JP2009047454A

JP2009047454A - Ｒｉ化合物合成装置

Info

Publication number: JP2009047454A
Application number: JP2007211419A
Authority: JP
Inventors: Eiji Tanaka; 栄士田中; Kenji Sawada; 憲司澤田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】試薬を補充する際の放射線の漏れを防止し、短時間で繰り返し合成を行うことができるＲＩ化合物合成装置を提供する。
【解決手段】ＲＩ及び複数の試薬を反応器３に導入してＦＤＧを得るＲＩ化合物合成装置において、反応器３を有すると共に、ホットセル１１を開閉するホットセル扉１５の内面側に取り付けられた装置本体部５と、試薬を収容する試薬容器７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを保持すると共に、ホットセル扉１５の外面側に取り付けられた試薬ホルダ部９と、ホットセル扉１５を貫通すると共に、試薬容器７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと反応器３とを接続する試薬チューブ２１と、を備える。試薬を補充する場合には、ホットセル扉１５を開けずに試薬容器７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに試薬を補充できるため、反応器３などに残留するＲＩ／ＲＩ化合物からの放射線の漏れを防止し、短時間で繰り返し合成を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射性同位元素及び複数の試薬から放射性同位元素標識化合物を合成するＲＩ化合物合成装置に関する。

例えば、ＰＥＴ検査（ポジトロン断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）は、放射性同位元素（ＲＩ）を所定の原料試薬と化学反応させるＲＩ化合物合成装置で合成される。このＲＩ化合物合成装置としては、装置外部から供給されるＲＩと、作業者によって適宜補充される原料試薬及び洗浄試薬などの各種試薬とを、弁などで制御し、管路を通して反応器に導入してＲＩ化合物を得るものが知られている（特許文献１参照）。

このようなＲＩ化合物合成装置は、ＲＩやＲＩ化合物から放出される放射線の漏れを防止するため、鉛、タングステン等の放射線遮蔽物で構成されたホットセル内に収容されている。

特開２００３−２１６９６号公報

しかしながら、従来のＲＩ化合物合成装置では、１回の合成で得られるＲＩ化合物の量には上限があり、より多くの量を得るためには限られた時間内に繰り返し作業者がホットセルの扉を開閉する必要がある。しかしながら、この扉の開閉の際にＲＩ化合物合成装置に残留したＲＩ及びＲＩ化合物からの放射線が漏れるといった虞があるため、ＲＩの放射能量が低減するまで待たなければならず、短時間で繰り返し合成を行うことは難しい状況であった。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、試薬を補充する際の放射線の漏れを防止し、短時間で繰り返し合成を行うことができるＲＩ化合物合成装置を提供することを目的とする。

本発明は、放射性同位元素及び複数の試薬をホットセル内に収容された反応器に導入して放射性同位元素標識化合物を得るＲＩ化合物合成装置において、反応器を有すると共に、ホットセルを開閉するホットセル扉の内面側に取り付けられた装置本体部と、試薬を収容する試薬容器を保持すると共に、ホットセル扉の外面側に取り付けられた試薬ホルダ部と、ホットセル扉を貫通すると共に、試薬容器と反応器とを接続する試薬移送管と、を備えたことを特徴とする。

このＲＩ化合物合成装置では、ホットセル扉を閉じると、反応器を有する装置本体部がホットセル内に収容される。この状態で放射性同位元素標識化合物の合成は行われ、放射性同位元素や放射性同位元素標識化合物からの放射線はホットセルによって遮蔽される。試薬を補充する場合には、試薬ホルダ部で保持されている試薬容器に試薬を補充したり、試薬容器を交換したりする。この場合、試薬ホルダ部は、ホットセル扉の外面側に取り付けられているので、ホットセル扉を開ける必要はなく、装置本体部に残留する放射性同位元素や放射性同位元素標識化合物からの放射線の漏れは防止され、短時間で繰り返し合成を行うことができる。

