JP2015045656A - 99mTc反応生成物を製造するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】99mTcを含有する反応生成物を得る方法および装置を提供する。
【解決手段】99mTcを含有する反応生成物を製造するため、100Mo(p,2n)99mTc核反応の誘発に適したエネルギーを有する陽子線を100Mo金属ターゲット15に照射し、100Mo金属ターゲット15を300℃超の温度に加熱し、99mTc−酸化テクネチウムを形成し、酸素ガスを利用する昇華抽出プロセスにおいて、発生した99mTcを回収する。さらに、陽子線で100Mo金属ターゲットを照射したときに100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発し、照射した100Mo金属ターゲット15上に酸素ガスを経由させ、99mTc−酸化テクネチウムを形成するためのガス供給ライン、および昇華した99mTc−酸化テクネチウムを排出するためのガス排出ラインを含む、99mTcを含有する反応生成物を製造するための装置。
【選択図】図1
【解決手段】99mTcを含有する反応生成物を製造するため、100Mo(p,2n)99mTc核反応の誘発に適したエネルギーを有する陽子線を100Mo金属ターゲット15に照射し、100Mo金属ターゲット15を300℃超の温度に加熱し、99mTc−酸化テクネチウムを形成し、酸素ガスを利用する昇華抽出プロセスにおいて、発生した99mTcを回収する。さらに、陽子線で100Mo金属ターゲットを照射したときに100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発し、照射した100Mo金属ターゲット15上に酸素ガスを経由させ、99mTc−酸化テクネチウムを形成するためのガス供給ライン、および昇華した99mTc−酸化テクネチウムを排出するためのガス排出ラインを含む、99mTcを含有する反応生成物を製造するための装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、99mTc反応生成物を製造するための方法および装置に関する。99mTcは、医用画像処理(medical imaging)、特に、例えばSPECT画像処理に使用される。
市販の99mTc−ジェネレータは、壊変する99Moを含有する供給源から、例えば溶媒抽出またはクロマトグラフィを利用して、準安定同位体99mTcを抽出する機器である。
そして99Moは、高濃縮ウラン235Uをターゲットとして使用する方法から通常得られる。99Moは、このターゲットに中性子を照射することによる核分裂生成物として作り出される。しかし、国際協定の結果として、高濃縮ウランを用いて原子炉を運用することはこの先一層難しくなると見込まれ、それが、SPECT画像処理用の放射性核種供給のボトルネックにつながる恐れがあると思われる。
特許文献1は、原子炉の環境でMo金属ターゲットに照射することによって99mTcを製造するための方法を開示している。
特許文献2および特許文献3は、昇華プロセスを利用して99mTcを得る方法を記載している。
本発明の目的は、99mTcを含有する反応生成物を得ることができる方法および装置を特定することである。
本発明の目的は、独立請求項の特徴によって実現される。本発明の有利な展開は、従属請求項の特徴に見出される。
99mTcを含有する反応生成物を製造するための本発明による方法は、以下のステップ:
− 照射する100Mo金属ターゲットを用意するステップ、
− 100Mo(p,2n)99mTc核反応の誘発に適したエネルギーを有する陽子ビームを100Mo金属ターゲットに照射し、その照射により100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発するステップ、
− 100Mo金属ターゲットを、300℃超の、より特定すれば400℃超の温度に加熱するステップ、
− 加熱した100Mo金属ターゲット上を経由させ、昇華抽出プロセスで99mTc−酸化テクネチウムを形成する酸素ガスを利用する前記プロセスにおいて、100Mo金属ターゲット中に作製された99mTcを得るステップ
を含む。
− 照射する100Mo金属ターゲットを用意するステップ、
− 100Mo(p,2n)99mTc核反応の誘発に適したエネルギーを有する陽子ビームを100Mo金属ターゲットに照射し、その照射により100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発するステップ、
− 100Mo金属ターゲットを、300℃超の、より特定すれば400℃超の温度に加熱するステップ、
− 加熱した100Mo金属ターゲット上を経由させ、昇華抽出プロセスで99mTc−酸化テクネチウムを形成する酸素ガスを利用する前記プロセスにおいて、100Mo金属ターゲット中に作製された99mTcを得るステップ
