娘成分のみを抽出することにより、大量の同位体濃縮イオンを溶液中に保持し、後の照射用により容易に回収し得る。同じく重要なことは、娘放射性核種を回収する溶液の小容量である;小カラムの使用及び上記多カラム選択性逆転ジェネレーターの論理により可能となった。
本発明方法は、空気又はガスを実質的に含まないで操作し、それによってより良好なクロマトグラフィー性能を可能にするように典型的に設定している。間隙ガスポケットの存在は、溶液がビーズの上、中又は周りを流れることなく通路を通過する結果となる;むしろ、溶液は、分離媒質と接触することなく通路を通過する。詳細には、分離媒質中を通過する空気又はガスは、溶液と分離媒質間の所望の緊密な接触がより少なく生じ得る通路を生じ得る。従って、意図する方法において使用する各カラムは、液体を輸送し処理するシステムとして設定されている。
そのような無空気-又はガス-システムにとってのもう1つの利点は、滅菌空気フィルターでの濾過によって滅菌しなければならない空気又はガスが存在しないことである。従って、意図する方法において使用する構成部材類は、空気と液体の組合せを使用する構成部材よりも複雑でない設計を有し得る。
本ジェネレーター技術の有益性は意味深く、図3に示す基本的論理の多能性は、多種類の放射性核種を多カラム選択性逆転ジェネレーター概念を使用して精製し得ることを意味する。下記の表1は、画像形成又は治療用核医薬にとって興味ある放射性核種の目録を、多カラム選択性逆転ジェネレーターを使用するそれらの精製における例示としての溶液条件及びクロマトグラフィー材料と一緒に提示する。表1で報告する放射性核種及び分離条件の目録は、限定として解釈すべきではなく、むしろ、全く異なる溶液化学物、イオン電荷及び電荷密度を有する種々の親/娘対を如何にして核医薬用途用に分離し精製し得るかを示す例である。新たな分離媒質が入手可能になり、他の放射性核種における興味も増大しているので、本多カラム選択性逆転ジェネレーターは、診断又は治療用核医薬において使用するための高化学及び放射性核種純度を有する放射性核種の信頼ある生産にとっての便利な経路を提供するように容易に適応させ得る。
If there is little concern about the radiolysis of the support material (eg, in diagnostic radionuclides), the multi-column selective inversion generator shown in FIG. 3 continues to provide many advantages. For example, target irradiation in an accelerator or reactor often requires the use of isotope enriched target material to maximize the production of the desired parent radionuclide. Such nucleosynthesis reactions are inadequate and can only produce low specific activity parents. By extracting only a small mass daughter component using the multi-column selective inversion generator, a large amount of isotopically enriched ions can be retained in the solution and easily recovered for later irradiation. Also important is the small volume of the solution that recovers the daughter radionuclide; made possible by the use of a small column and the logic of the multi-column selective reversal generator.
The method of the present invention is typically set up to operate substantially free of air or gas, thereby allowing better chromatographic performance. The presence of interstitial gas pockets results in the solution passing through the passage without flowing over, in or around the beads; rather, the solution passes through the passage without contact with the separation medium. In particular, air or gas passing through the separation medium can create a passage where less desired intimate contact between the solution and the separation medium can occur. Thus, each column used in the intended method is set up as a system for transporting and processing liquids.
Another advantage for such air-free or gas-systems is that there is no air or gas that must be sterilized by filtration through a sterile air filter. Thus, the components used in the intended method may have a less complex design than components that use a combination of air and liquid.
The usefulness of this generator technology is significant, and the versatility of the basic logic shown in FIG. 3 means that many types of radionuclides can be purified using the multi-column selective inversion generator concept. Table 1 below presents a list of radionuclides of interest for imaging or therapeutic nuclear medicine, along with exemplary solution conditions and chromatographic materials in their purification using a multi-column selective reversal generator. The inventory of radionuclides and separation conditions reported in Table 1 should not be construed as limiting, but rather how to use different parent / daughter pairs with completely different solution chemistries, ionic charges and charge densities in nuclear medicine applications. It is an example which can be separated and purified for use. As new separation media become available and interest in other radionuclides has increased, this multi-column selective reversal generator provides high chemical and radionuclide purity for use in diagnostic or therapeutic nuclear medicine. It can be easily adapted to provide a convenient route for reliable production of radionuclides.
表1
a 核医薬団体によって定義された医療上有用な放射性核種。[Bond et al., Ind. Eng. Chem. Res. (2000) 39:3130-3134]。
b 数種の生産経路が多くの場合存在し、表中の経路は、核医薬において一般的に受入れられている経路である。
c 汎用されている分離方法として、AIX = アニオン交換クロマトグラフィー;CIX = カチオン交換クロマトグラフィー;EXC = 抽出クロマトグラフィー;AOPE-EXC = 酸性有機リン抽出剤(acidic organophosphorus extractant)-EXC;NE-EXC = 中性有機抽出剤(neutral organic extractant)-EXC, MF-NE-EXC = 多官能性中性有機抽出剤(multifunctional neutral organic extractant)-EXC;ABEC = 水性2相抽出クロマトグラフィー(Aqueous Biphasic Extraction Chromatography)がある。
d 保持担体としては、カルボキシレート類、ポリアミノカルボキシレート類、ある種の無機アニオン類、キレート化剤等がある。
e 生理食塩水 = 生理学的食塩溶液。
Table 1
a Medically useful radionuclide defined by a nuclear medicine organization. [Bond et al., Ind. Eng. Chem. Res. (2000) 39: 3130-3134].
bSeveral production routes often exist, and the routes in the table are those generally accepted in nuclear medicine.
As separation methods c being generic, AIX = anion exchange chromatography; CIX = cation exchange chromatography; EXC = extraction chromatography; AOPE-EXC = acidic organophosphorus extractant (a cidic o rgano p hosphorus e xtractant) -EXC ; NE-EXC = neutral organic extractant (n eutral organic e xtractant) -EXC , MF-NE-EXC = polyfunctional neutral organic extractant (m ulti f unctional n eutral organic e xtractant) -EXC; ABEC = there aqueous two-phase extraction chromatography (A queous B iphasic E xtraction C hromatography).
Examples of d- supporting carriers include carboxylates, polyaminocarboxylates, certain inorganic anions, and chelating agents.
eSaline = physiological saline solution.
意図する方法及びシステムは、1つ以上の分離媒質を使用し得る。所定の分離において使用する1つ又は複数の分離媒質は、周知のように、分離される放射性核種によって占められる。好ましい分離媒質は、典型的にはビーズ形であるか或いは一貫したサイズと形態の固相樹脂を有するが、シート、ウェブ又は繊維形の分離媒質も使用し得る。
1つの好ましい固相分離媒質は、カリフォルニア州ハーキュリーズのBio-Rad Laboratories社から商業的に入手し得るH+形のBio-RadR 50W-X8カチオン交換樹脂である。他の有用な強酸カチオン交換媒質としては、Bio-RadR AGMP-50及びDowexR 50W群のイオン交換樹脂及びミズーリ州セントルイスのSigma Chemical社から入手し得るAmberliteR IR群のイオン交換樹脂がある。Bio-RadR AGMP-1及びDowexR 1群のアニオン交換樹脂のようなアニオン交換樹脂も、分離媒質として作用し得る。
本発明方法において使用し得るもう1つの樹脂は、化学結合させたスルホン酸、ホスホン酸及び/又はgem-ジホスホン酸官能基を含むスチレン-ジビニルベンゼンポリマーマトリックスである。そのようなgem-ジリン酸樹脂は、イリノイ州ダリエンのCass Avenue 8205 SにあるEichrom Technologies社から商品名DiphonixR樹脂として商業的に入手可能である。本発明方法において、DiphonixR樹脂は、H+形で使用する。DiphonixR樹脂の特徴及び特性は、米国特許第5,539,003号、米国特許第5,449,462号及び米国特許第5,281,631号に更に十分に記載されている。
交換組成物の各成分に対して不活性である水不溶性支持体上に吸着させた、第4級アンモニウム塩、とりわけ、トリオクチル及びトリデシルメチルアンモニウムクロライドを含むTEVATM樹脂は、4価の酸化状態を有するイオン類に対して高度に選択性である。例えば、+4価のトリウムイオンは、硝酸溶液中で、TEVATM樹脂に結合するのに対し、アクチニウム(Ac)及びラジウム(Ra)イオン(これらの原子価は、それぞれ、+3と+2である)は、同じ条件下でのこの樹脂との接触では実質的に抽出されない。TEVATM樹脂は、Eichrom Technologies社から商業的に入手可能である。
The intended method and system may use one or more separation media. The separation medium or media used in a given separation is occupied by the radionuclide to be separated, as is well known. Preferred separation media are typically in the form of beads or have a solid phase resin of consistent size and form, although sheet, web or fiber separation media may also be used.
One preferred solid phase separation media are commercially in the H + form, available Bio-Rad R 50W-X8 cation exchange resin from Bio-Rad Laboratories Inc., Hercules, CA. Other useful strongly acidic cation exchange medium, there is a Bio-Rad R AGMP-50 and Dowex R 50 W groups of the ion exchange resin and Amberlite R IR groups of the ion exchange resin available from St. Louis, Mo. Sigma Chemical Company. Anion exchange resin such as Bio-Rad R AGMP-1 and
Another resin that can be used in the process of the present invention is a styrene-divinylbenzene polymer matrix containing chemically bonded sulfonic acid, phosphonic acid and / or gem-diphosphonic acid functional groups. Such gem- diphosphate resins are commercially available under the trade name Diphonix R resin from Eichrom Technologies Inc., Cass Avenue 8205 S Illinois Darien. In the process of the present invention, Diphonix R resin is used in H + form. The characteristics and properties of Diphonix R resin are more fully described in US Pat. No. 5,539,003, US Pat. No. 5,449,462 and US Pat. No. 5,281,631.
TEVA ™ resin containing a quaternary ammonium salt, especially trioctyl and tridecylmethylammonium chloride, adsorbed on a water-insoluble support that is inert to the components of the exchange composition is a tetravalent oxidation state. Is highly selective for ions having For example, the +4 valent thorium ions in a nitric acid solution, while binding to TEVA TM resin, actinium (Ac) and radium (Ra) ions (these valences, respectively, +3 +2 Are not substantially extracted by contact with this resin under the same conditions. TEVA ™ resin is commercially available from Eichrom Technologies.