さらに、ホットセル扉には、補助扉部が設けられ、補助扉部の内面側に設けられると共に、反応器によって得られた放射性同位元素標識化合物に含まれる不純物を除去するカラム部を更に備えると好適である。この構成では、ホットセル扉を開閉することなく、補助扉部の開閉によってカラム部を交換できるため、カラム部を交換する際の放射線の漏れを軽減できる。

さらに、試薬移送管は、ホットセル扉の内部を蛇行貫通すると好適である。この構成では、試薬移送管がホットセル扉の内部を直線状に貫通する場合に比べて、試薬移送管を介して放射線が漏れ出る可能性は低くなる。

さらに、ホットセル扉には、試薬移送管が挿通する貫通孔が形成されており、貫通孔の外側の開口を覆うと共に、貫通孔を透過した放射線を遮るシールド部を更に備えると好適である。シールド部によって、貫通孔を透過する放射線を遮ることができ、放射線の漏れを軽減できる。

本発明によれば、試薬を補充する際の放射線の漏れを防止し、短時間で繰り返し合成を行うことができる。

以下、本発明によるＲＩ化合物合成装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１、図２及び図４は、本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置が取り付けられたホットセルの斜視図であり、図３はホットセル扉を中心に示す断面図である。また、図５は、ＦＤＧ合成装置の配管系統図である。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１、図２、図４及び図５に示されるように、ＦＤＧ合成装置１は、例えば、病院等のＰＥＴ検査等に使用される放射性薬剤としての^１８Ｆ−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を合成反応により生成する装置である。

このＦＤＧ合成装置１（図５参照）は、放射性同位元素（ＲＩ）や放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）が通る部品及びこれらの部品の近傍に配置すべき部品、すなわち、反応器３を主体とした装置本体部５と、反応器３に導入する各種の試薬を収容する各試薬容器７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと、各試薬容器７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを保持する試薬ホルダ部９と、を備えている。

装置本体部５（図１参照）は、放射線遮蔽物により密閉可能な構造とされたホットセル１１内に収容される。ホットセル１１は、矩形状の箱型を成すホットセル本体１３と、ホットセル本体１３の側面に形成された矩形の開口Ａを開閉するホットセル扉１５とを備える。ホットセル扉１５は、ヒンジ部１６を介してホットセル本体１３に揺動自在に取り付けられている。ホットセル本体１３及びホットセル扉１５は、例えば鉛、鉄、タングステン、アルミニウム等の放射線遮蔽物を用いて放射線を遮蔽可能な適切な厚さとされている。また、ホットセル本体１３とホットセル扉１５との間の隙間を塞ぐように例えばパッキン（不図示）等の密封部材が装着され、ホットセル本体１３の周面には、密閉状態を維持するようにして、ホットセル１１内の部品とホットセル１１外とを接続する配管が通されている。

ホットセル扉１５（図２参照）の裏面（内面）１５ａには、矩形の台座部１７が張り出しており、台座部１７上には、装置本体部５が取り付けられている。一方、ホットセル扉１５（図１参照）の表面（外面）１５ｂ側には、試薬ホルダ部９が設けられており、試薬ホルダ部９には、無機物系の試薬が充填される第１の試薬容器７Ａ及び第２の試薬容器７Ｂと、有機物系の試薬が充填される第３の試薬容器７Ｃ及び第４の試薬容器７Ｄとが保持されている。

無機物系の試薬が充填される第１の試薬容器７Ａ及び第２の試薬容器７Ｂのうち、第１の試薬容器７Ａには、洗浄試薬である水が充填され、第２の試薬容器７Ｂには酸加水分解を行う塩酸（アルカリ加水分解の場合には例えば水酸化ナトリウム）が充填されている。また、有機物系の試薬が充填される第３の試薬容器７Ｃ及び第４の試薬容器７Ｄのうち、第３の試薬容器７ＣにはＦＤＧ原料であるトリフレート溶液が充填されている。第４の試薬容器７Ｄにはアセトニトリル溶液が充填されている。さらに、第１の試薬容器７Ａには、洗浄試薬を補充するための充填口１９（図５参照）が設けられている。同様に、第２の試薬容器７Ｂ、第３の試薬容器７Ｃ及び第４の試薬容器７Ｄにもそれぞれ試薬を補充するための充填口１９が設けられている。

