JP2017525978A - 高純度のｓｎ−１１７ｍ組成物及びそれを調製する方法 - Google Patents

高純度のｓｎ−１１７ｍ組成物及びそれを調製する方法 Download PDF

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Abstract

溶解した照射済みカドミウムターゲット、酸、及びヨウ化物の供給源を含む酸性の水性カドミウム溶液から有機溶媒でSn-117mのヨウ化物錯体を抽出する工程を含む、高比放射能Sn-117m組成物を精製する方法が提供される。Sn-117mのヨウ化物錯体を含む有機溶媒層は、カドミウム含有量が実質的に低減する。Sn-117mは、水性溶液中に逆抽出することができる。

Description

本発明は一般に、高純度のSn-117m組成物及びそれを調製する方法を対象とする。
放射性医薬品組成物の有効性は、放射性同位体の比放射能及び純度を増大させれば、向上させることができる。しかし、比放射能は、利用可能な同位体製造方法及びその後の精製手順によって制限されることが多い。したがって、当技術分野では高い比放射能及び純度を有する医学的に有用な放射性核種に対する必要性が認識されている。
スズ-117mは、核医学の分野で有用な放射性同位体である。14日の半減期、158keV(87%)のγ放射、並びに126keV(64%)、152keV(26%)及び129keV(11%)のエネルギーを有する短射程転換電子(short-range conversion electron)の高収率性等のSn-117mの核物理的及び生化学的性質は、骨癌の対症療法を含め、種々の骨及び関節の病状に活用されてきた。
担体無添加(NCA)Sn-117m組成物を製造する公知の方法が幾つか存在する。例えば、非スズターゲット原子を利用する反応は、カドミウム及びインジウムターゲット上でのプロトン誘起反応、3He粒子誘起反応、又はα粒子誘起反応を用いることができる。114Cd(3He,γ)、114Cd(α,n)、116Cd(3He,2n)、116Cd(α,3n)、115In(d,γ)、115In(3He,p)、及び115In(α,pn)等の反応が、NCA 117mSnの形成を導くことが知られている。しかし、同位体を生成する方式に加えて、高比放射能を有するNCA 117mSnの製造に伴う別の主要な障害は、117mSnをターゲット材から分離する有効な方法がないことである。少量の所望の核種を、はるかに多い母材から分離すること(デバルキング(debulking))は、クロマトグラフィー又は抽出等の従来の分離方法を使用すると困難であることが周知である。歴史的に、放射性核種精製のまさにこの側面が担体の使用を招き、それによって試料の比放射能が低減することとなった。
米国特許第8,257,681号及び第8,632,748号(参照によりその全体が本明細書に組み込まれている)は、高比放射能のNCA Sn-117m組成物を照射済みカドミウムターゲットから提供する、抽出及びクロマトグラフィー法を開示している。クロマトグラフィー法は一般に、液液抽出法と比較すると、比較的時間がかかる。しかし、エッチングさせた照射済みカドミウムターゲットの塩酸溶液のヘキソン抽出を利用した、開示された抽出法によって生じたSn-117m生成物は、依然として相当なカドミウム残量を含有していた。
米国特許第8,257,681号 米国特許第8,632,748号
したがって、上記を鑑みると、高純度で高比放射能のNCA 117mSnを生成する新規な方法に対する必要性が依然として存在する。
本発明は、Sn-117mのヨウ化物錯体を利用すれば大量のカドミウム母材からSn-117mを選択的に抽出することができるという発見を前提にしている。
高比放射能を有する担体無添加(NCA)Sn-117mを製造することに伴う1つの課題は、ターゲット材からSn-117mを分離するための有効な方法がないことである。少量の所望の核種を、はるかに多い母材から効率的に分離すること、すなわちデバルキングは、クロマトグラフィー又は抽出等の従来の分離方法を使用すると困難であることが周知である。歴史的に、放射性核種精製のまさにこの側面が担体の使用を招き、それによって、担体からの非放射性ターゲット原子によって希釈されるために、試料の比放射能が低減することとなった。
