CN103706297B

CN103706297B - 氚标记反应装置

Info

Publication number: CN103706297B
Application number: CN201310743589.XA
Authority: CN
Inventors: 陈宝军; 于宁文; 向学琴; 杨红伟; 胡连生; 张城; 王好山; 仲伯华
Original assignee: Institute of Pharmacology and Toxicology of AMMS; China Institute of Atomic of Energy
Current assignee: Institute of Pharmacology and Toxicology of AMMS; China Institute of Atomic of Energy
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN103706297A

Abstract

本发明属于氚标记化合物的制备技术，具体涉及一种氚标记反应装置，通过金属管和阀门将反应瓶、铀粉瓶和真空泵连接成一个密闭的系统，反应瓶、铀粉瓶和真空泵分别连接在金属管的主管路上，其中，所述的铀粉瓶共有三个，一个为储氚铀粉瓶、一个为回收氚铀粉瓶、一个为备用铀粉瓶，三个铀粉瓶并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门；在主管路与真空泵连接的金属管上设有缓冲瓶和冷阱。该装置全部由金属管与阀门等组件通过卡套连接，保证了系统真空的密闭性，提高了氚标记的效率、稳定性和安全性。

Description

氚标记反应装置

技术领域

本发明属于氚标记化合物的制备技术，具体涉及一种氚标记反应装置。

背景技术

氚标记化合物具有低毒、高比活度、易合成及优越的放射自显影性质等许多优点，是一种理想的示踪剂，已广泛地应用在工业、农业、医学及科学研究的各个领域。特别是近年来氚标记化合物在新药研制过程中发挥了越来越重要的作用，在新药研发过程中，进行药物代谢动力学和药理学研究是新药申请临床必不可少的研究内容，应用氚标记化合物进行药物代谢动力学和药理学研究是目前重要的研究手段。氚标记化合物在研究新药在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程中发挥着至关重要的作用。随着社会和科学研究的发展，对氚标记化合物的需求不断增加。

在氚标记化合物的制备过程中，氚气是重要的标记反应用氚源，氚气的储存、释放、回收等操作需要用到密封性能很好的真空系统装置。国内用于氚标记反应用的真空系统装置多为玻璃阀门和玻璃管为主要组件的玻璃真空系统装置。玻璃真空系统装置用于氚标记反应存在以下的缺点：

1）容易损坏：由于玻璃易碎，氚标记过程中一旦系统损坏，会发生氚的泄漏，造成安全事故。

2）系统稳定性差：由于玻璃阀门需涂抹真空脂以加强密封，在频繁开关过程中很容易由于真空脂涂层的破坏造成系统密封性降低，无法长期保持良好的密封性。

3）系统真空度差：系统的真空度很难达到10-1Pa量级，影响氚标记时间。

4）系统承受的压力低：玻璃系统不能承受较高的正压，一旦在氚气操作过程中出现压力过高的异常情况，容易发生阀门崩开的严重事故。

5）系统受温度影响大：在冬天室温较低时，由于阀门处涂抹的真空脂粘度变大，润滑性降低，系统的真空度很难达到要求。

随着国家对环保要求日益加强，对氚排放的安全监管也越来越严格。为保护环境、工作人员以及公众的安全，把氚泄露的风险降至尽可能低的水平，玻璃真空系统装置已不能满足氚标记反应的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种用于氚标记的金属真空装置，提高氚标记的效率、稳定性和安全性。

本发明的技术方案如下：一种氚标记反应装置，通过金属管和阀门将反应瓶、铀粉瓶和真空泵连接成一个密闭的系统，反应瓶、铀粉瓶和真空泵分别连接在金属管的主管路上，其中，所述的铀粉瓶共有三个，一个为储氚铀粉瓶、一个为回收氚铀粉瓶、一个为备用铀粉瓶，三个铀粉瓶并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门；在主管路与真空泵连接的金属管上设有缓冲瓶和冷阱。