図３に示されるように、第１の試薬容器７Ａと反応器３とは、洗浄試薬を移送するための試薬チューブ（試薬移送管）２１を介して接続されている。同様に、第２の試薬容器７Ｂ（図５参照）、第３の試薬容器７Ｃ及び第４の試薬容器と反応器３とは、それぞれ試薬を移送するための試薬チューブ２１によって接続されている。

ホットセル扉１５には、試薬ホルダ部９の上方に、四本の各試薬チューブ２１がそれぞれ挿通する貫通孔Ｈが形成されている。貫通孔Ｈは、ホットセル扉１５の内側と外側とを連通すると共に、ホットセル扉１５の内部を蛇行しながら貫通しており、四本の試薬チューブ２１はそれぞれ貫通孔Ｈに沿って屈曲している。貫通孔Ｈが蛇行し、その貫通孔Ｈに沿って試薬チューブ２１を設けることで、試薬チューブ２１がホットセル扉１５の内部で直線的に貫通している場合に比べて、試薬チューブ２１を介して放射線が漏れ出る可能性が低くなる。

ホットセル扉１５には、貫通孔Ｈの外側の開口Ｈａを覆うようにして外側シールド部（シールド部）２３が設けられている。外側シールド部２３は、外側の開口Ｈａよりも僅かに上の位置から張り出した矩形の外側カバー部２３ａと、外側カバー部２３ａの縁に沿って試薬ホルダ部９側、すなわち下側に設けられた外側周壁部２３ｂとを有する。外側周壁部２３ｂの下端２３ｃは、外側の開口Ｈａよりも下方の位置になるように設けられている。四本の試薬チューブ２１は、外側シールド部２３内で折れ曲がり、下方に配置された試薬容器７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄにそれぞれ接続されている。外側周壁部２３ｂが外側の開口Ｈａに被さるように設けられているため、貫通孔Ｈを透過した放射線の少なくとも一部を遮ることができ、放射線の漏れを軽減できる。

また、ホットセル扉１５には、貫通孔Ｈの内側の開口Ｈｂを覆うように内側シールド部２５が設けられている。内側シールド部２５は、内側の開口Ｈｂよりも僅かに上の位置から張り出した矩形の内側カバー部２５ａと、内側カバー部２５ｂの縁に沿って反応器３側、すなわち下側に設けられた内側周壁部２５ｂとを有する。内側周壁部２５ｂの下端２５ｃは、外側の開口Ｈａよりも下方の位置になるように設けられている。四本の試薬チューブ２１は、内側シールド部２５内で折れ曲がり、下方に配置された反応器３にそれぞれ接続されている。

ホットセル扉１５には、外側シールド部２３及び内側シールド部２５の上方において複数の通気孔Ｄが形成されている。ホットセル扉１５の内側には、通気孔Ｄを囲むようにしてダクトボックス２７が設けられている。ダクトボックス２７は、放射線遮蔽物により密閉された構造になっている。ダクトボックス２７には、撓み易く柔軟性のあるダクト管２９が接続されている。

図２及び図３に示されるように、ダクト管２９はダクトボックス２７内に連通し、ホットセル本体１３の天井に設けられた第１のブロワ３１に接続されている。第１のブロワ３１は、空気清浄機能を有する例えばＨＥＰＡフィルタ等を備える。第１のブロワ３１には第１給気管３３が接続されている。第１のブロワ３１によって第１給気管３３から導入された空気は、ＨＥＰＡフィルタにより異物が除去されてダクト管２９に給気され、ダクトボックス２７及び通気孔Ｄを通ってホットセル１１外に流出する。

