CN102741169A - 制造99mTc的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造99mTc的方法，其包括以下步骤：提供含有100Mo-钼酸根离子的溶液(11、21、31)；提供具有如下能量的质子束(15)，该能量适合于在照射100Mo-钼酸根离子时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应；使用提取方法从溶液中提取99mTc。本发明还涉及制造99mTc的设备，包括含有100Mo-钼酸根离子的溶液(11、21、31)；加速器，用于提供具有适于在照射100Mo-钼酸根离子时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量的质子束，该质子束用于照射溶液并且用于引起100Mo(p，2n)99mTc核反应；提取段(19)，用于从溶液中提取99mTc。

Description

制造99mTc的方法与设备
技术领域
本发明涉及用于制造99mTc的方法与设备。99mTc主要用于医学成像中，例如SPECT显像。
背景技术
商用标准的99mTc发生器是用来从包含有衰变的99Mo的源中提取亚稳态同位素99mTc的装置。
就99Mo来说主要由如下方法获取，该方法使用浓缩铀235U作为靶。通过使用中子照射靶将产生99Mo作为裂解产物。然而因为国际公约，使用浓缩铀来驱动反应在将来将变得更加困难，这会导致用于SPECT显像的放射性核素供应的缺乏。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种方法与设备用来代替制造99mTc。
本发明的任务将通过独立权利要求的特征来完成。本发明有益的演变位于从属权利要求的特征中。
依据本发明制造99mTc的方法包括以下步骤：
-提供含有100Mo-钼酸根离子的溶液，
-提供具有以下能量的质子束(15)，该能量适合于在照射100Mo-钼酸根离子时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-以质子束照射溶液并引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-使用提取方法从溶液中提取99mTc。
99mTc这样根据核反应直接获取，该反应通过质子束与钼原子的相互作用按照方程式100Mo(p，2n)99mTc来进行。质子束的能量大于20MeV，并位于上述核反应作用截面所在的范围内。因此能够获得对于制造99mTc来说足够数量的99mTc原子。通过将钼原子作为钼酸根离子存在于溶液中，随后能够将所产生的99mTc以简单方式借助提取方法从溶液中提取出来。被提取的99mTc能够应用于不同的目的，特别地用于制造SPECT显像用的放射性核素。
质子束被加速到至少20MeV的能量。优选地，粒子束被加速到20MeV至25MeV的能量。通过将最大能量限定在最大35MeV，尤其在30MeV并且最高的尤其在25MeV，将避免粒子束因能量过高而引发带来不希望反应产物(例如除99mTc之外的其他Tc同位素)的核反应，该核反应之后还继续要求额外的将不希望反应产物再次去除的步骤。能够如下建立或者确定尺寸容纳含钼酸根离子溶液的储藏室，即出来的粒子束具有最小为10MeV的能量。以此方式，质子束的能量范围可保持在如下范围中，其中，发生的核反应保持为可控的，并且不希望的反应产物仅仅出现在可接受的程度内。
将质子加速到所述的能量通常仅需要一个通常尺寸(mittlere
Figure BDA00001960539200021
)的加速单元，其也可以局部使用并安装。99mTc能够以所述方法局部地在所希望的使用地点附近或环境中制造，例如在医院的环境中。传统的非局部制造方法伴随着大型设备的使用，例如在核反应器中，并且伴随着与之相连的分布问题，与该方法不同，局部生产解决了许多问题。原子核医学部能够彼此独立地计划其工作进度，并且并不指定昂贵的物流和基础设施建设。
在一个实施方案中，提取方法能够是液体－液体提取方法，尤其在使用甲乙酮的情况下。
该提取方式是适合的，因为99mTc存在于溶液中。99mTc溶解在甲乙酮中，其中，钼酸根离子还继续保留在水溶液中。以此方式能够将99mTc从100Mo中分离。含有99mTc的甲乙酮例如能够干燥，从而接着99mTc例如能够用于制造放射性药物。
在一个实施方案中，提取99mTc后所剩的溶解的100Mo-钼酸根离子再次回流到待照射的溶液中，例如在封闭循环中。如此保证了原材料，即100Mo-钼酸根离子非常有效的利用。
在一个实施方案中，含有100Mo-钼酸根离子的溶液是100Mo-钼酸盐溶液，其中，在溶液中通过质子束照射100Mo-钼酸盐的阳离子处而引起核反应，该反应产生至少一种阳离子终产物(Kationen-Endprodukt)，尤其是如下阳离子终产物，它并不存在于原始的待照射的溶液中，它是离子，它不稳定和／或对人体有潜在伤害。术语“阳离子终产物”并不必然意味着终产物必须是阳离子，它仅仅表示，终产物源自于盐的阳离子。
在这种情况下，所剩的溶解的100Mo-钼酸根离子在提取99mTc之后能够再次回流到待照射的溶液中，其中，至少一种阳离子终产物在回流前被去除，特别是在使用离子交换剂剂的情况下。
该实施方式能够具有以下优点，即再次回流到待照射溶液中的溶液不含有以下成分，它在以质子束重新照射时导致其他照射产物，该照射产物不同于阳离子终产物。例如能够避免阳离子终产物流入溶液中，该阳离子终产物在照射时引起其他的新的核反应。由此尽管有钼酸根离子的回流还能够达到避免不可控的或者难以操作的核反应。
在一个实施方案中，提取的99mTc能够通过阳离子终产物来清除杂质，特别是在使用离子交换剂剂的情况下。