を含む。
この99mTc−酸化テクネチウムは、酸素ガスのガス流により排出することができ、よって、例えば、100Mo金属ターゲットから運び出すことができる。
本発明は、例えば20MeVから25MeVの間の範囲の適切なエネルギーを有する陽子ビームを100Mo金属ターゲットに照射すれば、100Mo金属ターゲット中に99mTcを直接得ることができるという発見に基づく。よって、陽子ビームとモリブデン原子との相互作用の結果として起こる核反応100Mo(p,2n)99mTcに従う核反応から、直接99mTcが得られる。
このように製造される99mTcは、昇華プロセスを利用して抽出される。そのために、99mTcを有する100Mo金属ターゲットは、300℃超の温度に加熱される。ここで酸素ガスに100Mo金属ターゲットを経由させると、この過程で99mTcは酸素と反応し、例えば式2Tc+3.5O2−>Tc2O7に従って、99mTc−酸化テクネチウムを形成する。ターゲットのモリブデンは同様に酸素と反応し、その過程で例えばMoO3を形成することにより、酸化モリブデンを形成する。しかし、酸化モリブデンは酸化テクネチウムより実質的に揮発性が低いので、100Mo金属ターゲット上を通す酸素ガスにより酸化テクネチウムを運び出し、排出することができる。
ここでは、陽子照射と、100Mo金属ターゲットが任意選択によって加熱される酸素ガスによる99mTcの抽出は、同時に行われても連続的に交互に行われてもよい。
陽子を前述のエネルギーに加速するのに、現地で設置し使用することもできる、平均的な大きさの単一の加速器だけが通常必要とされる。上述の方法を使用すると、99mTcを、所望する使用場所の近隣または周辺で、例えば病院の周辺で、現地で作製することができる。核原子炉の中などの大型設備の使用およびそれに関連する流通問題を伴う、従来の非現地製造方法とは対照的に、現地製造は多くの問題を解決する。核医学科は、自分のワークフローを互いに独立に計画することができ、複雑な物流および基盤施設に依存しない。
陽子ビームは、好ましくは20MeVから25MeVの間のエネルギーに加速される。最大エネルギーを、35MeV以下、より特定すれば30MeV以下、最も特定すれば25MeV以下に制限することにより、粒子ビームのエネルギーが高過ぎて、例えば99mTc以外のTc同位体などの、複雑な方法で次に再び除去すべき所望されない反応生成物につながる核反応の引き金となることを防止する。
100Mo金属ターゲットは、発生する粒子ビームが少なくとも5MeV、より特定すれば少なくとも10MeVのエネルギーを有するように設計することができる。これにより、起こる核反応が制御可能であり続け、かつ所望されない反応生成物が最小限である領域内に陽子ビームのエネルギー範囲を保つことができる。
一実施形態では、以下のステップが付加的に実行される:
− 運び出された、得られた99mTc−酸化テクネチウムを、アルカリ性溶液、より詳細には水酸化ナトリウム溶液、または塩溶液、より詳細にはナトリウム塩溶液に供給して、99mTc−過テクネチウム酸塩を形成するステップ。
− 運び出された、得られた99mTc−酸化テクネチウムを、アルカリ性溶液、より詳細には水酸化ナトリウム溶液、または塩溶液、より詳細にはナトリウム塩溶液に供給して、99mTc−過テクネチウム酸塩を形成するステップ。
99mTc−過テクネチウム酸塩は、容易に流通させ、加工することができ、例えばSPECTトレーサーなどの放射性医薬品の製造の出発点となり得るので、これは99mTcを含有する有利な反応生成物である。
水酸化ナトリウム溶液の場合、反応式は、Tc2O7+2NaOH−>2NaTcO4+H2Oである。
酸素ガスに由来し、該液体を通った過剰なO2を、例えば閉ループ内で、浄化してガス供給に戻すことができる。
好ましい実施形態では、100Mo金属ターゲットは、薄膜の形状で、より詳細には、ビーム方向に積層配置された複数の薄膜からなる薄膜積層体として、利用可能である。これにより、特に効果的な方式で99mTcを得ることができ、その上、昇華に必要とされる温度に100Mo金属ターゲットを加熱するのが容易化する。代替の形状が可能であり、例えば、100Mo金属ターゲットは、粉末状、細管状、格子構造状、球状、または金属発泡体状で利用可能となり得る。
この目的のために、100Mo金属ターゲットを、断熱性の取付台、例えばG20で強化したエポキシ樹脂で保持することができる。
陽子ビームはそれだけで熱エネルギーを100Mo金属ターゲットに伝達するので、所望の温度への加熱は、陽子ビーム照射によって既に実現可能である。陽子ビームのエネルギーおよび/もしくは強度、ならびに/または、例えば弁により制御することができるガス流の強度を互いに適合させることにより、あるいは、こうした可変要素のうちの1つまたは複数を制御することにより、任意選択によって、100Mo金属ターゲットの温度を設定することができる。陽子ビームによる熱供給、ならびに取付台および対流冷却による熱放散を、このようにして互いに適合させることができる。これにより、100Mo金属ターゲットにおける平衡温度を設定することができる。