意図する方法において、第2分離媒質(イオン交換媒質)は、ジホスホン酸(DPA)リガンド又は基を含有する。数タイプのDPA含有置換ジホスホン酸は、当該技術において公知であり、本発明において使用し得る。1つの例のジホスホン酸リガンドは、下記の式を有する:CR1R2(PO3R2)2
(式中、Rは、水素(ヒドリド)、C1〜C8アルキル基、カチオン、及びこれらの混合物からなる群から選ばれ;R1は、水素又はC1〜C2アルキル基であり;R2は、水素又は高分子樹脂への結合である)。
R2が高分子樹脂への結合である場合、そのリン含有基はコポリマーの1.0〜約10ミリモル/g乾燥質量で存在し、そのミリモル/g値は、R1が水素であるポリマーを基準とする。ジホスホン酸リガンドを含有する交換媒質の例を以下に説明する。
1つのそのような交換媒質は、DipexR樹脂と称し、ジ-2-エチルヘキシルメタンジホスホン酸のようなジエステル化メタンジホスホン酸の群に属する液体ジホスホン酸抽出剤を含有する抽出クロマトグラフィー材料である。この抽出剤は、上記移動相に対して不活性なAmberchromR-CG71 (ペンシルベニア州モントゴメリービルのTosoHaas社から入手し得る)又は疎水性シリカのような基体上に吸着されている。この抽出剤においては、R1及びR2はHであり、1個のRは2-エチルヘキシルでありもう1個はHである。
DipexR樹脂は、3価のランタニド類、各種3価、4価及び6価のアクチニド類、及びプレアクチニド225Acの3価カチオン類に対して高親和性を有すること、並びにラジウムカチオン類及び225Acのある種の崩壊生成物に対して低めの親和性を有することが証明されている。これらの親和性は、フルオライド、オキサレート及びホスフェートのような複合体化性アニオン類の存在下でさえも示されている。
In the intended method, the second separation medium (ion exchange medium) contains a diphosphonic acid (DPA) ligand or group. Several types of DPA-containing substituted diphosphonic acids are known in the art and can be used in the present invention. One example diphosphonic acid ligand has the formula: CR 1 R 2 (PO 3 R 2 ) 2
(Wherein, R is hydrogen (hydrido), C 1 -C 8 alkyl group, selected cations, and mixtures thereof; R 1 is hydrogen or C 1 -C 2 alkyl group; R 2 is a bond to hydrogen or polymer resin).
When R 2 is a bond to a polymeric resin, the phosphorus-containing group is present at 1.0 to about 10 mmol / g dry mass of the copolymer, and its mmol / g value is based on the polymer where R 1 is hydrogen. To do. Examples of exchange media containing diphosphonic acid ligands are described below.
One such exchange medium is an extraction chromatographic material containing a liquid diphosphonic acid extractant belonging to the group of diesterified methanediphosphonic acids, such as Dipex R resin, and di-2-ethylhexyl methanediphosphonic acid. is there. The extractant is adsorbed onto a substrate, such as inert Amberchrom R -CG71 (available from TosoHaas Inc., Pennsylvania Montgomery building) or hydrophobic silica relative to the mobile phase. In this extractant, R 1 and R 2 are H, one R is 2-ethylhexyl and the other is H.
Dipex R resin has high affinity for trivalent lanthanides, various trivalent, tetravalent and hexavalent actinides, and trivalent cations of preactinide 225 Ac, and radium cations and 225 It has been shown to have a lower affinity for certain decay products of Ac. These affinities have been shown even in the presence of complexing anions such as fluorides, oxalates and phosphates.
好ましいDipexR樹脂の活性成分は、下記の一般式の液体ジホスホン酸である:
好ましい化合物は、P,P'-ビス-2-(エチル)ヘキシルメタンジホスホン酸である。
上記活性成分ジホスホン酸エステルは、クロマトグラフィーカラムにおいて使用する当該技術において公知のようにして、メタノール、エタノール、アセトン、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、ヘキサン類又はトルエンのような低沸騰性有機溶媒と混合し、ガラスビーズ、ポリプロピレンビーズ、ポリエステルビーズ又はシリカゲルのような不活性支持体上にコーティーングし得る。ペンシルベニア州フィラデルフィアのRohm and Haas社から商業的に入手可能なAMBERLITERのようなアクリル及びポリ芳香族樹脂も使用し得る。
DipexR樹脂の性質と特徴は、Horwitz等の米国特許第5,651,883号及びHorwitz等の米国特許第5,851,401号においてより十分に記載されている。DipexR樹脂は、Eichrom Technologies社から入手し得る。
もう1つの有用なイオン交換樹脂は、DiphosilTM樹脂である。他のDPA樹脂と同様に、DiphosilTM樹脂は、ビニリデンジホスホン酸によって調製したもののような複数のジェミナル置換ジホスホン酸リガンドを含有する。これらのリガンドは、シリカ粒子にグラフトさせた有機マトリックスに化学的に結合させる。DiphosilTM樹脂は、Eichrom Technologies社から入手し得る。
A preferred Dipex R resin active ingredient is a liquid diphosphonic acid of the general formula:
A preferred compound is P, P′-bis-2- (ethyl) hexylmethane diphosphonic acid.
The active ingredient diphosphonate is mixed with a low boiling organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, diethyl ether, methyl ethyl ketone, hexanes or toluene as known in the art for use in chromatography columns, It can be coated on an inert support such as glass beads, polypropylene beads, polyester beads or silica gel. Acrylic and polyaromatic resins such as commercially available AMBERLITE R from Philadelphia, Pa. Rohm and Haas Company may also be used.
The properties and characteristics of Dipex R resin are more fully described in Horwitz et al. US Pat. No. 5,651,883 and Horwitz et al. US Pat. No. 5,851,401. Dipex R resin is available from Eichrom Technologies.
Another useful ion exchange resin is Diphosil ™ resin. Like other DPA resins, Diphosil ™ resins contain multiple geminal substituted diphosphonic acid ligands, such as those prepared with vinylidene diphosphonic acid. These ligands are chemically bonded to an organic matrix grafted onto silica particles. Diphosil ™ resin is available from Eichrom Technologies.
更にもう1つの有用な樹脂は、予め調製した水不溶性コポリマーにグラフト化によって付加させたペンダント-CR1(PO3R2)2基を有する;即ち、上記ペンダントホスホネート基は、コポリマー粒子形成後に付加させる。これらのポリマー類において、Rは水素(ヒドリド)、C1〜C8アルキル基、カチオン又はこれらの混合物であり、R1は水素又はC1〜C8アルキル基である。この群の樹脂において意図するペンダント-CR1(PO3R2)2基は、下記に示す式を有する。また、上記粒子は、0〜約5ミリモル/g乾燥質量のペンダント芳香族スルホネート基を含有する。
調製後、上記アルキルエステル基を加水分解して、使用のために、上記式中のRが水素(プロトン)、Ca2+イオン、又はリチウム、ナトリウム若しくはカリウムイオンのようなアルカリ金属イオンであるようにする。
好ましくは、上記不溶性コポリマーは少なくとも2モル%の反応したビニルベンジルハライドを含有し、この割合は、より好ましくは、約10〜約95モル%である。上述の1種以上の反応したモノエチレン系不飽和モノマーは約2〜約85モル%で存在し、このモノマーは、好ましくは、少なくとも5モル%のスチレン、エチルスチレン、ビニルトルエン(メチルスチレン)及びビニルキシレンのような上記モノエチレン系不飽和芳香族モノマーを含む。
Yet another useful resin has pendant-CR 1 (PO 3 R 2 ) 2 groups attached by grafting to a pre-prepared water-insoluble copolymer; that is, the pendant phosphonate group is added after copolymer particle formation. Let In these polymers, R represents hydrogen (hydrido), an C 1 -C 8 alkyl group, cationic or mixtures thereof, R 1 is hydrogen or C 1 -C 8 alkyl group. The intended pendant —CR 1 (PO 3 R 2 ) 2 group in this group of resins has the formula shown below. The particles also contain pendant aromatic sulfonate groups from 0 to about 5 mmol / g dry mass.
After preparation, the alkyl ester group is hydrolyzed so that for use, R in the above formula is hydrogen (proton), a Ca 2+ ion, or an alkali metal ion such as a lithium, sodium or potassium ion. To.
Preferably, the insoluble copolymer contains at least 2 mole percent reacted vinyl benzyl halide, and this proportion is more preferably from about 10 to about 95 mole percent. The one or more reacted monoethylenically unsaturated monomers described above are present in about 2 to about 85 mole percent, and this monomer is preferably at least 5 mole percent styrene, ethyl styrene, vinyl toluene (methyl styrene) and The monoethylenically unsaturated aromatic monomer such as vinyl xylene is included.
また、有用な不溶性コポリマーは、反応した架橋剤(クロスリンカー)も含む。また、本発明において有用な反応した架橋剤は全く様々である。架橋剤の有用な例としては、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリアクリレート又はトリメタクリレート、エリスリトールテトラアクリレート又はテトラメタクリレート、3,4-ジヒドロキシ-1,5-ヘキサジエン及び2,4-ジメチル-1,5-ヘキサジエンからなる群から選ばれる。ジビニルベンゼンが、本発明においてとりわけ好ましい。反応した架橋剤の量は、所望の不溶性を達成するのに十分な量である。典型的には、少なくとも0.3モル%の反応した架橋剤が存在する。反応した架橋剤は、好ましくは約2〜約20モル%で存在する。
これらの意図する粒子は、公知の方法によって得ることのできるCR1(PO3R2)2 -のような求核剤と基体との多段反応生成物である。即ち、CHR1(PO3R2)2 (Rは、好ましくはアルキル基である)を、先ず、ナトリウム若しくはカリウム金属、水素化ナトリウム若しくはオルガノリチウム化合物、例えば、ブチルリチウム、又はジホスホネートカルバニオンを生成させ得る任意の薬剤と反応させる。その後、得られるカルバニオンを、1種以上のビニル脂肪族、アクリル系又は芳香族化合物とポリビニル脂肪族、アクリル系又は芳香族化合物、例えば、ジビニルベンゼンとの上述した不溶性架橋コポリマーである基体と反応させる。このコポリマーは、少なくとも2モル%、好ましくは10〜95モル%のビニルベンジルクロライド基のようなビニル芳香族炭化水素の反応したハロゲン化誘導体、約2〜85モル%のスチレンのようなモノビニル芳香族炭化水素及び少なくとも0.3モル%、好ましくは2〜20モル%のジビニルベンゼンのようなポリビニル脂肪族及び/又は芳香族架橋剤を含有する。
約1.0ミリモル/gの乾燥質量、好ましくは2〜7ミリモル/gの乾燥質量に相当する量でグラフト化メチレンジホスホネートテトラアルキルエステル基を含有するコポリマーは、好ましくは、クロロスルホン酸、濃硫酸又は三酸化イオウのようなスルホン化剤と反応させて、その構造中に強酸性ペンダント芳香族スルホン基を導入する。スルホネートペンダント基の存在は、粒子に親水性の更なる利点を付与し、観察される選択性に悪影響を及ぼすことなくカチオン複合体形成速度の驚くべき増進をもたらす。
Useful insoluble copolymers also include reacted crosslinkers (crosslinkers). Also, the reacted crosslinkers useful in the present invention are quite varied. Useful examples of crosslinkers include divinylbenzene, trimethylolpropane triacrylate or trimethacrylate, erythritol tetraacrylate or tetramethacrylate, 3,4-dihydroxy-1,5-hexadiene and 2,4-dimethyl-1,5- Selected from the group consisting of hexadiene. Divinylbenzene is particularly preferred in the present invention. The amount of reacted crosslinker is that amount sufficient to achieve the desired insolubility. Typically, at least 0.3 mol% reacted crosslinker is present. The reacted cross-linking agent is preferably present at about 2 to about 20 mole percent.