以此方式，例如，提取99mTc后的溶液中潜在的不希望成分能够在后续处理前被去除。所以，可能的对人体有毒害的物质例如能够在制造放射性核素或者其他具有不同半衰期的放射性核素之前被去除。
在一个实施方案中，100Mo-钼酸盐包括有6Li2 100MoO4。6Li通过核反应6Li(p，3He)4H衰变成4H，它反过来立即衰变成氚。
当使用7Li时，通过质子束的轰击引发反应7Li(p，n)7Be，其中，7Be必须被再次去除。而使用6Li则避免了这个。
以此方式并不形成阳离子终产物，它在质子束重新照射时引起不可控的核反应链。可能情况下能够放弃去除所生产的阳离子终产物的净化段。
在另一个实施方案中，100Mo-钼酸盐包括有Na2 100MoO4。至少一种阳离子终产物在此包括18F。天然存在的23Na经过质子束轰击通过反应23Na(p，n)23Mg转变成23Mg，它很快再次衰变为23Na。另一个核反应是23Na(p，x)18F。总体上，在照射后还有18F作为阳离子终产物存在，它并不存在于原始溶液中。18F能够借助离子交换剂剂例如从以下溶液中去除，该溶液在提取99mTc后含有99mTc，或者从以下溶液中去除，该溶液在提取99mTc后含有所剩的钼酸盐并且回流到原始溶液中。由此避免了通过18F的照射并通过回流循环引起较难控制的核反应链。
在另一个实施方案中，100Mo-钼酸盐包括有K2 100MoO4，其中，阳离子终产物包括41Ca。天然存在的41K通过质子束在以下核反应中转变：41K(p，n)41Ca，41K(p，γ)42Ca，41K(p，αγ)38Ar。同样天然存在的39K将通过质子束在以下核反应中转变：39K(p，d)38K，39K(p，γ)40Ca。38K衰变成38Ar。在所生成的Ca离子中仅仅41Ca是不稳定的。能够通过离子交换剂去除所有离子。38Ar的回流是不重要的，因为用于与质子束相互作用的相互作用截面和用于与100Mo(p，2n)99mTc核反应相互作用的相互作用截面位于不同的区域。38Ar的回流和照射因而并不产生具有不可控终产物的核反应链。
用于制造99mTc的设备，包括：
-含有100Mo-钼酸根离子的溶液，
-加速器，用于提供具有适合于在照射100Mo-钼酸根离子时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量的质子束，所述质子束用于照射溶液并用于引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-提取段(Extrationsstufe)，用于从溶液中提取99mTc。
在一个实施方案中，含有100Mo-钼酸根离子的溶液是100Mo-钼酸盐溶液，其中，在溶液中以质子束照射100Mo-钼酸盐的阳离子处引起核反应，该核反应产生至少一种阳离子终产物，并且所述设备附加地具有在提取阶段下游的净化段(Reinigungsstufe)，在该净化段中，被提取的99mTc可通过阳离子终产物清除杂质。
在一个实施方案中设有循环，通过该循环，提取过99mTc之后剩余溶解的100Mo-钼酸根离子例如通过封闭的循环可再次进入待照射的溶液。当含有100Mo-钼酸根离子的溶液是100Mo-钼酸盐溶液时，所述设备尤其能够附加地在循环中具有插入中间的净化段，在该净化段中，至少一种阳离子终产物在供应剩余溶解的100Mo-钼酸根离子之前被去除，尤其是在使用离子交换剂的情况下。
之前和随后说明的各个特征、其优点及其作用既与设备类别相关又与方法类别相关，就不在任何情况下对于细节都详尽述及；在此公开的细节特征还能够以不同于所示组合的情况作为本发明。
附图说明
具有根据从属权利要求特征的有益改进的本发明实施方式将结合随后的附图进一步阐释，但并非局限于此。其中：
图1展示了用于从锂-钼酸盐中制造99mTc的设备的结构，
图2展示了用于从钠-钼酸盐中制造99mTc的设备的结构，
图3展示了用于从钾-钼酸盐中制造99mTc的设备的结构。
具体实施方式
根据图1的实施方式，首先提供水溶液11，6Li2 100MoO4溶解在其中。
溶液11接下来被引入到照射室13，以质子束15照射该照射室，所述质子束由加速单元17例如回旋加速器产生。在这里，质子束15在进入照射室13时具有20至25MeV的能量，并且在出来时具有大约10MeV的能量。在这一能量范围内，质子束15与100Mo相互作用，并且在核反应中根据核反应100Mo(p，2n)99mTc将100Mo部分地直接转化为99mTc。
通过6Li离子的照射，还有如下核反应：6Li(p，3He)4H，其中，4H立刻衰变成氚。
被照射的溶液进入室19用于溶剂提取(Solventextraktion)，在其中借助MEK(甲乙酮)将99mTc从水溶液中提取出来。溶解在MEK中的99mTc之后能够继续处理，例如在接下来的医药模块中(未示出)。
钼酸盐剩余的溶液将回流到原始提供的溶液11中。
图2的实施方式与图1的区别之处在于，首先提供水溶液21，Na2 100MoO4溶解在其中。
通过Na离子的照射，还有如下核反应：23Na(p，n)23Mg和23Na(p，x)18F。23Mg再次衰变成稳定的23Na。18F则相反是放射性的。
被照射的溶液进入室19用于溶剂提取，在其中借助MEK(甲乙酮)将99mTc从水溶液中提取出来。杂质在继续处理之前能够通过18F借助第一离子交换剂23来去除。
在提取了99mTc之后剩余的钼酸盐溶液被再次回流到原始提供的溶液21中之前，18F同样能够借助另外的离子交换剂25来去除。
被提取的并且被18F净化过的99mTc溶液27例如能够向之后的医药模块提供。
图3的实施方式与图1的区别之处在于，首先提供水溶液31，K2 100MoO4溶解在其中。