特に、100Mo金属ターゲットは陽子ビーム照射のみで加熱することができる。付加的な加熱装置は必須ではない。
代替のおよび/または付加的な実施形態では、100Mo金属ターゲットの中を導通する電流を利用して、100Mo金属ターゲットを加熱することができる、すなわち、回路を利用して、例えばこの場合は発生するオーム加熱によって100Mo金属ターゲットを加熱することができる。実現すべき温度は、電気回路を制御することにより単純に設定することができる。
代替のおよび/または付加的な実施形態では、具体的には100Mo金属ターゲットを加熱するために加熱されるチャンバ内、例えばセラミックチャンバ内に、100Mo金属ターゲットを配置することができる。これは、昇華に必要とされる温度に到達させるまたは設定するためにも使用することができる。
99mTcを含有する反応生成物を製造するための本発明による装置は、
− 100Mo金属ターゲット、
− 100Mo金属ターゲットに誘導することができる陽子ビームを供給するための加速器であって、該陽子ビーム(13)を100Mo金属ターゲット(15)に照射するときに、該陽子ビームが、100Mo(p,2n)99mTc核反応の誘発に適したエネルギーを有する、加速器、
− 照射した100Mo金属ターゲット上に酸素ガスを経由させ、99mTc−酸化テクネチウムを形成するためのガス供給ライン、
− 昇華した99mTc−酸化テクネチウムを排出するためのガス排出ライン
を含む。
− 100Mo金属ターゲット、
− 100Mo金属ターゲットに誘導することができる陽子ビームを供給するための加速器であって、該陽子ビーム(13)を100Mo金属ターゲット(15)に照射するときに、該陽子ビームが、100Mo(p,2n)99mTc核反応の誘発に適したエネルギーを有する、加速器、
− 照射した100Mo金属ターゲット上に酸素ガスを経由させ、99mTc−酸化テクネチウムを形成するためのガス供給ライン、
− 昇華した99mTc−酸化テクネチウムを排出するためのガス排出ライン
を含む。
一実施形態では、該装置は、
− 99mTc−酸化テクネチウムをその中に経由させ、99mTc−過テクネチウム酸塩を形成することができるアルカリ性溶液、より詳細には水酸化ナトリウム溶液、または塩溶液を有する液体チャンバ
をさらに含むことができる。
− 99mTc−酸化テクネチウムをその中に経由させ、99mTc−過テクネチウム酸塩を形成することができるアルカリ性溶液、より詳細には水酸化ナトリウム溶液、または塩溶液を有する液体チャンバ
をさらに含むことができる。
該装置は、400℃超の温度に100Mo金属ターゲットを加熱するための加熱装置をさらに含む。
個々の特徴、それらの利点および効果の既出および後出の記述は、装置の範疇と方法の範疇の両方に関するが、各事例において明確には詳細に述べていない。そのようにして開示する個々の特徴は、示されるものの以外の組み合わせにおいても本発明にとって不可欠となり得る。
従属請求項の特徴に則って有利に展開される本発明の実施形態を、以下の図面に基づき、しかしそれらに限定されることなく、より詳細に説明する。詳細には以下の通りである。
図1は、99mTc−過テクネチウム酸塩を製造するための、本発明による装置の実施形態を示す。
加速器11、例えばサイクロトロンは、陽子を約20MeVから25MeVのエネルギーに加速する。陽子は、そのとき陽子ビーム13の形状であり、陽子ビームを照射する100Mo金属ターゲット15に誘導される。100Mo金属ターゲット15は、発生する粒子ビームが、ほぼ少なくとも10MeVのエネルギーを有するように設計される。
ここに図示するのは、ビーム方向に一方が他方の後方に配置され、かつビーム伝搬方向に対して垂直に配置された、複数の金属薄膜17の形状である100Mo金属ターゲット15である。図4に図示するように、薄膜17の面積は、陽子ビーム13の断面形状よりも大きい。
金属薄膜17は断熱性の取付台19で保持され、それは、例えば、G20によって強化されたエポキシ樹脂から大部分を製作することができる。
陽子ビーム13は、100Mo(p,2n)99mTc核反応に則って100Mo金属ターゲット15と相互に作用し、そのときに100Mo金属ターゲットから99mTcが直接生じる。
ここでは、陽子ビーム13をその強度に関して制御して、金属薄膜17が400℃超の温度にさらに加熱される量の熱エネルギーが、照射中に金属薄膜17に伝達されるようにする。
酸素ガスは、酸素源からガス流を制御する弁21を介して、99mTc上を通る。