These intended particles are multistage reaction products of a nucleophile such as CR 1 (PO 3 R 2 ) 2 — and a substrate that can be obtained by known methods. That is, CHR 1 (PO 3 R 2 ) 2 (R is preferably an alkyl group) is first formed into sodium or potassium metal, sodium hydride or organolithium compound, such as butyl lithium, or diphosphonate carbanion. React with any drug that can be made. The resulting carbanion is then reacted with a substrate which is an insoluble cross-linked copolymer as described above of one or more vinyl aliphatic, acrylic or aromatic compounds and polyvinyl aliphatic, acrylic or aromatic compounds such as divinylbenzene. . This copolymer comprises at least 2 mol%, preferably 10 to 95 mol% of a reacted halogenated derivative of a vinyl aromatic hydrocarbon such as a vinylbenzyl chloride group, about 2 to 85 mol% of a monovinyl aromatic such as styrene. It contains a hydrocarbon and at least 0.3 mol%, preferably 2-20 mol% of a polyvinyl aliphatic and / or aromatic crosslinker such as divinylbenzene.
The copolymer containing grafted methylene diphosphonate tetraalkyl ester groups in an amount corresponding to a dry weight of about 1.0 mmol / g, preferably 2-7 mmol / g, is preferably chlorosulfonic acid, concentrated sulfuric acid or Reacting with a sulfonating agent such as sulfur trioxide introduces a strongly acidic pendant aromatic sulfone group into the structure. The presence of sulfonate pendant groups gives the particles additional hydrophilic benefits, resulting in a surprising increase in the rate of cation complex formation without adversely affecting the observed selectivity.
スルホン化剤とメチレンジホスホネート基含有グラフト化コポリマーとの反応は、通常、エステル形の回収樹脂生成物がジクロロメタン、二塩化エチレン、クロロホルム又は1,1,1-トリクロロエタンのようなハロ炭化水素によって膨潤したときに実施する。このスルホン化反応は、上述のハロ炭化水素溶媒の1つ中で0.5〜20.0質量%のクロロスルホン酸を使用し、約−25℃〜約50℃、好ましくは約10℃〜約30℃の範囲の温度で実施し得る。反応は、0(未膨潤)〜約2時間予め膨潤させた樹脂を上記のスルホン化溶液と0.25〜20時間、好ましくは0.5〜2時間接触させることによって実施する。
スルホン化反応の終了後、粒子を、液体反応媒質から、濾過、遠心分離、デカンテーション等によって分離する。この最終の第2樹脂生成物をジオキサン、水、1 M NaOH、水、1 M HCl及び水で注意深く洗浄し、その後、風乾させる。
上記スルホン化反応及び水中での処理は、上記ホスホネートC1〜C8アルキルエステル基も加水分解する。スルホン化を実施しない場合、上記ホスホネートエステルの加水分解は、濃塩酸のような酸との還流下での反応により実施し得る。
これらの意図する粒子は、ポリマーマトリックス中の芳香族単位又はアクリレート又はメタクリレート単位の炭素原子に直接結合したメチレンジホスホネート及びスルホネート基の双方をペンダント官能基として含有する。意図する樹脂は、広範囲の2価、3価及び多価カチオンに対し広範囲のpH値に亘って高親和性を示す。1未満のpH値においては、上記樹脂は、カチオン除去のイオン交換メカニズムからホスホリル酸素原子の配位能力に基づく二官能性イオン交換/配位メカニズムに切換り得る。その場合、スルホン酸基は、マトリックスを急速金属イオン受容のためにより親水性にするよう作用し;従って、メチレンジホスホネート基は、高選択性に寄与する。この樹脂の製造についての更なる詳細は、Trochimczuk等、米国特許第5,618,851号において見出し得る。
Reaction of sulfonating agents with grafted copolymers containing methylene diphosphonate groups usually results in the recovery of the ester form of the recovered resin product by halohydrocarbons such as dichloromethane, ethylene dichloride, chloroform or 1,1,1-trichloroethane. When you do. This sulfonation reaction uses 0.5-20.0% by weight of chlorosulfonic acid in one of the halohydrocarbon solvents described above and ranges from about -25 ° C to about 50 ° C, preferably from about 10 ° C to about 30 ° C. Can be carried out at the following temperatures. The reaction is carried out by contacting the preswelled resin from 0 (non-swelled) to about 2 hours with the above sulfonated solution for 0.25 to 20 hours, preferably 0.5 to 2 hours.
After completion of the sulfonation reaction, the particles are separated from the liquid reaction medium by filtration, centrifugation, decantation and the like. This final second resin product is carefully washed with dioxane, water, 1 M NaOH, water, 1 M HCl and water and then air dried.
Treatment with the sulfonation reaction and water, also hydrolyze the phosphonate C 1 -C 8 alkyl ester group. Without sulfonation, the phosphonate ester can be hydrolyzed by reaction with an acid such as concentrated hydrochloric acid under reflux.
These intended particles contain both methylene diphosphonate and sulfonate groups as pendant functional groups bonded directly to carbon atoms of aromatic or acrylate or methacrylate units in the polymer matrix. The intended resin exhibits high affinity for a wide range of divalent, trivalent and multivalent cations over a wide range of pH values. At pH values below 1, the resin can switch from an ion exchange mechanism for cation removal to a bifunctional ion exchange / coordination mechanism based on the coordination ability of phosphoryl oxygen atoms. In that case, the sulfonic acid groups act to make the matrix more hydrophilic for rapid metal ion acceptance; thus, the methylene diphosphonate groups contribute to high selectivity. Further details on the production of this resin can be found in Trochimczuk et al., US Pat. No. 5,618,851.
米国特許第5,110,474号に記載されているもう1つのとりわけ有用な分離媒質は、Sr レジン(Sr Resin)と称され、Eichrom Technologies社から入手し得る。要するに、Sr レジンは、不活性樹脂基体を含み、その上に、液体希釈剤中に溶解させたクラウンエーテル抽出剤溶液を分散させている。
上記の希釈剤は、(i) 高沸点、即ち、約170℃〜200℃の沸点を有し、(ii) 水中での溶解性が限られ或いは全くなく、(iii) 約0.5〜6.0 Mの水を溶解し得、そして、(iv) クラウンエーテルが可溶性である物質である。これらの希釈剤としては、アルコール類、ケトン類、カルボン酸類及びエステル類がある。適切なアルコール類としては、1-オクタノールがあり、これが最も好ましいが、1-ヘプタノール及び1-デカノールも満足し得る。カルボン酸としては、ヘプタン酸及びヘキサン酸以外に、好ましいものとしてオクタン酸がある。ケトン類の例としては、2-ヘキサノン及び4-メチル-2-ペンタノンがあり、一方、エステル類としては、酢酸ブチル及び酢酸ペンチルがある。
上記大環状ポリエーテルは、ジシクロヘキサノ-18-クラウン-6、ジシクロヘキサノ-21-クラウン-7及びジシクロヘキサノ-24-クラウン-8のような任意のジシクロヘキサノクラウンエーテルであり得る。好ましいクラウンエーテルは、式:4,4'(5') [(R,R')ジシクロヘキサノ]-18-クラウン-6を有し、R及びR'は、H及び1〜12個の炭素を含有する直鎖又は枝分れアルキルからなる群から選ばれた1以上のメンバーである。例としては、メチル、プロピル、イソブチル、t-ブチル、ヘキシル及びヘプチルである。好ましいエーテル類としては、ジシクロヘキサノ-18-クラウン-6 (DCH18C6)及びビス-メチルシクロヘキサノ-18-クラウン-6 (DMeCH18C6)がある。最も好ましいエーテルは、ビス-4,4'(5')-[(t-ブチル)シクロヘキサノ]-18-クラウン-6 (Dt-BuCH18C6)である。
希釈剤中のクラウンエーテルの量は、クラウンエーテルの特定の形状によって変動し得る。例えば、希釈剤中での最も好ましいt-ブチル形(Dt-BuCH18C6)の約0.1〜約0.5 Mの濃度は満足し得るものであり、約0.2 Mが最も好ましい。水素形を使用する場合は、その濃度は、約0.25〜約0.5 Mで変動し得る。
Another particularly useful separation medium described in US Pat. No. 5,110,474 is referred to as Sr Resin and is available from Eichrom Technologies. In short, Sr resin contains an inert resin substrate on which a crown ether extractant solution dissolved in a liquid diluent is dispersed.
The diluent described above has (i) a high boiling point, i.e. a boiling point of about 170 ° C to 200 ° C, (ii) limited or no solubility in water, and (iii) about 0.5 to 6.0 M. Water is soluble and (iv) crown ether is a soluble substance. These diluents include alcohols, ketones, carboxylic acids and esters. Suitable alcohols include 1-octanol, which is most preferred, but 1-heptanol and 1-decanol may also be satisfactory. As carboxylic acid, in addition to heptanoic acid and hexanoic acid, octanoic acid is preferable. Examples of ketones include 2-hexanone and 4-methyl-2-pentanone, while esters include butyl acetate and pentyl acetate.
