CN102741939A - 生产99mTc反应产物的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造含有99mTc的反应产物的方法，包括以下步骤：-提供待照射的100Mo-金属靶，-以具有引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量的质子束照射100Mo-金属靶，-将100Mo-金属靶加热到超过300℃的温度，-借助氧气在升华-提取过程中获取在100Mo-金属靶中产生的99mTc，所述氧气经引导至100Mo-金属靶上从而形成99mTc-氧化锝。另外，本发明涉及用于制造含有99mTc的反应产物的设备，包括：-100Mo-金属靶，-用于提供质子束的加速器单元，该质子束可对准100Mo-金属靶，其中，质子束具有适于在使用质子束照射100Mo-金属靶时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量，-用来将氧气输送到受照射的100Mo-金属靶上以形成99mTc-氧化锝的气体输送管道，-用来导出经升华的99mTc-氧化锝的气体输送管道。

Description

生产99mTc反应产物的方法与设备
技术领域
本发明涉及用于生产99mTc反应产物的方法与设备。99mTc尤其在医药成像中使用，例如在SPECT显像中。
背景技术
商用标准的99mTc发生器是一种用来从包含衰变99Mo的源中提取亚稳态同位素99mTc的设备，例如借助溶剂提取或者借助色谱分析法。
就99Mo来说主要由如下方法获取，该方法使用浓缩的铀235U作为靶。通过使用中子照射靶将产生99Mo作为裂解产物。然而由于国际公约，以浓缩铀来驱动反应在将来将变得越发困难，这会导致用于SPECT显像的放射性核素供应的缺乏。
US 5,802,438公开了一种通过在反应器环境中照射钼金属靶制造99mTc的方法。
HU 53668(A2)和HU 37359(A2)介绍了一种方法，其中，借助升华过程来获得99mTc。
本发明的目的在于，提供一种方法和一种设备，能够以此获得含有99mTc的反应产物。
发明内容
本发明的目的将通过独立权利要求的特征来完成。本发明有益的改进方案在从属权利要求的特征中。
依据本发明制造含有99mTc的反应产物的方法包括以下步骤：
－提供待照射的100Mo-金属靶，
－以质子束照射100Mo-金属靶，该质子束具有如下能量，该能量适于引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，其中通过照射引起100Mo(p，2n)99mTc核反应，
-将100Mo-金属靶加热到超过300℃、尤其超过400℃的温度，
-借助氧气在升华-提取过程中获得在100Mo-金属靶中产生的99mTc，所述氧气经引导至加热的100Mo-金属靶上从而形成99mTc－氧化锝。
99mTc-氧化锝会因氧气气流导出，并因此例如从100Mo-金属靶中运出。
本发明基于如下知识，即，若以具有合适能量(例如在20MeV至25MeV范围中)的质子束照射100Mo-金属靶，在100Mo-金属靶中能够直接获得99mTc。99mTc也就直接根据如下核反应获得，所述核反应依照核反应100Mo(p，2n)99mTc通过质子束和钼原子之间的相互作用而进行。
以此方式制造的99mTc将借助升华过程来提取。为此将具有99mTc的100Mo-金属靶加热到超过300℃的温度。如果将氧气引导至100Mo-金属靶上，那么99mTc与氧气反应生成99mTc-氧化锝(99mTc-Technetiumoxid)，例如根据方程2Tc＋3.5O2→Tc2O7。靶中的钼同样与氧气反应生成钼的氧化物，例如生成MoO3。然而因为钼的氧化物实际上比锝的氧化物挥发性更低，所以锝氧化物通过被引导至100Mo-金属靶上的氧气被运走，并能够被排出。
在此，质子照射以及99mTc通过氧气和任选的加热100Mo-金属靶的释放能够同时进行，或者依次交替进行。
将质子加速到所述的能量通常仅需要一个通常尺寸(mittlere 
Figure BDA00001960521700021
)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。
优选的将质子束加速到20MeV至25MeV的能量。通过将最大能量限定在最大35MeV，尤其是30MeV并且最尤其在25MeV，将避免因粒子束过高的能量引起产生不希望反应产物的核反应，例如得到不同于99mTc的其它Tc同位素(应该再次以昂贵的方式将其去除)。
能够如下构成100Mo-金属靶，即射出的粒子束具有至少5MeV、尤其是至少10MeV的能量。以此方式能够将质子束的能量范围保持在如下范围中：在该范围中所发生的核反应保持可控，并且不希望的反应产物最小化。
在一个实施方式中，额外的实施如下步骤：
-将所产生的和运走的99mTc-氧化锝引到碱液中，尤其是引到氢氧化钠溶液，或者引到盐溶液中，尤其是钠盐溶液中，以形成99mTc-高锝酸盐。
这是有益的含有99mTc的反应产物，因为99mTc-高锝酸盐能够易于分布和进一步处理，并且可以为生产放射性药物例如SPECT示踪剂的出发点。
在氢氧化钠溶液的情况中，反应方程为：
Tc2O7+2NaOH→2NaTcO4+H2O。
可以对来自氧气并引导通过液体的过量O2进行清洁，并且再次注入到气体输入流中，例如在一个封闭循环当中。