进一步，如上所述的氚标记反应装置，其中，还包括氦气接入口，氦气接入口通过金属管和阀门与主管路连接。

进一步，如上所述的氚标记反应装置，其中，在所述的主管路上还通过金属管连接有压力表和真空计。

进一步，如上所述的氚标记反应装置，其中，在与反应瓶连接的金属管上设有金属与玻璃反应瓶转接口。

进一步，如上所述的氚标记反应装置，其中，所述的反应瓶共有两个，并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门。

本发明的有益效果如下：

（1）系统全部由金属管与阀门等组件通过卡套连接，保证了系统真空的密闭性。

（2）设计缓冲瓶，防止在加热铀粉瓶释放氚时压力过大的异常情况发生。

（3）设计高纯He气接入口，系统抽真空时，通过He气载带，可将杂气迅速排走，缩短系统抽真空的时间。

（4）在系统气路上设计冷阱，通过液氮冷却将杂气去除，可提高系统真空度，缩短系统抽真空的时间。

（5）在系统上设计有三个铀粉瓶接口，一个铀粉瓶用于氚气的释放，一个铀粉瓶用于氚气的回收，一个铀粉瓶作为备用，在意外情况下回收氚气。通过这种设计可以确保储氚铀粉瓶中的氚气不会受到系统中由于标记反应生成的一些杂质气体的污染，保证氚气的纯度，备用铀粉瓶接口的设计可以保证系统中的氚气全部得到回收，不会造成氚气的损失以及对环境的污染。

（6）系统与玻璃反应瓶的连接为不锈钢材质的转接口，真空密封性好，可达到的真空度高，保持高真空时间长。

（7）在系统上设计有两个反应瓶接口，可以同时进行两个氚标记反应，可以提高氚标记反应效率，减少氚气操作次数，增加安全性。

附图说明

图1为氚标记反应装置的结构布置示意图。

图中，1、真空泵；2、缓冲瓶；3、冷阱；4、缓冲瓶；5、氦气接入口；6、压力表；7、真空计；8、9、金属与玻璃反应瓶转接口；10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明装置由316不锈钢管、波纹管阀门、四通管、三通球阀、真空计、压力表等器件组合而成，用于氚气的释放、氚标记反应以及氚气的回收。波纹管阀门的阀体材料为316不锈钢，耐压在30大气压以上，阀门的泄漏率小于4×10^-9ml/s，阀门的开关设计寿命超过上万次，使用温度范围-23～148℃。管路为内抛光316不锈钢管，便于安装前清洗、避免内壁吸附杂质气体。冷阱及缓冲瓶全部由316不锈钢加工而成。阀门和不锈钢管以及其它组件连接采用专门配备的不锈钢卡套连接。本装置达到的技术指标：1）在仅使用旋片式真空泵抽真空的条件下，系统的绝对压力可达到10^-2Pa量级；2）系统真空维持情况：24小时，系统升压小于5.0Pa；48小时，系统升压小于7.5Pa；72小时，系统升压小于10.0Pa；3）系统的泄漏率小于3.3×10^-6Pa·L·S^-1。

如图1所示，在一块尺寸为600mm×450mm×3mm的不锈钢板上，按照示意图所示的位置将缓冲瓶2、4、压力表6、真空计7、冷阱3、阀门及内抛光316不锈钢管固定好，通过不锈钢卡套将钢管与其它组件连接起来形成一个密闭的系统。反应瓶、铀粉瓶和真空泵分别连接在金属管的主管路上，氦气接入口5通过不锈钢管和阀门15与主管路连接。

铀粉瓶共有三个，一个为储氚铀粉瓶用于氚气的释放，一个为回收氚铀粉瓶用于氚气的回收，一个为备用铀粉瓶用于在意外情况下回收氚气，三个铀粉瓶只是用途不同，内部的盛装物都是相同的，都采用现有的铀粉瓶。三个铀粉瓶并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门19、20、21。