The macrocyclic polyether can be any dicyclohexano crown ether such as dicyclohexano-18-crown-6, dicyclohexano-21-crown-7 and dicyclohexano-24-crown-8. Preferred crown ethers have the formula: 4,4 ′ (5 ′) [(R, R ′) dicyclohexano] -18-crown-6, where R and R ′ are H and 1-12 carbons. One or more members selected from the group consisting of linear or branched alkyl containing Examples are methyl, propyl, isobutyl, t-butyl, hexyl and heptyl. Preferred ethers include dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6) and bis-methylcyclohexano-18-crown-6 (DMeCH18C6). The most preferred ether is bis-4,4 ′ (5 ′)-[(t-butyl) cyclohexano] -18-crown-6 (Dt-BuCH18C6).
The amount of crown ether in the diluent can vary depending on the particular shape of the crown ether. For example, a concentration of about 0.1 to about 0.5 M of the most preferred t-butyl form (Dt-BuCH18C6) in the diluent is satisfactory, with about 0.2 M being most preferred. When using the hydrogen form, the concentration can vary from about 0.25 to about 0.5 M.
好ましいSrレジンは、n-オクタノール(5〜20質量%)中に溶解させたDt-BuCH18C6(20〜25質量%)のようなクラウンエーテルのコーティーング層を表面上に有し、40質量%の抽出剤負荷量を有するAmberliteR XAD-7のようなノニオン性アクリルエステルポリマービーズ樹脂である不活性樹脂基体 (60〜70質量%)を使用する。[Horwitz et al., Solvent Extr. Ion Exch., 10(2): 31316 (1992) を参照されたい]。
また、関連する樹脂であるPb レジン(これも、Eichrom Technologies社から入手し得る)も、212Biの生産において212Pbを精製し蓄積するのに有用であることが観察されている。Pb レジンは、より高分子量のアルコール、即ち、イソデシルアルコールをPb レジンの製造において使用する以外は、Sr レジンと同様な特性を有する。[Horwitz et al., Anal. Chim. Acta, 292:26373 (1994)参照]。Pb レジンはこの樹脂からのその後の212Biのストリッピングを可能とすることが観察されているのに対し、212PbはSr レジンによって強力に保持されることが観察されている。
これもEichrom Technologies社から入手し得る改良されたSr レジンは、幾分より選択性である。この分離媒質は、Super Pb(Sr)TM選択性樹脂と称され、重合体樹脂(例えば、AmberchromR CG71)又はシリカ粒子のような不活性多孔質支持体上に分散させた約5〜約50質量%のDt-BuCH18C6のようなビス-4,4'(5')-[C3〜C8-アルキルシクロヘキサノ]-18-クラウン-6 (約103以上、通常約103〜約106のn-オクタノールと1 M硝酸間の分配比(Dクラウン = [クラウン有機]/[クラウン]Ag)を示す)を有する自由流動性粒子を含む。この分離媒質は、希釈剤を含まず、とりわけ、(i) 水中で不溶性であるか或いは限られた(貧弱な)溶解性しか有さず、そして、(ii) 上記Sr レジン中に存在する実質的量の水分を溶解し得る希釈剤を含まない。例えば、米国特許第6,511,603 B1号を参照されたい。
また、使用する好ましい洗浄及びストリップ溶液は、親及び娘放射性核種並びに生成物の所望用途に基づき選定する。この分離媒質の具体的な説明については、Horwitz等の米国特許第5,854,968号及びDietz等の米国特許第5,863,439号を参照されたい。
A preferred Sr resin has a crown ether coating layer on the surface, such as Dt-BuCH18C6 (20-25% by weight) dissolved in n-octanol (5-20% by weight), and 40% by weight using the extractant inactive resin substrate is a nonionic acrylic ester polymer beads resins such as Amberlite R XAD-7 having a load (60 to 70% by weight). [See Horwitz et al., Solvent Extr. Ion Exch., 10 (2): 31316 (1992)].
Further, (Again, available from Eichrom Technologies Inc.) Pb resin is related resins, it has been observed to be useful in purification of the 212 Pb in the production of 212 Bi accumulation. Pb resin has the same characteristics as Sr resin except that a higher molecular weight alcohol, i.e., isodecyl alcohol, is used in the production of Pb resin. [See Horwitz et al., Anal. Chim. Acta, 292: 26373 (1994)]. Pb resin has been observed to allow subsequent 212 Bi stripping from this resin, whereas 212 Pb has been observed to be strongly retained by Sr resin.
The improved Sr resin, also available from Eichrom Technologies, is somewhat more selective. The separation medium is referred to as Super Pb (Sr) TM selective resin, polymer resin (e.g., Amberchrom R CG 71), or from about 5 to about 50 dispersed on an inert porous support, such as silica particles Bis-4,4 ′ (5 ′)-[C 3 -C 8 -alkylcyclohexano] -18-crown-6 (about 10 3 or more, usually about 10 3 to about 10% by weight% of Dt-BuCH18C6 Includes free-flowing particles with a partition ratio between 6 n-octanol and 1 M nitric acid (showing D crown = [crown organic ] / [crown] Ag )). This separation medium is free of diluent, in particular (i) is insoluble in water or has only limited (poor) solubility, and (ii) the substance present in the Sr resin. Does not contain a diluent that can dissolve the correct amount of water. See, for example, US Pat. No. 6,511,603 B1.
Also, the preferred cleaning and strip solutions used are selected based on the parent and daughter radionuclide and the desired use of the product. See Horwitz et al. US Pat. No. 5,854,968 and Dietz et al. US Pat. No. 5,863,439 for a specific description of this separation medium.
更にもう1つの分離媒質は、水溶液中のカオトロピックアニオンの分離においてとりわけ有用である。この分離媒質は、商標ABECRとしてEichrom Technologies社から入手し得、複数の共有結合した-X-(CH2CH2O)n-CH2CH2R基を有する粒子を含む。上記式中、Xは、O、S、NH又はN-(CH2CH2O)m-R3 (mは、0〜約225の平均値を有する数であり、nは、約15〜約225の平均値を有する数であり、R3は、水素、C1-C2アルキル、2-ヒドロキシエチル又はCH2CH2Rである);Rは、-OH、-(CH2CH2O)n-部分の分子量の約1/10までの分子量を有するC1-C10ヒドロカルビルエーテル、カルボキシレート、スルホネート、ホスホネート及び-NR1R2基 (R1及びR2は、個々に、水素、C2-C3ヒドロキシアルキル又はC1-C6アルキルであるか、或いは-NR1R2は、一緒になって、環中に0若しくは1個の酸素原子又は0若しくは1個の更なる窒素原子を有する5員又は6員の環状アミンを形成する)からなる群から選ばれる。この分離粒子は、約8000よりも大きく約1,000,000よりも小さいパーセントCH2O/mm2粒子表面積を有する。
カオトロピックアニオンの例としては、Br1-及びI1-のような単純アニオン、及びTcO4 1-、ReO4 1-又はIO3 1-のようなアニオン基がある。また、カオトロピックアニオンは、金属カチオンとハライドとの複合体又は偽ハライドアニオンでもあり得る。この分離媒質を使用して実施し得るとりわけ有用な分離は、親放射性核種99MoO4 2-イオンも含有する水溶液からの99mTcO4 1-の分離である。ABECR分離媒質及びその使用に関する更なる詳細は、米国特許第5,603,834号、第5,707,525号及び第5,888,397号において見出し得る。
キレート化性樹脂の例としては、複数のイミノジアセテートリガンドを含むBio-Rad Laboratories社から入手し得るChelexTM樹脂として知られる材料があり、また、同様なリガンド類を4%ビーズ化アガロース(ミズーリ州セントルイスのSigma Chemical社から入手し得る)と反応させてもよい。
分離媒質ビーズを使用する好ましい方法においては、分離媒質を含む支持体ビーズをカラムに充填する。溶液をビーズに通すとき、溶液は、ビーズの上、中及び周りを流れて分離媒質と緊密に接触する。
Yet another separation medium is particularly useful in the separation of chaotropic anions in aqueous solution. This separation medium is available from Eichrom Technologies under the trademark ABEC R and comprises particles having a plurality of covalently bonded —X— (CH 2 CH 2 O) n —CH 2 CH 2 R groups. Wherein X is O, S, NH or N— (CH 2 CH 2 O) m —R 3, where m is a number having an average value of 0 to about 225, and n is about 15 to about A number having an average value of 225, R 3 is hydrogen, C 1 -C 2 alkyl, 2-hydroxyethyl or CH 2 CH 2 R); R is —OH, — (CH 2 CH 2 O ) n - C 1 -C 10 hydrocarbyl ether having a molecular weight of up to about one-tenth part of the molecular weight, carboxylate, sulfonate, phosphonate and -NR 1 R 2 group (R 1 and R 2 are, individually, hydrogen, C 2 -C 3 hydroxyalkyl or C 1 -C 6 alkyl or -NR 1 R 2 taken together are 0 or 1 oxygen atom or 0 or 1 further nitrogen in the ring Forming a 5- or 6-membered cyclic amine having an atom). The separated particles have a percent CH 2 O / mm 2 particle surface area greater than about 8000 and less than about 1,000,000.
Examples of chaotropic anion, Br 1-and I 1-simple anions such as, and TcO 4 1-, there are anionic groups such as ReO 4 1-or IO 3 1-. The chaotropic anion can also be a complex of metal cation and halide or a pseudohalide anion. A particularly useful separation that can be performed using this separation medium is the separation of 99m TcO 4 1− from an aqueous solution that also contains the parent radionuclide 99 MoO 4 2− ions. ABEC the R separation medium and further details on the use thereof, U.S. Patent No. 5,603,834, can be found in Japanese Patent No. 5,707,525 and No. 5,888,397.
An example of a chelating resin is the material known as Chelex ™ resin, available from Bio-Rad Laboratories, which contains multiple iminodiacetate ligands, and similar ligands can be added to 4% beaded agarose (Missouri). (Available from Sigma Chemical Co., St. Louis).
In a preferred method using separation medium beads, the column is packed with support beads containing the separation medium. As the solution is passed through the beads, the solution flows over, in and around the beads and is in intimate contact with the separation medium.
