DE2321552A1 - Verfahren zur herstellung von fluor-18 - Google Patents

Description

M 326O

Cl/O.

Medi-Physios, Inc., Emeryville, California, V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Pluor-i8

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung des Radionuklide Fluor-l8 und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung äusserst reinen, im wesentlichen von erfassbaren Radiokontaminantien freien Fluors-l8.

Die vorliegende Erfindung lehrt die Herstellung von Fluor-l8 mittels der Neon- (Deuteron-, Alphateilchen-) Fluor-l8-Kernreaktion. Das hierbei erzeugte Fluor-l8-Radionuklid lässt sich unmittelbar zum Markieren pharmazeutischer Substanzen verwenden oder mit Wasser in Reaktion bringen, ohne dass Reinigungsschritte zum Entfernen von Radiokontaminantien erforderlich wären.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen des Radionuklide Fluor-l8 in äusserst reiner Form.

Die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer vorzugsweise eingesetzten Ausführungsforin der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Zeichnung;

FiLg. 1 ist eine scheraatisohe Schnittdarstellung einer Vorrich-

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ORIGINAL INSPECTED

_ 2 tung, die eine umschlossene Zone für die Kernreaktion bildet.

Die vorliegende Erfindung benutzt die bekannte Neon-(Deuteron-, Alphateilehen-)Fluor-l8-Kernreaktion, die sich durch eine besonders hohe Ausbeute am Radionuklid auszeichnet. Hierbei bestrahlt man Neongasmoleküle innerhalb einer Reaktionszone mit Energieteilchen, wobei sich das Radionuklid Pluor-l8 und Alphateilchen als Reaktionsprodukte bilden. In der Vergangenheit hat sich herausgestellt, dass diese Reaktion auch zu einer Reihe unerwünschter strahlender Störsubstanzen führt und das Fluor-l8, wenn es aus Neon oder anderen Kernreaktionen hergestellt wird, an den Wänden der Reaktionskammer haften bleibt. Das Entfernen des Radionuklids aus der Kammer hat sich als schwierig herausgestellt und führte zur Bildung von kationischen Störsubstanzen in den ausgezogenen Reaktionsprodukten, von denen das Fluor-l8 chemisch oder auf andere Weise getrennt werden musste.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten, indem sie lehrt, die Neongasmoleküle in eine Reaktionszone innerhalb einer nichtreagierenden Reaktionskammer einzuschliessen, sie dann zu erhitzen und in einer Gasphase bei hoher Temperatur auszuziehen. Nach ausreichend langer Bestrahlung der Neongasmoleküle auf dem für die Reaktion gewählten Energieniveau werden die Reaktionszone und das darin enthaltene Reaktionsprodukt, Fluor-l8, auf eine hohe Temperatur erhitzt) es^v wird angenommen, dass diese die van'der Waalssehen Anziehungskräfte zwischen dem Fluor-l8 und den Metallflächen der Reaktionskammer aufhebt. Das Fluor-l8 wird dann durch Spülen der Reaktionszone mit einem Trockengas entfernt. Der Gasausfluss der Kammer lässt sich direkt verwenden - beispielsweise zum Markieren von Pharmazeutika - oder durch Wasser blasen,, um das Radionuklid Pluor-l8 aus dem Gasstrom zu entfernen. Die bei der Bestrahlung gebildeten festen Störstoffe bleiben zurück«

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Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Anmeldung. Sie besteht aus einer langgestreckten rohrförmigen Reaktionskammer 1 mit einer darin befindlichen Reaktionszone 2. Die Reaktionskammer ist aus nichtreagierendem Metallrohr - wie beispielsweise Nickel - mit Endflanschen hergestellt. Das mit einem Klemmring h befestigte Zielfenster 3 schliesst das Zielende ab. Ein mittels eines Zyklotrons erzeugter Strahl 5 energiereicher Deuteronen bestrahlt das Neongas in der Reaktionszone. Das andere Ende der Kammer wird von einer Nickeldeckplatte 6 abgeschlossen, durch deren öffnung ¹J die gasförmigen Reaktionsprodukte in einem Gasstrom - beispielsweise Wasserstoffgas - ausgezogen werden. Die öffnung 7 steht über Leitungen mit nachfolgenden Anlagenteilen zur Weiterverarbeitung des Gases in Strömungsverbindung. Die Strömung der Ausflussgase wird durch eine fernbediente Luftventilvorriohtung 9 gesteuert, die die öffnung 7 zur Leitung 8 öffnet bzw. schliesst.