よって、本発明の一実施形態によれば、高比放射能のSn-117m組成物を精製する方法が提供され、該方法は、溶解した照射済みカドミウムターゲット、酸、及びヨウ化物の供給源を含む酸性の水性カドミウム溶液から有機溶媒でSn-117mのヨウ化物錯体を抽出して、Sn-117mのヨウ化物錯体を含む有機溶媒層をもたらす工程を含む。
Sn-117mは、担体を使用しなくても、そのヨウ化物錯体を介して、大量のカドミウム母材から適正な有機溶媒で選択的に抽出することができる。そのようにして、Sn-117mをカドミウム及び場合によって他の金属不純物から精製する一般的方法を開発した。そのように、本発明はSn-117m組成物を製造するために利用される核反応に厳密に制限されない一方で、米国特許第8,257,681号及び第8,632,748号に開示される、高比放射能のSn-117mを製造する116Cd(α,3n)117mSn反応は、高比放射能のNCA Sn-117mを含有する照射済みカドミウムターゲットを調製するための有用な方法である。
Sn-117mを含有する照射済みカドミウムターゲットは、その基材から、適正なエッチング剤、例えば、塩酸、硝酸、王水、又は他の強酸性の酸化性溶液を使用して取り出される。エッチング剤の混合物を加熱して、エッチングプロセスの速度を上げてもよい。得られた、Sn-117mを含むカドミウムターゲットの粗エッチング剤溶液は、更なる加工の前に蒸発によって濃縮されてもよい。更に、濃縮された溶液は、硝酸又は硫酸等の所望の酸性媒体で希釈又は溶解されてもよい。
濃縮/希釈するしないにかかわらず、粗エッチング剤溶液は、適切な有機溶媒で抽出される前にヨウ化物の供給源で処理される。何らかの特定の理論に拘束されるものではないが、酸性溶液中に溶解したSn-117mは、ヨウ化物と錯体を形成する。化学的観点から見ると、Sn+2及びSn+4は、SnI2及びSnI4を容易に形成する。代表的なヨウ化物の供給源として、これらに限定されないが、ヨウ化水素(HI)又はヨウ化物塩が挙げられる。代表的なヨウ化物塩として、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩が挙げられる。例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、又はヨウ化マグネシウムを使用して、Sn-117mのヨウ化物錯体を形成してもよい。酸性溶液は、HIを使用することによって形成されてもよい。追加的に又は代替的に、粗エッチング剤は、硫酸とヨウ化物塩との組み合わせで処理されてもよい。例えば、H2SO4をNaIと使用してエッチング剤溶液を処理して、Sn-117mのヨウ化物錯体を形成してもよい。処理された溶液を、ある期間インキュベートして、ヨウ化物錯体を形成させてもよい。
適切な有機溶媒として、芳香族環の溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、若しくはハロゲン化アルカンの溶媒、例えば、ジクロロメタン(dichlormethane)、クロロホルム、又はそれらの組み合わせが挙げられる。Sn-117m-ヨウ化物錯体は、酸性のヨウ化物で処理された溶液を一回分の有機溶媒で分配することによって抽出されてもよい。例えば、同量のトルエンを酸性のヨウ化物で処理された溶液に混合して、有機相と水性相とに分離させてもよい。Sn-117mのヨウ化物錯体を含有する有機相を、次に水性相から分離することができる。有機溶媒の抽出は、所望であれば、複数回繰り返してもよい。
有機溶媒層を合わせ、有機溶媒を蒸発(例えば、ロータリーエバポレーター上での蒸留)によって除去し、更なる使用の前に4M HCl等の所望の媒体に再溶解させてもよい。Sn-117mを製造し、単離するために使用する方法については、以降で更に詳細に記述する。
代替的に、有機溶媒層は、4M HCl等の適正なHCl溶液で逆抽出されてもよい。この実施形態では、Sn-117mは、トルエン層から4M HCl溶液中に逆抽出される。逆抽出プロセスは、所望であれば、複数回繰り返してもよい。
逆抽出層は、合わせ、蒸留して残留する有機溶媒を除去し、次に更なる使用の前に適正な媒体に溶かし戻してもよい。