ホットセル扉１５の外側には、通気孔Ｄから流出する空気を試薬ホルダ部９側、すなわち下方に向けて案内するガイド部３５が設けられている。ガイド部３５は、通気孔Ｄを囲むように設けられた矩形のボックス状であり、下側が開放されている。さらに、ガイド部３５の左右の側壁部３５ａは、試薬ホルダ部９を挟むようにして平行に延在する。ガイド部３５に案内された空気は、試薬ホルダ部９に保持されている試薬容器７Ａ〜７Ｄの周囲を流動し、試薬容器７Ａ〜７Ｄの周囲を換気する。

ホットセル本体１３には、空気清浄機能を有する例えばＨＥＰＡフィルタ等を備えた第２のブロワ３７が設けられている。第２のブロワ３７には第２給気管３９が接続されている。第２のブロワ３７によって第２給気管３９から導入された空気は、ＨＥＰＡフィルタにより異物が除去されてホットセル１１内に給気され、ホットセル１１内のガスは、ホットセル１１に接続された排気管４１を通り系外に排気される。第２のブロワ３７、第２給気管３９及び排気管４１により、ホットセル１１の給排気手段が構成されている。この給排気手段は、その排気風量が給気量＋αとされ、一時的にホットセル扉１５を開閉してもホットセル１１内部のＲＩ化合物が外部に漏れ出さない機構とされている。このため、排気管４１から第２給気管３９へのリターンは発生しない。

図４に示されるように、ホットセル扉１５には、開閉自在に取り付けられた補助扉部４３が設けられている。補助扉部４３の裏面（内面）側には、反応器３によって合成されたＦＤＧから不純物を取り除く精製カラム（カラム部）４５が固定されている。精製カラム４５は、撓みやすく柔軟性の高いフレキシブル管４７を介して、反応器３及びＦＤＧを回収する製品回収容器４９（図５参照）に接続されている。ホットセル扉１５を閉じたまま、補助扉部４３を開くことで精製カラム４５を取り替えることができるため、精製カラム４５を交換する際の放射線の漏れを軽減できる。

図５に示されるように、装置本体部５は、ホットセル扉１５を閉めることによってホットセル１１内に収容される。装置本体部５は、具体的には、ＦＤＧを合成する反応器３、系外から導入された^１８Ｆ⁻（ＲＩ）を反応器３へ供給する^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ_１、^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ_１に設置された三方弁Ｖ_１、三方弁Ｖ_１に接続されると共に、相間移動触媒Ｋ２２２（クリプトフィックス２２２）を溶解させたＫ_２ＣＯ_３水・アセトニトリル溶液を^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ_１に供給する供給管Ｌ_１１、無機物系の各種試薬を反応器３へ供給する共通配管Ｌ_４、共通配管Ｌ_４に設置された電磁弁Ｖ_６、有機物系の各種試薬を反応器３へ供給する共通配管Ｌ_５、共通配管Ｌ_５に設置された電磁弁Ｖ_７、反応器３で合成されたＦＤＧを精製する精製カラム４５、この精製カラム４５で精製されたＦＤＧを回収する製品回収容器４９、反応器３、精製カラム４５及び製品回収容器４９を連絡するフレキシブル管４７、フレキシブル管４７に設置された電磁弁Ｖ_２、反応器３内の蒸気を系外へ排出する排気配管Ｌ_３、この排気配管Ｌ_３に設置された電磁弁Ｖ_３、反応器３の近傍に配置すべき部品である加温器５１を有する。

さらに、装置本体部５は、第１の試薬容器７Ａ及び第２の試薬容器７Ｂに接続された各試薬チューブ２１に接続されると共に、共通配管Ｌ_４に接続されて管路の切り替えを行うロータリバルブＶ_４、第３の試薬容器７Ｃ及び第４の試薬容器７Ｄに接続された各試薬チューブ２１に接続されると共に、共通配管Ｌ_５に接続されて管路の切り替えを行うロータリバルブＶ_５、系外から導入されたＨｅをロータリバルブＶ_４，Ｖ_５へ供給するＨｅ供給配管Ｌ_１２、電気回路（不図示）及びこれらの部品等を固定する取付具（不図示）等の補助部品を有する。なお、ロータリバルブＶ_４，Ｖ_５は、各試薬チューブ２１，Ｌ_１２に接続される各入口、共通配管Ｌ_４，Ｌ_５に接続される一出口を備え、ローター（不図示）が回動することでこれらの入口を選択的に切り換える切換弁である。