酸類はすべて痕跡量金属級であり、他の薬品類もすべてACS試薬級であり、受入れたときに使用した。207Bi及び133Ba放射性トレーサは、各々、濃HNO3中で2回蒸発乾固させ、使用前に0.50 M HNO3中に溶解させた。標準の放射分析手順を全体的に使用し、すべての計数率を背景に対して補正した。
抽出クロマトグラフィー材料は、以前に開示された一般的手順を使用して製造した。(Horwitz et al., Anal. Chem., 63:522-525 (1991)参照)。要するに、n-ドデカン中0.25 M トリ-n-オクチルホスフィンオキサイド(TOPO)溶液(0.78 g)を約25 mLのエタノール中に溶解させて、約25 mLのエタノール中の50〜100 μmのAmberchromR-CG71樹脂(3.03 g)と混合した。混合物を室温で回転蒸発器上で約30分間回転させ、その後、エタノールを真空蒸発させた。得られる固形分は、TOPO樹脂と称し、AmberchromR-CG71上でのn-ドデカン中0.25 M TOPOの20%(質量/質量)負荷に相当する。変性TRPO Resinを、同様な方法で製造したが、この材料はn-ドデカン希釈剤を含まず、分散用溶媒はエタノールよりもむしろメタノールであった。TRPO Resinは、50〜100 μmのAmberchromR-CG71上に40%負荷されたCyanexR-923(n-アルキルホスフィンオキサイド類の混合物)とジフェニル(ペンチル)-ホスホネートとの等モル混合物を含有する。
Bio-RadR AGMP-50カチオン交換樹脂におけるパーセント固形分は、湿潤樹脂の1部を風袋計量バイアルに移し次いでオーブン内で一定質量が得られるまで110℃で乾燥させることによって測定した。各重量分析は3回実施し、48.6(±0.3)パーセントのパーセント固形分を得た。すべての樹脂をきつくキャップした容器中で保存し、パーセント固形分の変化を回避するために、いかなる時間長も空気に暴露させなかった。
All acids were trace metal grade and all other chemicals were ACS reagent grade and were used when received. 207 Bi and 133 Ba radioactive tracers were each evaporated to dryness twice in concentrated HNO 3 and dissolved in 0.50 M HNO 3 before use. Standard radiometric procedures were used globally and all count rates were corrected for background.
Extraction chromatography material was prepared using the general procedure previously disclosed. (See Horwitz et al., Anal. Chem., 63: 522-525 (1991)). In short, a 0.25 M tri-n-octylphosphine oxide (TOPO) solution (0.78 g) in n-dodecane was dissolved in about 25 mL of ethanol and 50-100 μm Amberchrom R − in about 25 mL of ethanol. Mixed with CG71 resin (3.03 g). The mixture was rotated on a rotary evaporator at room temperature for about 30 minutes, after which the ethanol was evaporated in vacuo. Resulting solids called TOPO resin, 20% of Amberchrom R -CG71 on in the n- dodecane 0.25 M TOPO (w / w) corresponding to the load. Modified TRPO Resin was prepared in a similar manner, but this material did not contain n-dodecane diluent and the dispersing solvent was methanol rather than ethanol. TRPO Resin is, 50 to 100 Cyanex R -923 (mixture of n- alkyl phosphine oxides) which is 40 percent loaded onto Amberchrom R -CG71 of μm and diphenyl (pentyl) - containing an equimolar mixture of phosphonates.
Percent solids in Bio-Rad R AGMP-50 cation exchange resin was determined by drying a part of wet resin was transferred and then 110 ° C. to constant weight is obtained in an oven in tared vial. Each gravimetric analysis was performed in triplicate to obtain a percent solids of 48.6 (± 0.3) percent. All resins were stored in tightly capped containers and were not exposed to air for any length of time to avoid percent solids changes.
乾燥重量分布比(Dw)は、すべて、樹脂と所望溶液との25(±2)℃のバッチ接触により、放射線測定によって測定した。乾燥重量分布比は、下記の式のように定義する:
バッチ取込み試験を、μL量の0.50 M HNO3中133Ba又は207Biを1.2 mLの興味ある溶液に添加し、緩やかに混合し、100 μLのアリコートをγ計数(Ao)のために取出すことによって実施した。1 mLの残余の溶液(V)を既知質量の湿潤樹脂(mR)に加え、1分間遠心処理した。その後、混合物を緩やかに30分攪拌し(樹脂を溶液中に正しく懸濁させるため)、次いで、1分間遠心処理し、更に30分間攪拌した。1分間遠心処理して樹脂を沈降させた後、溶液をピペット採取し、0.45 μmのPTFEフィルターで濾過して残存し得る懸濁樹脂粒子を除去した。その後、100 μLアリコートをγ計数(Af)用に採取した。すべての乾燥重量分布比は、2桁有効数までに正確であった。
0.20 M HCl中の一定量のTRPO Resinを1.2 mL容量のBio-SpinR使い捨てプラスチッククロマトグラフィーカラム(Bio-Rad Laboratories社)中にスラリー詰めして0.5 mLの床容量(BV)を得た。多孔質プラスチックフリットを床の上に置き、溶出液添加中のその分裂を防止した。カラムを、3.0 mL (6 BV)の0.20 M HClを溶出させるによって状態調節し、次いで、133Ba及び207Biを加えた2.0 mL (4 BV)の0.20 M HClの重力溶出を行った。その後、各カラムを2.0 mL (4 BV)の0.20 M HClで洗浄し、207Biを、0.20 M NaCl中1.0 M酢酸ナトリウム(NaOAc)の2.0 mL (4 BV)を使用してストリッピングした。カラム溶出液を風袋計量したγ計数用バイアルに集め、すべての容量を、それぞれの溶液密度を使用し重量測定して算出した。
Batch uptake test, add μL volume of 133 Ba or 207 Bi in 0.50 M HNO 3 to 1.2 mL of solution of interest, mix gently, and remove 100 μL aliquot for γ-count (A o ) Carried out by. 1 mL of the remaining solution (V) was added to a known mass of wet resin (m R ) and centrifuged for 1 minute. The mixture was then gently stirred for 30 minutes (to ensure that the resin was properly suspended in the solution), then centrifuged for 1 minute and stirred for an additional 30 minutes. After centrifuging for 1 minute to settle the resin, the solution was pipetted and filtered through a 0.45 μm PTFE filter to remove any remaining suspended resin particles. A 100 μL aliquot was then taken for γ counting (A f ). All dry weight distribution ratios were accurate to a two-digit effective number.
A constant amount of TRPO Resin in 0.20 M HCl was slurried into a 1.2 mL Bio-Spin R disposable plastic chromatography column (Bio-Rad Laboratories) to give a 0.5 mL bed volume (BV). A porous plastic frit was placed on the floor to prevent its fragmentation during the eluate addition. The column was conditioned by eluting 3.0 mL (6 BV) of 0.20 M HCl, followed by gravity elution of 2.0 mL (4 BV) of 0.20 M HCl plus 133 Ba and 207 Bi. Each column was then washed with 2.0 mL (4 BV) of 0.20 M HCl and 207 Bi was stripped using 2.0 mL (4 BV) of 1.0 M sodium acetate (NaOAc) in 0.20 M NaCl. Column eluates were collected in tared γ counting vials and all volumes were calculated by weighing using the respective solution densities.
1.0 M NHO3中の20〜50μmのDipexR Resin{Amberchrom-CG71上の40%P,P'-ビス(2-エチルヘキシル)メタンジホスホン酸、 Eichrom Technologies社、[Horwitz et al., React. Funct. Polymers, 33:25-36 (1997)参照]}を特注プラスチッククロマトグラフィーカラムにスラリー詰めして0.16 mLのBVを得た。多孔質プラスチックフリットを使用してクロマトグラフィー操作中に樹脂を定位置に保ち、これは、特注自動化低圧クロマトグラフィー装置を使用して行った。カラムを、4.0 mL (25 BV)の1.0 M HNO3を溶出させるによって状態調節し、次いで、133Ba及び207Biを加えた2.0 mL (12.5 BV)の1.0 M HNO3の溶出を約0.25 mL/分の流量で行った。その後、各カラムを2.0 mL (12.5 BV)の1.0 M HNO3で洗浄し、207Biを、2.0 mL (12.5 BV)の2.0 M HClを使用してストリッピングした。カラム溶出液を風袋計量したγ計数用バイアルに集め、すべての容量を、それぞれの溶液密度を使用し重量測定して算出した。
前述したように、高LETα-及びβ1放出性放射線の使用は、微小転移性癌腫及び固形腫瘍塊の治療において大きな展望を有している。[Whitlock et al., Ind. Eng. Chem. Res. 39:3135-3139 (2000);Hassfjell et al., Chem. Rev. 101:2019-2036 (2001);Imam, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 51:271-278 (2001);及びMcDevitt et al., Science 294:1537-1540 (2001)参照]。がん療法用に提案された1つの候補α-放出体は、図4に示すウラニウム-232 (232U)の崩壊連鎖の1部として生成する212Biである[Whitlock et al., Ind. Eng. Chem. Res. (2000) 39:3135-3139 (2000);Hassfjell et al., Chem. Rev. 101:2019-2036 (2001);及び Imam, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 51:271-278 (2001)参照]。
1.0% NHO 3 in 20-50 μm DipexR Resin {40% P, P'-bis (2-ethylhexyl) methane diphosphonic acid on Amberchrom-CG71, Eichrom Technologies, [Horwitz et al., React. Funct. Polymers, 33: 25-36 (1997)]} was slurried into a custom plastic chromatography column to give 0.16 mL of BV. A porous plastic frit was used to keep the resin in place during the chromatography operation, which was done using a custom automated low pressure chromatography apparatus. The column was conditioned by eluting 4.0 mL (25 BV) of 1.0 M HNO 3 and then elution of 2.0 mL (12.5 BV) of 1.0 M HNO 3 with 133 Ba and 207 Bi added was approximately 0.25 mL / Performed at a flow rate of minutes. Each column was then washed with 2.0 mL (12.5 BV) of 1.0 M HNO 3 and 207 Bi was stripped using 2.0 mL (12.5 BV) of 2.0 M HCl. Column eluates were collected in tared γ counting vials and all volumes were calculated by weighing using the respective solution densities.