Sn-117mを製造し、単離するために使用する方法については、以降で更に詳細に記述する。
一般的なターゲットの調製 - Cd-116を電気めっきした銅のターゲットは、以下の代表的なプロセスによって調製されてもよい。すなわち、高富化116CdのCd-116溶液は、高富化Cd-116を硫酸溶液に溶解させることによって調製されてもよい。酸性Cd-116溶液は、清浄な銅ターゲットに接触するようにめっきセルに入れられてもよい。電源は、負端子がターゲットに取り付けられ、正端子が溶液の電極に取り付けられるように、ターゲットの溶液及び溶液の電極に接続されてもよい。銅のターゲットは、約60mAから約100mAの範囲に設定された電流を用いて、所望量の電気めっきされたCd-116をもたらすのに十分な期間、Cd-116で電気めっきされてもよい。このプロセスを周期的に停止して、ターゲット上にめっきされたCd-116の質量を測定してもよい。
一般的なNCA 117mSnの製造 - 照射は、サイクロトロンから約30MeVから約60MeVのα粒子で行われてもよい(例えば、ワシントン大学メディカルセンター(シアトル、WA)のMC50サイクロトロン)。衝撃後、照射済みターゲットを放置して短寿命の生成物を崩壊させて消去し、次に照射済みカドミウムターゲットをエッチング工程に供して、銅基材からカドミウムターゲット層を取り出すことができる。
液液抽出による分離 - 照射後、照射済みカドミウムターゲット層は、加熱した塩酸(例えば、60℃)又は室温の硝酸溶液等のエッチング剤溶液に溶解させることによって、銅基材から取り出すことができる。照射済みカドミウムターゲット層のエッチング剤溶液は、次に引き続きヨウ化物の供給源で処理され、次に適切な有機溶媒で1回又は複数回抽出される。エッチング剤溶液は、ヨウ化物で処理する前に濃縮されてもよい。例えば、エッチング剤溶液は、濃縮してほぼ乾燥させ、所望の酸性溶液に溶かし戻してもよい。有機溶媒層は、水性層から分離され、合わされ、追加的な水性溶液で逆抽出されてもよい。この手順によって、50mCi超の放射能、10,000Ci/g超の比放射能及び1ppm未満の金属不純物を有するSn-117mが製造される。更に、これによって、CdからSn-117mが1未満のCd:Sn比で製造される。
本発明は、以下の詳細な実施例に照らせば、更によく理解されるであろう。
事前にカラムで精製した試料: 上昇したレベルの残留Cd、Cu、及び他の金属を含有する、事前にイオン交換カラムで精製された材料(SnCl4)の試料を、この混合物を3M H2SO4に溶かすこと;20% Nalと共に撹拌すること;トルエンで抽出すること;及び6M HClで逆抽出することによって精製した。トルエン層を解析すると、Cu及びCdは検出可能レベルを下回った。
照射済みターゲットの試料: 照射済みターゲットを2M HNO3で2回エッチングさせ、1回水洗した。合わせた溶液を12mLに濃縮し、3mLのエッチング剤溶液に分割し、次に以下のような更なる加工に供した。
試料A(63-1): 約3mLのエッチング剤溶液(19.76mCiのSn-117m)を3mLの濃縮(57wt%)HIと合わせ、次に8分間インキュベートした。CdI2の可能性がある沈殿物が幾らか観察された。インキュベートした溶液を一回分3mLのトルエンで2回抽出した。最初のトルエン抽出物は21.4mCiのSn-117mを含有しており、2回目のトルエン抽出物は1.8mCiのSn-117mを含有していた。合わせたトルエン層を、一回分3mLの4M HClで2回逆抽出した。最初のHCl逆抽出物は14.47mCiのSn-117mを含有しており、2回目のHCl逆抽出物は4.41mCiのSn-117mを含有していた。逆抽出物を合わせ、蒸留し、1mLの4M HClに溶かし戻し、次に解析すると、11.98mCiのSn-117m、87ppmのCd、6.5ppmのCuが得られ、Feは検出されなかった。