金属薄膜17中に作製された99mTcは、かかる温度で酸素と反応し、例えば式2Tc+3.5O2−>Tc2O7に従って、99mTc−酸化テクネチウムを作製する。この方法では、100Moは同様に酸素と反応して、酸化モリブデン、例えば100MoO3を形成する。MoO3は酸化テクネチウムより相当に揮発性が低いので、100Mo金属ターゲット15上を通る酸素ガスによって酸化テクネチウムを運び出し、排出することができる。
ガス流、陽子ビーム13により伝えられるエネルギー、および100Mo金属ターゲット15の取付台19を介する熱損失を互いに適合させて、昇華抽出プロセスに必要とされる温度に到達させ、維持するようにする。
酸化テクネチウムを含有するガスは、続いて塩溶液またはアルカリ性溶液を含有する液体カラム23の中を通り、そこで気泡となって、酸化テクネチウムと該溶液との反応によって99mTc−過テクネチウム酸塩(例えば、水酸化ナトリウム溶液またはナトリウム塩溶液の場合は、過テクネチウム酸ナトリウム)が形成されるようにする。水酸化ナトリウム溶液の場合、反応式は、例えばTc2O7+2NaOH−>2NaTcO4+H2Oであってもよい。
その後、ここで作製された99mTc−過テクネチウム酸塩は、例えばSPECTトレーサーなどの放射性医薬品を製造するための出発点として使用することができる。
液体カラム23中に上昇したO2は、例えば閉ループ25内を通してガス供給口に戻すことができる。
図2は、図1に示す実施形態に実質的に相当する実施形態を示す。
この実施形態は装置27を有し、それにより電流が金属薄膜17の中を導通することができる。すなわち、金属薄膜17は回路の一部である。金属薄膜17を通して流れる電流は、抵抗加熱により金属薄膜17を加熱する。よって、金属薄膜17を加熱する温度は単純に制御することができ、そうして金属薄膜17を昇華抽出プロセスに必要とされる温度に到達させる。
図3はさらなる実施形態を示し、図1に示した実施形態と比較すると、該実施形態には加熱装置29が照射チャンバ内に配置され、後者は例えばセラミックで作製することができ、該加熱装置により昇華抽出プロセスに必要とされる温度が生ずる。
金属薄膜17を加熱するための図1から図3までに示した実施形態は、互いに組み合わせることもできる。
図1から図3において、100Mo金属ターゲットは金属薄膜として具体化される。他の実施形態が可能であり、模式図的に図5から図9に示される。
図5では、100Mo金属ターゲットは多数の細管として具体化される。
図6では、100Mo金属ターゲットは粉末状で利用可能である。
図7では、100Mo金属ターゲットは多数の球として示される。
図8では、100Mo金属ターゲットはブロック状の金属発泡体で示される。
図9では、100Mo金属ターゲットは格子状で示される。
こうした実施形態すべてに共通しているのは、100Mo金属ターゲット15が、供給された酸素ガスと反応することができる大きな表面積を有することである。これが、99mTc−酸化テクネチウムの効率的な抽出につながる。
図10は、本方法の一実施形態において実施する方法ステップを概説する概略図を示す。
最初に、100Mo金属ターゲットを用意する(ステップ41)。
続いて、10MeVから約25MeVのエネルギーに加速した陽子ビームを該ターゲットに照射する(ステップ43)。
昇華抽出プロセスを利用してターゲット中に作製された99mTcを抽出するために、ターゲットの照射後に400℃超の温度にターゲットを加熱する(ステップ45)。
そのために、酸素ガスをターゲット上に通し(ステップ47)、形成された99mTc−酸化テクネチウムを昇華させ、排出する(ステップ49)。
水酸化ナトリウム溶液またはナトリウム塩溶液を利用して、99mTc−酸化テクネチウムから99mTc−過テクネチウム酸塩を得ることができる(ステップ51)。
11 加速器
13 陽子ビーム
15 100Mo金属ターゲット
17 金属薄膜
19 取付台
21 弁
23 液体カラム
25 ループ
27 回路
29 加熱装置
41 ステップ41
43 ステップ43
45 ステップ45
47 ステップ47
49 ステップ49
51 ステップ51
13 陽子ビーム
15 100Mo金属ターゲット
17 金属薄膜
19 取付台
21 弁
23 液体カラム
25 ループ
27 回路
29 加熱装置
41 ステップ41
43 ステップ43
45 ステップ45
47 ステップ47
49 ステップ49
51 ステップ51
Claims (15)
- 以下のステップ:
− 照射する100Mo金属ターゲット(15)を用意するステップ、
− 100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発するエネルギーを有する陽子ビーム(13)を100Mo金属ターゲット(15)に照射するステップ、
− 100Mo金属ターゲット(15)を、300℃超の温度に加熱するステップ、