100Mo-金属靶在一个优选的实施方式中呈薄膜状，特别是作为由多个在照射方向上依次设置的薄膜的薄膜组(Folienstapel)叠加。以此方式可以尤其高效地获得99mTc，而且将100Mo-金属靶加热到升华所要求的温度会更容易。还可能有其他形式，例如100Mo-金属靶能够以粉末态、管状、晶格结构、球形或者金属泡沫状存在。
在此100Mo-金属靶可由隔热的悬架保持，例如通过G20增强环氧树脂。
使用质子束进行照射已经能够实现加热至所期望的温度，因为质子束本身的热能传递到100Mo-金属靶上。如有需要，可以通过彼此协调质子束的能量和/或强度和/或气流的强度(可经过阀调控)，或者通过控制这些参数的单个或多个，从而设定100Mo-金属靶的温度。通过该方式能够将通过质子束的热量输入和通过悬架及通过对流冷却的热量排出相互协调一致。以此方式可以设定100Mo-金属靶中的平衡温度。
特别地，可以仅通过质子束的照射来加热100Mo-金属靶。额外的加热设备并非强制必要的。
在一个可选的和/或附加的实施方式中，100Mo-金属靶能够借助引导通过100Mo-金属靶的电流，也就是说借助电路来加热，例如通过出现的电阻热。通过控制电路能够以简单的方式设置待实现的温度。
在一个可选的和/或附加的实施方式中，100Mo-金属靶能够安装在室(Kammer)中，例如陶瓷室中，为了加热100Mo-金属靶而特地加热该室。在此还能够达到或者设置升华所必须的温度。
依据本发明用于制造含有99mTc反应产物的设备包括：
-100Mo-金属靶，
-用于提供质子束的加速器单元，该质子束可对准100Mo-金属靶，其中质子束具有适于在使用质子束照射100Mo-金属靶时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量，
-用来将氧气输送到受照射的100Mo-金属靶上以形成99mTc-氧化锝的气体输送管道，
-用来导出经升华的99mTc-氧化锝的气体输送管道。
所述设备在一个实施方式中可以进一步包括：
-具有碱液、尤其是氢氧化钠溶液或者具有盐溶液的液体室，在其中可传输99mTc-氧化锝用于生成99mTc-高锝酸盐。
所述设备还可包括将100Mo-金属靶加热到超过400℃温度的加热设备。
上述和随后说明的各个特征、其优点和其作用既与设备主题有关又与方法主题有关，并不在任何情况下对于细节都详尽述及；在此公开的单个特征在不同于所示出组合的情况下也包括在本发明的范围内。
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随后结合附图进一步阐释，但并非局限于此。其中：
图1显示了依据本发明用于制造99mTc-高锝酸盐的设备的实施方式，
图2显示了依据本发明用于制造99mTc-高锝酸盐的设备的另一实施方式，
图3显示了依据本发明用于制造99mTc-高锝酸盐设备的另一实施方式，
图4显示了100Mo-金属膜的俯视图，
图5至图9以不同的构造概括介绍了100Mo-金属靶，和
图10是关于方法的一个实施方式的方法步骤概览的示意图。
具体实施方式
图1显示了依据本发明用于制造99mTc-高锝酸盐的设备的实施方式。
加速器单元11，如回旋加速器，将质子加速到大约20MeV至25MeV的能量。质子以质子束13的形式对准100Mo-金属靶15，该100Mo-金属靶被质子束照射。如下建立100Mo-金属靶15，即产生的粒子束具有大约至少10MeV的能量。
在这里介绍的是以多个在照射方向上依次安装的金属膜17形式的100Mo-金属靶15，金属膜垂直于照射运行的方向安装。如图4所示，膜17的面积大于质子束13的截面。
金属膜17由隔热的悬架19保持，该悬架例如大部分能够由G20增强环氧树脂(G20 Epoxidharz)制造。
质子束13根据100Mo(p，2n)99mTc核反应与100Mo-金属靶15相互作用，从该反应中直接得到99mTc。
质子束13的强度如下控制，即，在照射时向金属膜17上传递这样多的热能，使得金属膜17被加热到超过400℃的温度。
通过控制气流的阀门21将氧气从氧气源引导至99mTc上。
在这样的温度下，在金属膜17中产生的99mTc与氧气反应，并生成99mTc-氧化锝，例如根据方程2Tc+3.5O2→Tc2O7。100Mo同样与氧气反应生成氧化钼，例如生成100MoO3。因为MoO3基本上比氧化锝的挥发性更小，所有氧化锝通过引导至100Mo-金属靶15上的氧气运走并且可以导出。
气流、通过质子束13传递的能量和热损失通过100Mo-金属靶15的悬架19如此相互协调，使得达到并保持升华-提取-过程所需的温度。
含氧化锝的气体接下来被导入液体室23中并在此涌出，其中包含有盐溶液或碱液，使得通过氧化锝与溶液的反应形成99mTc-高锝酸盐，例如在氢氧化钠或者钠盐溶液的情况中形成高锝酸钠。在氢氧化钠的情况中，反应方程可以例如是：
Tc2O7+2NaOH→2NaTcO4+H2O。
接下来，产生的99mTc-高锝酸盐作为用于制造放射性药物的出发点来使用，例如SPECT示踪剂。
在液体室23中上升的O2能够例如在封闭的循环25中再次注入到引入的气流中。
图2显示了一种实施方式，它基本上与图1中显示的实施方式相应。
该实施方式具有设备27，电流能够以此引导通过金属膜17，也就是说，金属膜17是电路的一部分。流过金属膜17的电流对金属膜17电阻加热。可以简单的方式如下控制温度：将金属膜17加热到该温度，从而金属膜17达到升华-提取-过程所必须的温度。