試料B(63-2): 約3mLのエッチング溶液(20.11mCiのSn-117m)を3mLの濃縮(57wt%)HIと合わせ、次に10分間インキュベートした。インキュベートした溶液を、一回分10mLのトルエンで2回抽出した。最初のトルエン抽出物は18.13mCiのSn-117mを含有しており、2回目のトルエン抽出物は0.94mCiのSn-117mを含有していた。合わせたトルエン層を、一回分10mLの4M HClで2回逆抽出した。最初のHCl逆抽出物は10.66mCiのSn-117mを含有しており、2回目のHCl逆抽出物は3.33mCiのSn-117mを含有していた。逆抽出物を合わせ、蒸留し、1mLの4M HClに溶かし戻し、次に解析すると、15.8mCiのSn-117m、270ppmのCd、14ppmのCu、及び微量のFeが得られた。
試料C(63-3): 約3mLのエッチング溶液(17.3mCiのSn-117m)を3mLのNaIと合わせ、次に10分間インキュベートした。インキュベートした溶液を一回分3mLのトルエンで2回抽出すると、約30uCiのSn-117mが取り出され、乳濁液の形成が有意であったが、中断するほど困難ではなかった。2mLの3M H2SO4をエッチング溶液に添加し、次に5分間インキュベートした。このインキュベートした溶液を一回分3mLのトルエンで1回抽出したが、約1uCiのSn-117mしか取り出せなかった。それ自体に、5mLの濃縮(57wt%)HIを添加し、この溶液を再び約10分間インキュベートした。このインキュベートした溶液の抽出を、一回分5mLのトルエンで2回行った。これらのトルエン抽出物のうち最初のものは14.47mCiのSn-117mを含有しており、これらのトルエン抽出物のうち2回目のものは3.71mCiのSn-117mを含有していた。これらのトルエン抽出物を合わせ、一回分3mLの4M HClで3回逆抽出した。この場合、最初の逆抽出物は5.01mCiを含有し、2回目の逆抽出物は5.54mCiを含有し、3回目の逆抽出物は2.14mCiを含有していた。逆抽出物を合わせ、蒸留し、1.2mLの4M HClに溶かし戻し、次に解析すると、11.12mCiのSn-117m、14ppmのCd、7.5ppmのCuが得られ、検出可能なFeはなかった。
(66-1及び66-2)。照射済みCd-116ターゲットを10mLの2N HNO3で2回エッチングさせ、次に10mLの脱イオン水ですすいだ。エッチング液及びすすぎ液を合わせ、体積を20mLに低減させた(ロータリーエバポレーター)。誘導結合プラズマ(ICP)解析によってCd及びCuについて解析するために溶液の一定の小分量を希釈した。この溶液を概ね等しい2つの部分に分けた。その結果を下の表1に示す。
Figure 2017525978
試料をそれぞれ50-mLのプラスチック製遠心管(Falcon)に入れた。10mLのTraceMetal 57%HIを添加し、得られた溶液を室温でインキュベートした(66-1:15分間;66-2:35分間)。次に、10mLのHPLC等級のトルエンを各管に添加した。これらの管に蓋をして1分間激しく振盪した。相を分離させ、トルエン相をピペットによって取り出し、別のFalcon管に収集した。Cd/HNO3/HI溶液を次に2回目の10mLのトルエン抽出に供した。各エッチング液からのトルエン画分を合わせた。
20mLのトルエン溶液を含有する各(新しい)Falcon管に、15mLの4N HClを添加した。管に蓋をして、1分間激しく振盪した。相を分離させた後、(下方の)HCl相をピペットによって別のFalcon管に移した。HClでの逆抽出を繰り返し、各エッチング溶液のHCl相を合わせた。SnCl4の揮発性に起因する喪失を避けるために、HCl相をおよそ200mLの2N HNO3で希釈し、この溶液を回転蒸発によってほぼ乾燥するまで低減させた。得られたSn-117m放射性化学物質をおよそ1mLの4N HClに溶かした。放射性化学物質溶液についての最終解析を表2に示し(Sn-117mの放射能は初期エッチング液解析の時点に減衰補正した)、収率、比放射能(Sn 1mg当たりのSn-117mの放射能mCi)、並びにCd及びCuについてのSn-117mに対する低減比を表3に示す。
Figure 2017525978
Figure 2017525978
(67-1)照射済みターゲットは、上述のようにエッチングさせたが、この場合、エッチング液全体を単一の10mLの溶液に体積を低減させた。10mLの57%HIを添加し、Cd/HI/HNO3溶液をICPによって解析した。その結果は表4にある。
Figure 2017525978