反应瓶共有两个，并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门16、17。在与反应瓶连接的金属管上分别设有金属与玻璃反应瓶转接口8、9。转接口的结构为公知技术。

压力表6主要用于系统真空度和压力测量，在充氚过程中控制冲氚压力。真空计7用于系统绝对压力测量，在充氚前监测系统真空度，在回收氚气过程中监测系统中残留的氚量。

波纹管阀门的阀体材料为316不锈钢，阀门耐压在30大气压以上，阀门的泄漏率小于4×10^-9ml/s，阀门的开关设计寿命超过上万次，使用温度范围-23～148℃。

缓冲瓶2与真空泵1连接，缓冲瓶4通过阀门14与主管路连接，防止在加热铀粉瓶释放氚时压力过大的异常情况发生。

本发明的氚标记反应装置的运行工艺包括如下步骤：

1）将系统各阀门处于关闭状态。

2）将储氚铀粉瓶、回收氚铀粉瓶以及备用铀粉瓶分别接到阀门19、20、21接口上。将反应瓶分别接到金属与玻璃反应瓶转接口8、9，并用液氮冷冻反应瓶，在充氚过程中保持反应瓶处于冷冻状态。

3）打开开真空泵1的电源开关，启动真空泵。

4）打开阀门10、11、13、14、19、20、21。

5）当真空压力表6读数达到-1.0大气压时，关闭阀门13。缓慢打开阀门15，充入氦气，当真空压力表6读数约为0时，关闭阀门15。打开阀门13，继续抽真空。重复以上步骤进行充氦、抽真空2次。

6）打开阀门18，当真空计7读数低于0.1Pa时，关闭阀门14、19、20、21。打开阀门16、17，当真空计7读数低于0.1Pa时，关闭阀门13、18。

7）打开阀门19，加热储氚铀粉瓶向系统中充入氚气，当压力表显示读数为0时，关闭阀门16、17、19，打开阀门20，用回收氚铀粉瓶回收系统中多余的氚气。

8）撤去反应瓶冷冻用液氮，将反应瓶自然升温至室温进行标记反应。等到氚标记反应完成后，用液氮冷冻反应瓶，打开阀门16、17，用回收氚铀粉瓶回收反应剩余的氚气。当真空压力表6读数达到-1.0大气压时，打开阀门18，用真空计监测氚的回收，当真空计7读数低于0.5Pa时，关闭阀门16、17、18、20，将反应瓶从氚标记反应系统装置上卸下进行氚标记物的纯化与分析。系统中残留需要排放的氚小于充入系统中氚的十万分之一，氚排放的水平低，氚标记反应装置安全可靠。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种氚标记反应装置，其特征在于：通过金属管和阀门将反应瓶、铀粉瓶和真空泵连接成一个密闭的系统，反应瓶、铀粉瓶和真空泵分别连接在金属管的主管路上，其中，所述的铀粉瓶共有三个，一个为用于氚气释放的储氚铀粉瓶、一个为用于氚气回收的回收氚铀粉瓶、一个为用于意外情况下回收氚气的备用铀粉瓶，三个铀粉瓶并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门；在主管路与真空泵连接的金属管上设有缓冲瓶和冷阱。

2.如权利要求1所述的氚标记反应装置，其特征在于：还包括氦气接入口，氦气接入口通过金属管和阀门与主管路连接。

3.如权利要求1或2所述的氚标记反应装置，其特征在于：在所述的主管路上还通过金属管连接有压力表和真空计。

4.如权利要求1或2所述的氚标记反应装置，其特征在于：在与反应瓶连接的金属管上设有金属与玻璃反应瓶转接口。

5.如权利要求4所述的氚标记反应装置，其特征在于：所述的反应瓶共有两个，并联设置与主管路连接，并分别设有控制阀门。