图3显示了另一实施方式，其中，与图1中所示实施方式相比，加热设备29安装在例如由陶瓷构成的照射室中，以此产生升华-提取过程所必须的温度。
图1至图3所显示的用于加热金属膜17的实施例还能够互相组合。
在图1至图3中，100Mo-金属靶构成为金属膜。其他实施方式也有可能，概况的显示在图5至图9中。
在图5中，100Mo-金属靶构成为大量的小管。
在图6中，100Mo-金属靶呈粉末状。
在图7中显示了作为大量球的100Mo-金属靶。
在图8中显示了呈金属泡沫块状的100Mo-金属靶。
在图9中显示了呈栅格状的100Mo-金属靶。
所有这些实施方式共同之处在于，100Mo-金属靶15具有较大的表面，它能够与输入的氧气反应。这导致99mTc-氧化锝的有效提取。
图10显示了关于方法步骤概况的示意图，所述步骤在方法的实施方式中进行。
首先提供100Mo-金属靶(步骤41)。
接下来以质子束照射靶，所述质子束被加速到10MeV至大约25MeV的能量(步骤43)。
在照射靶之后，靶被加热到高于400℃的温度(步骤45)，从而借助升华-提取过程将在靶中产生的99mTc提取出来。
为此，将氧气引导通过靶(步骤47)，其中，形成的99mTc-氧化锝升华并被导出(步骤49)。
借助氢氧化钠溶液或者钠盐溶液能够从99mTc-氧化锝获得99mTc-高锝酸盐(步骤51)。
附图标记表
11    加速器单元
13    质子束
15    100Mo-金属靶
17    金属膜
19    悬架
21    阀门
23    液体柱
25    循环
27    电路
29    加热设备
41    步骤41
43    步骤43
45    步骤45
47    步骤47
49    步骤49
51    步骤51

Claims (13)

1.用于制造含有99mTc的反应产物的方法，包括以下步骤：
-提供待照射的100Mo-金属靶(15)，
-以具有适合引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量的质子束照射100Mo-金属靶(15)，
-将100Mo-金属靶(15)加热到超过300℃的温度，
-借助氧气在升华-提取过程中获取在100Mo-金属靶(15)中产生的99mTc，所述氧气经引导至100Mo-金属靶上从而形成99mTc-氧化锝。
2.根据权利要求1所述的方法，额外具有如下步骤：
-将所产生的99mTc-氧化锝引到碱液中，尤其是引到氢氧化钠溶液中，或者引到盐溶液中，以形成99mTc-高锝酸盐。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-金属靶(15)以薄膜状、粉末态、管状、晶格结构、球形或者金属泡沫状存在。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-金属靶(15)由隔热的悬架(19)保持。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，通过质子束(13)的照射实现对所述100Mo-金属靶(15)的加热。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中，所述加热借助通过传导经过所述100Mo-金属靶(15)的电流来实现。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中，所述加热通过对室、尤其是陶瓷室进行加热来实现，在所述室中安装有所述100Mo-金属靶(15)。
8.用于制造含有99mTc的反应产物的设备，包括：
-100Mo-金属靶(15)，
-用于提供质子束(13)的加速器单元(11)，该质子束(13)可对准100Mo-金属靶(15)，其中，质子束具有适于在使用质子束(13)照射100Mo-金属靶(15)时引起100Mo(p，2n)99mTc核反应的能量，
-用来将氧气输送到受照射的100Mo-金属靶(15)上以形成99mTc-氧化锝的气体输送管道，
-用来导出经升华的99mTc-氧化锝的气体输送管道。
9.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：
-具有碱液、尤其是氢氧化钠溶液或者具有盐溶液的液体室(23)，在其中可传输99mTc-氧化锝用于生成99mTc-高锝酸盐。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其中，所述100Mo-金属靶(15)以薄膜状、粉末态、管状、晶格结构、球形或者金属泡沫状存在。
11.根据权利要求8至10中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-金属靶(15)由隔热的悬架(19)保持。
12.根据权利要求8至11中任意一项所述的方法，其中，存在电路(27)用于将电流传导通过所述100Mo-金属靶(15)。
13.根据权利要求8至12中任意一项所述的方法，其中，所述100Mo-金属靶(15)安装在可加热的室、尤其是陶瓷室中。
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