− 100Mo金属ターゲット上を経由させ、昇華抽出プロセスで99mTc−酸化テクネチウムを形成する酸素ガスを利用する前記プロセスにおいて、100Mo金属ターゲット(15)中に作製された99mTcを得るステップ
を含み、
100Mo金属ターゲット(15)の中を導通する電流を利用して、前記加熱がもたらされる、99mTcを含有する反応生成物を製造するための方法。 - 以下のステップ:
− 照射する100Mo金属ターゲット(15)を用意するステップ、
− 100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発するエネルギーを有する陽子ビーム(13)を100Mo金属ターゲット(15)に照射するステップ、
− 100Mo金属ターゲット(15)を、300℃超の温度に加熱するステップ、
− 100Mo金属ターゲット上を経由させ、昇華抽出プロセスで99mTc−酸化テクネチウムを形成する酸素ガスを利用する前記プロセスにおいて、100Mo金属ターゲット(15)中に作製された99mTcを得るステップ
を含み、
100Mo金属ターゲット(15)を中に配置したチャンバを加熱することによって、前記加熱がもたらされる、99mTcを含有する反応生成物を製造するための方法。 - 以下のステップ:
− 得られた99mTc−酸化テクネチウムを、アルカリ性溶液、または塩溶液に供給して、99mTc−過テクネチウム酸塩を形成するステップを付加的に含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記アルカリ性溶液は、水酸化ナトリウム溶液である、請求項3に記載の方法。
- 100Mo金属ターゲット(15)が、薄膜状、粉末状、細管状、格子構造状、球状、または金属発泡体状で利用可能である、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 100Mo金属ターゲット(15)が、断熱性の取付台(19)により保持される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 100Mo金属ターゲット(15)の加熱が、陽子ビーム(13)の照射により実現される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記チャンバは、セラミックチャンバである、請求項2に記載の方法。
- − 100Mo金属ターゲット(15)、
− 100Mo金属ターゲット(15)に誘導することができる陽子ビーム(13)を供給するための加速器(11)であって、該陽子ビーム(13)を100Mo金属ターゲット(15)に照射するときに、該陽子ビームが、100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発するエネルギーを有する、加速器(11)、
− 照射した100Mo金属ターゲット(15)上に酸素ガスを経由させ、99mTc−酸化テクネチウムを形成するためのガス供給ライン、
− 昇華した99mTc−酸化テクネチウムを排出するためのガス排出ライン
を含み、
100Mo金属ターゲット(15)の中を通電するための回路(27)がある、99mTcを含有する反応生成物を製造するため装置。 - − 100Mo金属ターゲット(15)、
− 100Mo金属ターゲット(15)に誘導することができる陽子ビーム(13)を供給するための加速器(11)であって、該陽子ビーム(13)を100Mo金属ターゲット(15)に照射するときに、該陽子ビームが、100Mo(p,2n)99mTc核反応を誘発するエネルギーを有する、加速器(11)、
− 照射した100Mo金属ターゲット(15)上に酸素ガスを経由させ、99mTc−酸化テクネチウムを形成するためのガス供給ライン、
− 昇華した99mTc−酸化テクネチウムを排出するためのガス排出ライン
を含み、
100Mo金属ターゲット(15)が、加熱可能なチャンバ内に配置される、99mTcを含有する反応生成物を製造するため装置。 - − 99mTc−酸化テクネチウムをその中に経由させ、99mTc−過テクネチウム酸塩を形成することができるアルカリ性溶液、または塩溶液を有する液体チャンバ(23)をさらに含む、請求項9又は10に記載の装置。
- 前記アルカリ性溶液は、水酸化ナトリウム溶液である、請求項11に記載の装置。
- 100Mo金属ターゲット(15)が、薄膜状、粉末状、細管状、格子構造状、球状、または金属発泡体状で利用可能である、請求項9から12のいずれか一項に記載の装置。
- 100Mo金属ターゲット(15)が、断熱性の取付台(19)により保持される、請求項9から13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記チャンバは、セラミックチャンバである、請求項10に記載の装置。
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