As mentioned above, the use of high LET α- and β 1 releasing radiation has great prospects in the treatment of micrometastatic carcinomas and solid tumor masses. [Whitlock et al., Ind. Eng. Chem. Res. 39: 3135-3139 (2000); Hassfjell et al., Chem. Rev. 101: 2019-2036 (2001); Imam, Int. J. Radiation Oncology Biol Phys. 51: 271-278 (2001); and McDevitt et al., Science 294: 1537-1540 (2001)]. One candidate α-emitter proposed for cancer therapy is 212 Bi generated as part of the uranium-232 ( 232 U) decay chain shown in FIG. 4 [Whitlock et al., Ind. Eng Chem. Res. (2000) 39: 3135-3139 (2000); Hassfjell et al., Chem. Rev. 101: 2019-2036 (2001); and Imam, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 51: 271-278 (2001)].
ビスマス-212は、現在、比較的長寿命型(即ち、3.66 d)の224Ra親をカチオン交換樹脂上に保持させ、212Biを約1〜3 M HCl又はHClとHIの混合物によって溶出させる通常のジェネレーターからの溶出により、使用のために得られている。[Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 203:471-488 (1996) 及び Mirzadeh, Appl. Radiat. Isot. 49:345-349 (1998)参照]。上記カチオン交換樹脂の放射線分解は、212Biジェネレーターの有用な展開寿命をおよそ2週間に制約しており[Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 203:471-488 (1998)参照]、多カラム選択性逆転ジェネレーターは、212Biの精製において利点を提供し得る。また、212Biに至る崩壊連鎖も多カラム選択性逆転ジェネレーター概念に対する興味ある試験根拠を提供しており、以下に詳述する実施例は、新たな212Biジェネレーターの開発を目標とする。
図4に示す放射能半減期の調査は、t1/2 = 3.66日を有する224Raの溶液が核製薬所で使用する放射性核種源物質として作用するのに良好に適していることを示唆している。212Biは、この溶液から、Bi(III)に対しては選択性であるがRa(II)、Po(IV)及びPb(II)を溶出させ得る1次分離カラムを使用して抽出し得る。この212Bi実施例においては、最も危険な放射性核種不純物は、比較的長寿命型の骨親和性224Ra親であり、212Pb (t1/2 = 10.64 h)は幾分懸念は小さい。
Bismuth-212 currently has a relatively long-lived (i.e., 3.66 d) 224 Ra parent retained on the cation exchange resin, and 212 Bi is usually eluted by about 1-3 M HCl or a mixture of HCl and HI. The elution from the generator is obtained for use. [See Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 203: 471-488 (1996) and Mirzadeh, Appl. Radiat. Isot. 49: 345-349 (1998)]. Radiolysis of the above cation exchange resin limits the useful deployment life of the 212 Bi generator to approximately 2 weeks [see Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 203: 471-488 (1998)] A multi-column selective reversal generator may provide advantages in the purification of 212 Bi. The decay chain leading to 212 Bi also provides an interesting test basis for the multi-column selective reversal generator concept, and the examples detailed below target the development of a new 212 Bi generator.
A study of the radioactivity half-life shown in Figure 4 suggests that a solution of 224 Ra with t 1/2 = 3.66 days is well suited to act as a radionuclide source for use in nuclear pharmaceuticals. ing. 212 Bi can be extracted from this solution using a primary separation column that is selective for Bi (III) but can elute Ra (II), Po (IV) and Pb (II). . In this 212 Bi embodiment, the most dangerous radionuclide impurity is the relatively long-lived osteophilic 224 Ra parent, and 212 Pb (t 1/2 = 10.64 h) is somewhat less of a concern.
Ra(II)の挙動は、そのより軽質の同族元素Ba(II)を使用する試験から推定し得、この化学的類似を以下の説明において使用している。図5は、TOPO Resin、即ち、50〜100μmのAmberchrom-CG71上に20%負荷量でn-ドデカン中の0.25 Mのトリ-n-オクチルホスフィンオキサイド(TOPO)を含有する抽出クロマトグラフィー材料上での[HCl]に対するBa(II)及びBi(III)におけるDwのプロットを示す。
このプロットは、Ba(II)及びその化学類似性からの延長としてのRa(II)からのBi(III)分離におけるTOPO Resinの潜在力を0.04〜0.4 M HClにおいて示唆している。これらのバッチ接触試験から得られた10未満のDw値は所定の分析物の吸着を本質的に示してないこと(即ち、Ba(II)及び延長としてのRa(II)は、クロマトグラフィー溶出条件下において実質的に保持されていないであろうこと)に注目されたい。図5のデータを得るのに使用したバッチ方式におけるよりもクロマトグラフィー方式において操作することにより、Bi(III)からのBa(II) (及びRa(II))の103よりも大きいDFが達成され得る。
また、図5は、Bi(III)におけるDwがHCl濃度の両端において減少していることも示しており、このことは、1 Mよりも大きいHCl濃度又はpH = 3〜10緩衝化ストリップ溶液が有効なストリッピング剤として作用し得ることを示唆している。提案されている放射性核種の生体内使用及びその生体局在化剤への接合の必要性故に、生理学的pHに近い値が好ましく、強酸性媒質は接合反応を阻害し且つ生体局在化剤を化学的に侵食し得る。
The behavior of Ra (II) can be deduced from tests using its lighter homologous element Ba (II), and this chemical analogy is used in the following description. FIG. 5 shows TOPO Resin, an extraction chromatography material containing 0.25 M tri-n-octylphosphine oxide (TOPO) in n-dodecane at 20% loading on 50-100 μm Amberchrom-CG71. shows a plot of D w in Ba (II) and Bi (III) with respect to [HCl] of.
This plot suggests the potential of TOPO Resin in the separation of Bi (III) from Ra (II) as an extension from Ba (II) and its chemical similarity in 0.04-0.4 M HCl. D w values less than 10 obtained from these batch contact tests essentially indicate no adsorption of a given analyte (i.e., Ba (II) and Ra (II) as an extension are chromatographic elutions). Note that it will not be substantially retained under the conditions). By operating in the chromatographic mode rather than in the batch mode used to obtain the data of FIG. 5, a DF greater than 10 3 of Ba (II) (and Ra (II)) from Bi (III) was achieved. Can be done.
Further, FIG. 5, D w in Bi (III) have also shown that decreases at both ends of the HCl concentration, which is greater HCl concentration or pH = 3 to 10 buffered strip solution than 1 M Suggest that it can act as an effective stripping agent. Due to the proposed in vivo use of radionuclides and the need for conjugation to biolocalization agents, values close to physiological pH are preferred, strongly acidic media inhibit conjugation reactions and It can be chemically eroded.
クロマトグラフィー試験を実施し、pH = 6.5の酢酸ナトリウム(NaOAc)溶液で特異的にストリッピングすることにより、低酸濃度でのストリッピングの有効性を評価した。変性TRPO Resin (上記ホスフィンオキサイド含有TOPO Resinに極めて密接している)を使用してのBi(III)からのBa(II)のクロマトグラフィー分離を図6に示しており、NaOAcを中性近くのpHで使用してBi(III)をTRPO Resinからストリッピングする原理を確認する。
図6は、Ba(II)が最初の自由カラム容量の0.20 M HCl負荷溶液によって溶出し(図5からの10未満のDwにおいて予想されるように)、約2床容量の0.20 M HCl洗浄後、安定的に背景値まで減少する。少量の207Bi(III)が負荷中のカラム溶出液において検出されるが、207Bi窓内の背景放射線レベルの2倍未満で統計的に有意ではない。133Ba(II)は、0.20 M NaCl中に1.0 M NaOAcを含むストリップ溶液中で検出され得ていず、およそ2床容量中の85%よりも多いBi(III)を有効に除去している。この試験は、Bi(III)がBa(II)から有効に分離し、変性TRPO及びTOPO Resinから酸濃度をpH = 0.70 (0.20 M HClにおける)からpH = 6.5 (1.0 M NaOAc)に低下させることによってストリッピングし得ることを確認する。
図6のクロマトグラムは、上記TRPO Resinが約103のBi(III)からのBa(II)(及びRa(II))のDFを与えること、及びこの樹脂が多カラム選択性逆転ジェネレーターにおける有効な1次分離カラムとして作用し得たことを示している。しかしながら、高純度生成物を確保し且つ224Ra及び212Pb親が患者に達する可能性を最少にするために、224Ra(II)及び212Pb(II)を保持させながら212Bi(III)の溶出を可能にするガードカラムを開発した。
A chromatographic test was performed to evaluate the effectiveness of stripping at low acid concentrations by specifically stripping with sodium acetate (NaOAc) solution at pH = 6.5. The chromatographic separation of Ba (II) from Bi (III) using modified TRPO Resin (which is very close to the above phosphine oxide-containing TOPO Resin) is shown in FIG. 6, where NaOAc is near neutral. Check the principle of stripping Bi (III) from TRPO Resin using at pH.
FIG. 6 shows that Ba (II) elutes with the first free column volume of 0.20 M HCl loading solution (as expected at less than 10 D w from FIG. 5) and about 2 bed volumes of 0.20 M HCl wash. After that, it stably decreases to the background value. A small amount of 207 Bi (III) is detected in the loading column eluate, but is not statistically significant at less than twice the background radiation level in the 207 Bi window. 133 Ba (II) could not be detected in a strip solution containing 1.0 M NaOAc in 0.20 M NaCl, effectively removing more than 85% Bi (III) in approximately 2 bed volumes. This test shows that Bi (III) effectively separates from Ba (II) and reduces the acid concentration from modified TRPO and TOPO Resin from pH = 0.70 (at 0.20 M HCl) to pH = 6.5 (1.0 M NaOAc). Confirm that it can be stripped.
The chromatogram in FIG. 6 shows that the TRPO Resin gives a DF of Ba (II) (and Ra (II)) from Bi (III) of about 10 3 and that this resin is effective in a multi-column selective reversal generator. It was shown that it could act as a primary separation column. However, in order to ensure a high purity product and to minimize the likelihood that the 224 Ra and 212 Pb parents will reach the patient, while maintaining 224 Ra (II) and 212 Pb (II), 212 Bi (III) A guard column that enables elution was developed.