次に、このように構成されたＦＤＧ合成装置１の作用について図１及び図２を参照しながら説明する。なお、ＲＩ化合物であるＦＤＧを合成する際には、ホットセル扉１５を閉めて装置本体部５をホットセル１１内に収容した状態になっている。

系外から供給された^１８Ｆ⁻は、相間移動触媒Ｋ２２２を溶解させたＫ_２ＣＯ_３水・アセトニトリル溶液と共に三方弁Ｖ_１、^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ_１を介して反応器３へ導入される。さらに、加温器５１により反応器３が加温されると共に、系外から供給されたＨｅがＨｅ供給配管Ｌ_１２、ロータリバルブＶ_４，Ｖ_５、共通配管Ｌ_４，Ｌ_５、電磁弁Ｖ_６，Ｖ_７を通り反応器３へ導入され、反応器３内のアセトニトリル及び水が蒸発し、この蒸発物は排気配管Ｌ_３を通り系外に排出される。この加温処理により^１８Ｆ⁻／Ｋ２２２錯体が形成され、^１８Ｆが固定化及び乾燥される。

次いで、第４の試薬容器７Ｄのアセトニトリル溶液が試薬チューブ２１、ロータリバルブＶ_５、共通配管Ｌ_５、電磁弁Ｖ_７を通り反応器３へ供給され、再び、加温器５１により反応器３が加温されてこの反応器３内の水分が蒸発する。

次いで、第３の試薬容器７ＣのＦＤＧ原料であるトリフレート溶液が試薬チューブ２１、ロータリバルブＶ_５、共通配管Ｌ_５、電磁弁Ｖ_７を通り反応器３へ供給され、弁Ｖ_１〜Ｖ_３，Ｖ_６及びＶ_７が閉じられて反応器３内は密閉状態とされ、さらに、加温器５１により反応器３が加温されてこの反応器３内の^１８Ｆとトリフレートとが合成反応する。

次いで、ＨｅがＨｅ供給配管Ｌ_１２を通って反応器３へ導入され、再び、加温器５１により反応器３が加温されてこの反応器３内のアセトニトリルが蒸発する。

この状態で、第２の試薬容器７Ｂの塩酸が試薬チューブ２１、ロータリバルブＶ_４、共通配管Ｌ_４、電磁弁Ｖ_６を通り反応器３へ導入され、弁Ｖ_１〜Ｖ_３，Ｖ_６及びＶ_７が閉じられて反応器３内は密閉状態とされ、さらに、加温器５１により反応器３が加温されてこの反応器３内のＦＤＧ前駆体が加水分解される。

次いで、ＨｅがＨｅ供給配管Ｌ_１２を通って反応器３へ導入され、反応器３に生成されている粗精製のＦＤＧが製品回収配管Ｌ_２を通ってフィルタを備える精製カラム４５へ移送され、この精製カラム４５で精製されたＦＤＧが製品として製品回収容器４９に回収される。

次いで、第１の試薬容器７Ａの水が試薬チューブ２１、ロータリバルブＶ_４、共通配管Ｌ_４、電磁弁Ｖ_６を通り反応器３へ導入され、反応器３に付着した残留するＦＤＧを洗浄し洗い落とす。次いで、Ｈｅが反応器３に導入され、この反応器３に残留するＦＤＧは水と共に、製品回収配管Ｌ_２を通り製品回収容器４９に回収される。これにより、１サイクルの工程が終了し、放射性薬剤としての^１８Ｆ−ＦＤＧが得られる。