混合物を室温で60分間インキュベートし、次にトルエンで抽出し、次に上のように4N HClで逆抽出した。合わせたHCl画分を2N HNO3で希釈し、ロータリーエバポレーションによって蒸留した。その放射性化学物質を1.3mLの4N HClに溶かした。解析結果を表5に示し、収率、比放射能、及び低減比を表6に示す。
Figure 2017525978
Figure 2017525978
これらの実施例によって、本発明が、極めて低レベルの不純物を有する、高比放射能の担体無添加Sn-117mを提供することが実証される。
本発明を、その1つ又は複数の実施形態を記述することによって説明し、また実施形態をかなり詳細に記述してきたが、それらは、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制約するものでも何ら限定するものでもない。追加的な利点及び変更が、当業者であれば容易に分かるであろう。したがって、本発明は、その広義な態様において、示される及び記述される特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示に限定されない。したがって、かかる詳細からの逸脱が、出願人の一般的発明概念の範囲又は趣旨から逸脱することなく為されてもよい。

Claims (14)

  1. 酸性の水性カドミウム溶液から有機溶媒でSn-117mのヨウ化物錯体を抽出して、カドミウム含有量が実質的に低減した、Sn-117mのヨウ化物錯体を含む有機溶媒層と、酸性のカドミウム水性層とをもたらす工程を含み、前記カドミウム溶液が、溶解した照射済みカドミウムターゲット、酸、及びヨウ化物の供給源を含む、高比放射能のSn-117m組成物を精製する方法。
  2. 前記有機溶媒が、芳香族環の溶媒及びハロゲン化アルカンの溶媒並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記有機溶媒がトルエンを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記ヨウ化物の供給源が、ヨウ化水素、ヨウ化物塩及びそれらの混合物から選択される、請求項1に記載の方法。
  5. 前記ヨウ化物塩が、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  6. ある量の高比放射能Sn-117mを含む照射済みカドミウムターゲットを溶解させて前記カドミウム溶液を形成する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
  7. Sn-117mのヨウ化物錯体を含む前記有機溶媒層を酸性のカドミウム水性層から分離して、Sn-117mに富む有機溶液をもたらす工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
  8. 前記有機溶媒層を塩酸溶液で洗浄することによってSn-117mを酸性溶液中に逆抽出して、カドミウム含有量が実質的に低減した、Sn-117mに富む水性溶液をもたらす工程を更に含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記塩酸溶液が少なくとも4MのHClである、請求項8に記載の方法。
  10. Sn-117mに富む前記水性溶液中のカドミウム含有量が、溶解した照射済みカドミウムターゲットを含む酸性の水性カドミウム溶液に対して100倍超低減している、請求項8に記載の方法。
  11. Sn-117mに富む前記水性溶液中のカドミウム含有量が、溶解した照射済みカドミウムターゲットを含む酸性の水性カドミウム溶液に対して1000倍超低減している、請求項8に記載の方法。
  12. Sn-117mに富む前記水性溶液が、CdのSnに対する1未満の質量比を有する、請求項8に記載の方法。
  13. Sn-117mの前記ヨウ化物錯体が四ヨウ化スズである、請求項1に記載の方法。
  14. 50mCi超の放射能、10,000Ci/g超の比放射能(specific action)、及び1ppm/mCi未満の金属不純物を有する、Sn-117m同位体。
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