図7は、2つの異なるpH値での[Cl1-]に対するマクロ細孔質スルホン酸カチオン交換樹脂上でのBi(III)取込みの依存性を示す。約1 MのCl1-濃度は、カチオン交換樹脂によって保持されないBi(III)のアニオン性クロロ複合体(例えば、BiCl4 1-、BiCl5 2-等)を精製している。結果として、図7に示すBi(III)のDw値は全く低く、クロマトグラフィー条件下でのBi(III)のアニオン性クロロ複合体の保持はあったとしても僅かであることを示している。このpH範囲でのスルホン酸カチオン交換樹脂によるRa(II)の保持は全く高いことが報告されており[Massart, "Nuclear Science Series, Radiochemical Techniques: Cation-Exchange Techniques in Radiochemistry," NAS-NS 3113; National Academy of Sciences, (1971)参照]、224Ra(II)はカチオン交換樹脂ガードカラムから溶出せず、212Bi(III)溶出液を何ら有意の程度汚染しないであろうことを示唆している。
1次分離カラムのTOPO及びTRPO Resinにおいて使用した抽出剤と同様な中性有機リン抽出剤による1 M HCl未満の溶液からのPb(II)の抽出は全く低いことが報告されている。[Sekine et al., Solvent Extraction Chemistry, Marcel Dekker, New York (1977)参照]。図7の提案されたカチオン交換樹脂ガードカラムは、Pb(II)が1 M未満の[Cl1-]ではアニオン性クロロ複合体を何ら認識し得る程は形成しないという観察に基づき、212Pb(II)からの更なる脱汚染を提供する。この観察の裏付けは、直近の212Pb(II)親を実質的に含まない212Bi(III)をスルホン酸カチオン交換樹脂から0.5 M HClによって溶出させ得ること(即ち、Pb(II)をこれらの条件下においてカチオン交換樹脂に保持させること)を報告している試験結果である。[Hassfjell et al., Chem. Rev. 101:2019-2036 (2001);Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 203:471-488 (1996);及び Mirzadeh,. Appl. Radiat. Isot. 49:345-349 (1998)参照]。図5〜7に示したデータは、Pb(II)についての文献データを合せて、212Biがその224Ra及び212Pb親から、中性有機リン抽出剤1次分離カラムをベースとする多カラム選択性逆転ジェネレーターを使用して有効に分離し得ることを示唆している。
FIG. 7 shows the dependence of Bi (III) incorporation on the macroporous sulfonic acid cation exchange resin for [Cl 1− ] at two different pH values. A Cl 1- concentration of about 1 M purifies anionic chloro complexes of Bi (III) that are not retained by the cation exchange resin (eg, BiCl 4 1− , BiCl 5 2−, etc.). As a result, the Dw value of Bi (III) shown in FIG. 7 is quite low, indicating that there is little, if any, retention of the anionic chloro complex of Bi (III) under chromatographic conditions. . Ra (II) retention by sulfonic acid cation exchange resins in this pH range has been reported to be quite high [Massart, "Nuclear Science Series, Radiochemical Techniques: Cation-Exchange Techniques in Radiochemistry," NAS-NS 3113; National Academy of Sciences, (1971)], 224 Ra (II) does not elute from the cation exchange resin guard column, suggesting that it does not significantly contaminate the 212 Bi (III) eluate. .
It has been reported that the extraction of Pb (II) from solutions below 1 M HCl with neutral organophosphorus extractants similar to those used in TOPO and TRPO Resin of the primary separation column is quite low. [See Sekine et al., Solvent Extraction Chemistry, Marcel Dekker, New York (1977)]. Proposed cation exchange resin guard column of Figure 7 is based on the observation that Pb (II) is not formed enough to be any recognition of the [Cl 1-] In anionic chloro complexes of less than 1 M, 212 Pb ( Provide further decontamination from II). Supporting this observation is that 212 Bi (III) substantially free of the immediate 212 Pb (II) parent can be eluted from the sulfonic acid cation exchange resin with 0.5 M HCl (i.e., Pb (II) It is a test result reporting that it is held in a cation exchange resin under conditions. [Hassfjell et al., Chem. Rev. 101: 2019-2036 (2001); Mirzadeh et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 203: 471-488 (1996); and Mirzadeh ,. Appl. Radiat. Isot 49: 345-349 (1998)]. The data shown in FIGS. 5 to 7 are multi-columns based on the primary separation column of neutral organophosphorus extractant from 212 Bi and its parent of 224 Ra and 212 Pb, together with literature data on Pb (II). It suggests that a selective reversal generator can be used to effectively separate.
図8は、224Ra(II)及び212Pb(II)からの212Bi(III)の分離における変性TRPO Resin1次分離カラム(図6)に対する代替物を示している。DipexR樹脂は、20〜50μmのAmberchrom-CG71上の40%負荷のP,P'-ビス(2-エチルヘキシル)メタンジホスホン酸からなる抽出クロマトグラフィー材料である。[Horwitz et al., React. Funct. Polymers 33:25-36 (1997)参照]。図8は、Bi(III)がDipexR樹脂により1.0 M HNO3から強く保持されているが、Ba(II)は容易に溶出していることを示している。統計的に有意な量の207Bi(III)は負荷及び洗浄手順中に検出されてなく、1.0 M HNO3洗浄により133Ba(II)レベルは5床容量後に背景まで達していた。2.0 M HClによるストリッピングは、93%よりも多い207Bi(III)を最少量の133Ba(II)と一緒に2床容量において除去している。1次分離カラムにおけるキレート化性イオン交換DipexR樹脂の使用は103よりも大きい全体的DFを与えているが、224Ra及び212Pbによる212Bi生成物の汚染の可能性を最小限にするためには上述したようなガードカラム化学物の使用を依然として必要とするであろう。 FIG. 8 shows an alternative to the modified TRPO Resin primary separation column (FIG. 6) in the separation of 212 Bi (III) from 224 Ra (II) and 212 Pb (II). Dipex R resin is an extraction chromatographic material consisting of 40% loaded P, P′-bis (2-ethylhexyl) methanediphosphonic acid on 20-50 μm Amberchrom-CG71. [See Horwitz et al., React. Funct. Polymers 33: 25-36 (1997)]. FIG. 8 shows that Bi (III) is strongly retained from 1.0 MHNO 3 by Dipex R resin, but Ba (II) is easily eluted. A statistically significant amount of 207 Bi (III) was not detected during loading and washing procedures, and 133 Ba (II) levels reached background after 5 bed volumes with 1.0 M HNO 3 washing. Stripping with 2.0 M HCl removes more than 93% of 207 Bi (III) with a minimum amount of 133 Ba (II) in two bed volumes. The use of chelating ion exchange Dipex R resin in the primary separation column gives an overall DF greater than 10 3 but minimizes the possibility of contamination of 212 Bi product with 224 Ra and 212 Pb This would still require the use of guard column chemicals as described above.
本明細書において引用した特許、特許出願及び論文は、参考として合体させる。冠詞“a”又は“an”の使用は、1つ以上を含むものとする。
上記の記載から、数多くの修正及び変形は、本発明の新規な概念の真の精神及び範囲を逸脱することなく実施し得ることである。例示した特定の実施態様に関連しての限定をするつもりはないことを理解あるいは推察すべきである。特許請求の範囲に属する修正のようなすべての開示は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
The patents, patent applications and articles cited herein are incorporated by reference. Use of the article “a” or “an” shall include one or more.
From the above description, numerous modifications and variations can be made without departing from the true spirit and scope of the novel concepts of the present invention. It should be understood or inferred that no limitation is intended in connection with the particular embodiment illustrated. All disclosures, such as modifications within the scope of the claims, are intended to be embraced by the claims.
Claims (20)
(a) 所望の娘放射性核種を含有する親-娘水溶液を、前記所望の娘放射性核種に対する高い親和性と、前記親及び他の娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第1の分離媒質と接触させ、前記第1の分離媒質が、ホスフィンオキサイド又はジホスホネート基を含有し、前記所望娘及び親放射性核種が、前記溶液中に存在するとき、異なる(i) イオン電荷、(ii) 電荷密度又は(iii) その双方を有し、そして、前記接触を前記所望娘放射性核種が前記第1分離媒質に結合するのに十分な時間維持して所望娘担持分離媒質と所望娘欠乏親-娘溶液を生成させる工程、
(b) 前記所望娘欠乏親-娘溶液を前記分離媒質から除去する工程、
(c) 前記所望娘放射性核種を前記所望娘担持分離媒質からストリッピングして、所望娘放射性核種の溶液を生成させる工程、
(e) 前記所望娘放射性核種溶液を、前記親放射性核種に対する高い親和性と、前記所望娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第2の分離媒質と接触させ、前記接触を前記親放射性核種が前記第2分離媒質に結合するのに十分な時間維持して不純物を含まない所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
を含むことを特徴とする製造方法。A method for producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities, comprising the following steps:
(a) a parent-daughter aqueous solution containing a desired daughter radionuclide, a first separation medium having a high affinity for the desired daughter radionuclide and a low affinity for the parent and other daughter radionuclides; Contacting, wherein the first separation medium contains a phosphine oxide or diphosphonate group and the desired daughter and the parent radionuclide are present in the solution, differ (i) ionic charge, (ii) charge density Or (iii) having both, and maintaining the contact for a time sufficient for the desired daughter radionuclide to bind to the first separation medium, the desired daughter-carrying separation medium and the desired daughter-deficient parent-daughter solution. Generating
(b) removing the desired daughter deficient parent-daughter solution from the separation medium;
(c) stripping the desired daughter radionuclide from the desired daughter-carrying separation medium to produce a solution of the desired daughter radionuclide;
(e) contacting the desired daughter radionuclide solution with a second separation medium having a high affinity for the parent radionuclide and a low affinity for the desired daughter radionuclide, wherein the contact is carried out by the parent radionuclide. Maintaining a sufficient time to bind to the second separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution free of impurities;
The manufacturing method characterized by including.