このようなＦＤＧ合成装置１では、１回の合成で得られる^１８Ｆ−ＦＤＧの量には上限があり、更なる量を得るためには限られた時間内に繰り返し合成反応を行う必要がある。このため、引き続き２回目以降の工程に進み、次の工程の前に作業者が試薬ホルダ部９に保持されている各試薬容器７Ａ〜７Ｄの充填口１９から各試薬を充填する。

この時、ＦＤＧ合成装置１は、ホットセル扉１５を開閉する必要が無いため、ホットセル１１は放射線遮蔽物により密閉された状態が維持されている。その結果、ホットセル１１外への放射線漏れが防止され、短時間で繰り返し合成を行うことができる。

また、ＦＤＧを合成するたびに、試薬チューブ２１などを洗浄する必要があるが、ホットセル扉１５に装置本体部５と試薬容器７Ａ〜７Ｃを保持する試薬ホルダ部９とが取り付けられているために、装置構造や配管系統が簡素化できる。特に、反応器３と試薬容器７Ａ〜７Ｃとを接続する試薬チューブ２１を短くできため、水などの洗浄用試薬を反応器３に導入するまでの時間は短縮される。その結果として、ＦＤＧ合成装置１は、繰り返しＦＤＧの合成を行う際の時間短縮につながる。

また、ホットセル扉１５を閉じると、装置本体部５をホットセル本体１３の奥の所定位置にセットでき、ホットセル扉１５を開くと、ホットセル本体１３の奥から装置本体部５を引き出すことができる。従って、ＦＤＧを合成するための準備作業や準備が終了した後での装置本体部５の設置などが簡単になり、さらに、装置本体部５をホットセル本体１３の奥から引き出すためのスライド機構などが不要になって構造が簡素化できる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態では、ＲＩを他の物質と化学反応させＲＩ化合物を合成するＲＩ化合物合成装置を、ＦＤＧを合成するＦＤＧ合成装置としているが、その他のＲＩ化合物を合成するＲＩ化合物合成装置としても良い。

また、ホットセル扉１５を観音開きとなるような構造にし、左右どちらか一方の扉の外側に試薬ホルダ部を設けるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置が取り付けられているホットセルを示し、ホットセル扉が閉じている状態を示す斜視図である。ホットセル扉が開いている状態を示すホットセルの斜視図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。ガイド部内を示すホットセルの斜視図である。本実施形態に係るＦＤＧ合成装置の配管系統図である。

符号の説明

１…ＦＤＧ合成装置（ＲＩ化合物合成装置）、３…反応器、５…装置本体部、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｃ…試薬容器、９…試薬ホルダ部、１１…ホットセル、１５…ホットセル扉、２１…試薬チューブ（試薬移送管）、２３…外側シールド部（シールド部）、４３…補助扉部、４５…精製カラム（カラム部）、Ｈ…貫通孔、Ｈａ…外側の開口。

Claims

放射性同位元素及び複数の試薬をホットセル内に収容された反応器に導入して放射性同位元素標識化合物を得るＲＩ化合物合成装置において、
前記反応器を有すると共に、前記ホットセルを開閉するホットセル扉の内面側に取り付けられた装置本体部と、
前記試薬を収容する試薬容器を保持すると共に、前記ホットセル扉の外面側に取り付けられた試薬ホルダ部と、
前記ホットセル扉を貫通すると共に、前記試薬容器と前記反応器とを接続する試薬移送管と、
を備えたことを特徴とするＲＩ化合物合成装置。
前記ホットセル扉には、補助扉部が設けられ、
前記補助扉部の内面側に取り付けられると共に、前記反応器によって得られた前記ＲＩ化合物に含まれる不純物を除去するカラム部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のＲＩ化合物合成装置。
前記試薬移送管は、前記ホットセル扉の内部を蛇行貫通することを特徴とする請求項１または２記載のＲＩ化合物合成装置。
前記ホットセル扉には、前記試薬移送管が挿通した貫通孔が形成されており、
前記貫通孔の外側の開口を覆うと共に、前記貫通孔を透過した放射線を遮るシールド部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のＲＩ化合物合成装置。