通过Na离子的照射，有如下的核反应：41K(p，n)41Ca，41K(p，γ)42Ca，41K(p，αγ)38Ar，39K(p，d)38K，39K(p，γ)40Ca。在所生成的阳离子终产物中，仅有41Ca是不稳定的。
被照射过的溶液引入到室19用于溶剂提取，在其中借助MEK(甲乙酮)将99mTc从水溶液中提取出来。
在进一步处理之前，杂质能够通过41Ca借助第一离子交换剂33去除。
在提取了99mTc之后剩余的钼酸盐溶液回流到原始提供的溶液31中之前，同样，41Ca和其他Ca离子能够借助其他离子交换剂35来去除。
被提取的并且由41Ca净化的99mTc溶液之后例如能够在干燥单元37中干燥，并且提供给接下来的医药模块(未示出)。
附图标记表
11、21、31        水溶液
13                照射室
15                质子束
17                加速单元
19                用于溶剂提取的室
23、33            第一离子交换剂
25、35            其他离子交换剂
27                净化过的99mTc溶液27
29                干燥设备

Claims (14)

1.用于制造99mTc的方法，包括以下步骤：
-提供含有100Mo-钼酸根离子的溶液(11、21、31)，
-提供具有以下能量的质子束(15)，该能量适合于在照射100Mo-钼酸根离子时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-以质子束(15)照射溶液并引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-使用提取方法从溶液中提取99mTc。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提取方法是溶剂提取方法，尤其是使用甲乙酮。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将提取99mTc之后剩余溶解的100Mo-钼酸根离子回流到待照射的溶液之中。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述含有100Mo-钼酸根离子的溶液是100Mo-钼酸盐(11、21、31)的溶液，其中，在所述溶液(11、21、31)中通过使用质子束照射100Mo-钼酸盐的阳离子处引起核反应，所述核反应产生至少一种阳离子终产物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述提取99mTc之后剩余溶解的100Mo-钼酸根离子回流到待照射的溶液之中，并且所述至少一种阳离子终产物在回流之前被去除，尤其是使用离子交换剂(25、35)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，从溶液中提取99mTc之后，被提取的99mTc通过阳离子终产物来清除杂质，尤其是在使用离子交换剂(23、33)的情况下。
7.根据前述权利要求4至6中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-钼酸盐包括6Li2 100MoO4，并且其中所述至少一种阳离子终产物包括3H。
8.根据前述权利要求4至7中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-钼酸盐包括Na2 100MoO4，并且所述阳离子终产物包括18F。
9.根据前述权利要求4至8中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-钼酸盐包括K2 100MoO4，并且其中所述阳离子终产物包括Ca离子。
10.用于制造99mTc的设备，包括
-含有100Mo-钼酸根离子的溶液(11、21、31)，
-加速器，用于提供具有适合于在照射100Mo-钼酸根离子时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量的质子束，所述质子束用于照射溶液并用于引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-提取段(19)，用于从溶液中提取99mTc。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述提取99mTc之后剩余溶解的100Mo-钼酸根离子通过循环可回流到待照射的溶液(11、21、31)之中。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中，所述含有100Mo-钼酸根离子的溶液是100Mo-钼酸盐的溶液(11、21、31)，其中，在溶液(11、21、31)中通过使用质子束(15)照射100Mo-钼酸盐的阳离子处引起核反应，所述核反应产生至少一种阳离子终产物。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述设备额外地具有在提取阶段(19)下游的第一净化段(23、33)，被提取的99mTc在其中通过阳离子终产物可将杂质清除。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其中，所述设备额外地具有第二净化段(25、35)，所述至少一种阳离子终产物在其中在剩余溶解的100Mo-钼酸根离子回流到待照射的溶液(11、21、31)之前被去除，尤其是使用离子交换剂。
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