(a) 所望の娘放射性核種を含有する親-娘放射性核種水溶液を調製する工程、
(b) 前記親-娘溶液を、前記所望娘放射性核種に対する高い親和性と、前記親及び他の娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第1の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第1分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、前記第1の分離媒質が、ホスフィンオキサイド又はジホスホネート基を含有し、前記所望娘及び親放射性核種が、前記溶液中に存在するとき、異なる(i) イオン電荷、(ii) 電荷密度、又は(iii) その双方を有し、そして、前記接触を前記所望娘放射性核種が前記第1分離媒質に結合するのに十分な時間維持して所望娘担持分離媒質と、所望娘欠乏親-娘溶液とを生成させる工程、
(c) 前記所望娘欠乏親-娘溶液を前記分離媒質から除去する工程、
(d) 前記所望娘放射性核種を前記所望娘担持分離媒質からストリッピングして、所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
(e) 前記所望娘放射性核種溶液を、前記親放射性核種に対する高い親和性と、前記所望娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第2の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第2分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、かつ、前記接触を前記親放射性核種が前記第2分離媒質に結合するのに十分な時間維持して不純物を含まない所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
を含むことを特徴とする製造方法。A method for producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities, comprising the following steps:
(a) preparing a parent-daughter radionuclide aqueous solution containing the desired daughter radionuclide;
(b) contacting the parent-daughter solution with a first separation medium having a high affinity for the desired daughter radionuclide and a low affinity for the parent and other daughter radionuclides, under contact conditions; The decontamination factor of the desired daughter radionuclide from the parent radionuclide impurity of the first separation medium is 10 2 or more, the first separation medium contains a phosphine oxide or diphosphonate group, When the desired daughter and the parent radionuclide are present in the solution, they have a different (i) ionic charge, (ii) charge density, or (iii) both, and the contact is desired by the desired daughter radionuclide. Maintaining a sufficient time to bind to the first separation medium to produce a desired daughter-carrying separation medium and a desired daughter-deficient parent-daughter solution;
(c) removing the desired daughter deficient parent-daughter solution from the separation medium;
(d) stripping the desired daughter radionuclide from the desired daughter-carrying separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution;
(e) contacting said second desired daughter radionuclide solution with a second separation medium having a high affinity for said parent radionuclide and a low affinity for said desired daughter radionuclide, said second under contact conditions; decontamination factor of the desired daughter radionuclide from the parent radionuclide impurities of the separation medium is to be a 10 2 or more and sufficient the contact to the parent radionuclide bound to said second separation medium Producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities by maintaining for a period of time;
The manufacturing method characterized by including.
(a) 90Y、99mTc、103Pd、111In、125I、188Re、201Tl、47Sc、212Bi、213Bi、211At及び223Raからなる群から選ばれた所望娘放射性核種を含有する親-娘水溶液を調製する工程、
(b) 前記親-娘溶液を、前記所望娘放射性核種に対する高い親和性と、前記親及び他の娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第1の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第1分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、前記第1の分離媒質が、ホスフィンオキサイド又はジホスホネート基を含有し、前記所望娘及び親放射性核種が、前記溶液中に存在するとき、異なるイオン電荷を有し、そして、前記接触を前記所望娘放射性核種が前記第1分離媒質に結合するのに十分な時間維持して所望娘担持分離媒質と所望娘欠乏親-娘溶液を生成させる工程、
(c) 前記所望娘欠乏親-娘溶液を前記分離媒質から除去する工程、
(d) 前記所望娘放射性核種を前記所望娘担持分離媒質からストリッピングして、所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
(e) 前記所望娘放射性核種溶液を、前記親放射性核種に対する高い親和性と、前記所望娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第2の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第2分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、かつ前記接触を前記親放射性核種が前記第2分離媒質に結合するのに十分な時間維持して不純物を含まない所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
を含むことを特徴とする製造方法。A method for producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities, comprising the following steps:
(a) A desired daughter radionuclide selected from the group consisting of 90 Y, 99m Tc, 103 Pd, 111 In, 125 I, 188 Re, 201 Tl, 47 Sc, 212 Bi, 213 Bi, 211 At and 223 Ra. Preparing a parent-daughter aqueous solution containing,
(b) contacting the parent-daughter solution with a first separation medium having a high affinity for the desired daughter radionuclide and a low affinity for the parent and other daughter radionuclides, under contact conditions; The decontamination factor of the desired daughter radionuclide from the parent radionuclide impurity of the first separation medium is 10 2 or more, the first separation medium contains a phosphine oxide or diphosphonate group, When the desired daughter and the parent radionuclide are present in the solution, they have different ionic charges and the contact is maintained for a time sufficient for the desired daughter radionuclide to bind to the first separation medium. Producing a desired daughter-carrying separation medium and a desired daughter-deficient parent-daughter solution;
(c) removing the desired daughter deficient parent-daughter solution from the separation medium;
(d) stripping the desired daughter radionuclide from the desired daughter-carrying separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution;
(e) contacting said second desired daughter radionuclide solution with a second separation medium having a high affinity for said parent radionuclide and a low affinity for said desired daughter radionuclide, said second under contact conditions; the desired daughter decontamination factor of radionuclides as is 10 2 or more, and sufficient time the contact with the parent radionuclide to bind to said second separation medium from the parent radionuclide impurities of the separation medium Maintaining a desired daughter radionuclide solution free of impurities;
The manufacturing method characterized by including.
(a) 90Y、99mTc、103Pd、111In、125I、188Re、201Tl、47Sc、212Bi、213Bi、211At及び223Raからなる群から選ばれる所望娘放射性核種を含有する親-娘放射性核種水溶液を調製する工程、
(b) 前記親-娘溶液を、前記所望娘放射性核種に対する高い親和性と、前記親及び他の娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第1の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第1分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、前記第1の分離媒質が、ホスフィンオキサイド又はジホスホネート基を含有し、前記所望娘及び親放射性核種が、前記溶液中に存在するとき、異なる電荷密度を有し、そして、前記接触を前記所望娘放射性核種が前記第1分離媒質に結合するのに十分な時間維持して所望娘担持分離媒質と所望娘欠乏親-娘溶液を生成させる工程、
(c) 前記所望娘欠乏親-娘溶液を前記分離媒質から除去する工程、
(d) 前記所望娘放射性核種を前記所望娘担持分離媒質からストリッピングして、所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
(e) 前記所望娘放射性核種溶液を前記親放射性核種に対する高親和性と前記所望娘放射性核種に対する低親和性とを有する第2の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第2分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、そして、前記接触を前記親放射性核種が前記第2分離媒質に結合するのに十分な時間維持して不純物を含まない所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、を含むことを特徴とする製造方法。A method for producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities, comprising the following steps:
(a) Contains a desired daughter radionuclide selected from the group consisting of 90 Y, 99m Tc, 103 Pd, 111 In, 125 I, 188 Re, 201 Tl, 47 Sc, 212 Bi, 213 Bi, 211 At and 223 Ra Preparing a parent-daughter radionuclide aqueous solution,
(b) contacting the parent-daughter solution with a first separation medium having a high affinity for the desired daughter radionuclide and a low affinity for the parent and other daughter radionuclides, under contact conditions; The decontamination factor of the desired daughter radionuclide from the parent radionuclide impurity of the first separation medium is 10 2 or more, the first separation medium contains a phosphine oxide or diphosphonate group, When the desired daughter and parent radionuclide are present in the solution, they have different charge densities and the contact is maintained for a time sufficient for the desired daughter radionuclide to bind to the first separation medium. Producing a desired daughter-carrying separation medium and a desired daughter-deficient parent-daughter solution;
(c) removing the desired daughter deficient parent-daughter solution from the separation medium;
(d) stripping the desired daughter radionuclide from the desired daughter-carrying separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution;
(e) contacting the desired daughter radionuclide solution with a second separation medium having a high affinity for the parent radionuclide and a low affinity for the desired daughter radionuclide so that the second separation medium under contact conditions the decontamination factor of the desired daughter radionuclide from a parent radionuclide impurities as is 10 2 or more, and a sufficient time maintaining the contact with the parent radionuclide to bind to said second separation medium And producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities.
(a) 90Y、99mTc、103Pd、111In、125I、188Re、201Tl、47Sc、212Bi、213Bi、211At及び223Raからなる群から選ばれた所望娘放射性核種を含有する親-娘放射性核種水溶液を調製する工程、
(b) 前記親-娘溶液を、前記所望娘放射性核種に対する高い親和性と、前記親及び他の娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第1の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第1分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、前記第1の分離媒質が、ホスフィンオキサイド又はジホスホネート基を含有し、前記所望娘及び親放射性核種が、前記溶液中に存在するとき、異なるイオン電荷及び電荷密度の双方を有し、そして、前記接触を前記所望娘放射性核種が前記第1分離媒質に結合するのに十分な時間維持して所望娘担持分離媒質と所望娘欠乏親-娘溶液を生成させる工程、
(c) 前記所望娘欠乏親-娘溶液を前記分離媒質から除去する工程、
(d) 前記所望娘放射性核種を前記所望娘担持分離媒質からストリッピングして、所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
(e) 前記所望娘放射性核種溶液を、前記親放射性核種に対する高い親和性と、前記所望娘放射性核種に対する低い親和性とを有する第2の分離媒質と接触させて、接触条件下における前記第2分離媒質の前記親放射性核種不純物からの前記所望娘放射性核種の汚染除去係数が102以上であるようにし、そして、前記接触を前記親放射性核種が前記第2分離媒質に結合するのに十分な時間維持して不純物を含まない所望娘放射性核種溶液を生成させる工程、
を含むことを特徴とする製造方法。A method for producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities, comprising the following steps:
(a) A desired daughter radionuclide selected from the group consisting of 90 Y, 99m Tc, 103 Pd, 111 In, 125 I, 188 Re, 201 Tl, 47 Sc, 212 Bi, 213 Bi, 211 At and 223 Ra. Preparing a parent-daughter radionuclide aqueous solution containing,
(b) contacting the parent-daughter solution with a first separation medium having a high affinity for the desired daughter radionuclide and a low affinity for the parent and other daughter radionuclides, under contact conditions; The decontamination factor of the desired daughter radionuclide from the parent radionuclide impurity of the first separation medium is 10 2 or more, the first separation medium contains a phosphine oxide or diphosphonate group, When the desired daughter and the parent radionuclide are present in the solution, they have both different ionic charges and charge densities, and the contact is sufficient for the desired daughter radionuclide to bind to the first separation medium. Generating a desired daughter-carrying separation medium and a desired daughter-deficient parent-daughter solution,
(c) removing the desired daughter deficient parent-daughter solution from the separation medium;
(d) stripping the desired daughter radionuclide from the desired daughter-carrying separation medium to produce a desired daughter radionuclide solution;
(e) contacting said second desired daughter radionuclide solution with a second separation medium having a high affinity for said parent radionuclide and a low affinity for said desired daughter radionuclide, said second under contact conditions; The decontamination factor of the desired daughter radionuclide from the parent radionuclide impurity of the separation medium is greater than 10 2 , and the contact is sufficient for the parent radionuclide to bind to the second separation medium; Producing a desired daughter radionuclide solution free of impurities by maintaining for a period of time;
The manufacturing method characterized by including.
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