Der Plansch 10 am Zielende der Reaktionskammer 1 hat eine Einlassöffnung 11, durch die sich Neongas über ein Ventil 12 in die Reaktionszone einbringen lässt. In gleicher Weise wird durch das Ventil 13 ein Spülgas - wie z.B. Wasserstoffgas eingeführt, um die Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone abzuführen. Auf der Aussenfläche der Reaktionskammer sind Heizelemente 14, 15, 16 aus Calrod oder Niohrom-Draht angeordnet, so dass die Reaktionszone und deren Inhalt nach der Kernreaktion erhitzt werden kann, um das Abziehen des Fluors-l8 von den Kammerwänden und den Ausziehvorgang zu unterstützen. Eine für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens nützliche Vorrichtung besteht aus einer rohrförmigen Nickel-Reaktionskammer mit einer Länge von etwa einem Meter, einem Innendurchmesser von etwa 50 mm und einer Wanddioke von 6,35 mm. Das Zielfenster besteht aus einer Folie aus Nickel oder einer Ni-Co-Legierung, wie z.B. Havar, und hat eine Dicke

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von 25 bis 50 Mikrometer, Das Fenster wird durch einen unmittelbaren über seine Aussenfläche streichenden Luftstrom gekühlt.

Das Neongas wird in die Reaktionszone etwa bei Raumtemperatur und einem Druck von 20 bis 50 psig eingeführt» Eine Bestrahlung des Neongases mit Deuteronen bei einem Energieniveau von 12 bis 14 MeV über einen Zeitraum von 60 Minuten bei 25 Mikroamperes erzeugt etwa 400 bis 5OO mCi Fluor-l8. Strahlströme von bis zu 80 Mikroamperes sind mit diesem Zielsystem erfolgreich verwendet, worden. Die Heizelemente erhitzen die Reaktionszone und ihren Inhalt auf Temperaturen von mehr als 500⁰C und vorzugsweise im Bereich von 7OO bis 900⁰C. Die Haftung des Fluors-18 an den Wänden der Reaktionskammer wird hierbei erheblich reduziert. Eine Wasserstoff-Trockengässtromung von 2 bis 20 l/min bei 2,5 psig zieht das Fluor-l8 wirkungsvoll aus der Kammer aus. Die mittlere Ausbeute beträgt 10 bis 20 mCi Fluor-18 pro Mikroamperestunde. Das so erzeugte Fluor-18 ist von äusserster Reinheit und weist im wesentlichen keinerlei strahlende Störsubstanzen auf.

Die hier angegebenen Verfahrensschritte und die zugehörige Vorrichtung sind nur zur Erläuterung beschrieben. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung sich innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, abändern lassen.

Patentansprüche

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   /l.yVerfahren zur Herstellung von Fluor-l8, indem man eine umschlossene Reaktionszone mit Neongasmolekülen schafft, die Neongasmoleküle in der Reaktionszone mit energetischen Deuteronteilehen bestrahlt, um das Radionuklid Fluor-l8 zu bilden, sodann die Reaktionszone und das Fluor-l8 darin erhitzt, und das erhitzte Fluor-l8 mit einem Gas aus der Reaktionszone auszieht.
2. 2.) Verfahren zur Herstellung von Fluor-l8 nach Anspruch 1, bei dem die Reaktionszone in Nickel eingeschlossen und das Gas Wasserstoff sind.
3. J.) Verfahren zur Herstellung von Fluor-l8 nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Deuteronteilchen eine Energie von mindestens 12 bis l4 MeV haben und das Neon etwa 60 min. lang mit 25 Mikroamperes bestrahlen.
4. 4.) Verfahren zur Herstellung von Fluor-l8 nach Anspruch 1,

   2 oder J>, bei dem auf mindestens 700 bis 900⁰C erhitzt wird.
5. 5.) Verfahren zur Herstellung von Fluor-l8 nach Anspruch 1, 2,

   3 oder 4, bei dem allein von Radiokontaminantien freies Fluor-18 aus der Reaktionszone ausgezogen wird.
6. 6.) Vorrichtung zur Verwandlung von Neongas in Fluor-l8 durch Bestrahlung mit energetischen Deuteronen in einer Reaktionszone, aufweisend eine langgestreckte Nickel-Reaktionskammer, die die Reaktionszone umschliesst, Mittel zum Einführen einer bestimmten Menge von Neongas in die Reaktionskammer, eine Fenstervorrichtung an einem Ende der Reaktionskammer, durch die hindurch die Deuteronen das Neongas in der Kammer bestrahlen, Mittel zum Erhitzen.--der Reaktionskammer und ihres Inhalts,

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   Mittel zum Einführen eines Spülgases in die Reaktionskammer, und Mittel zum Ausziehen des das Fluor-l8 tragenden Gasausflusses aus der Reaktionskammer.
7. 7.) Verfahren zur Herstellung von Fluor-l8, wie hierin unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
8. 8.) Vorrichtung zum Verwenden von Neongas in Fluor-l8 durch Bestrahlung mit energetischen Deuteronen in einer Reaktionszone, wie hierin unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

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