JP4496133B2 - Ｒｉ化合物合成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＲＩ化合物合成装置に関する。

例えば病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）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、作業者により充填口に充填される原料試薬及び洗浄試薬等の各種試薬とを、弁等で制御し配管を通して反応器に導入しＲＩ化合物を得るものが知られている。

このようなＲＩ化合物合成装置は、ＲＩ／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を遮蔽することができる放射線遮蔽物で構成されたホットセルと呼ばれる遮蔽箱内に収容され、さらに箱内をクリーンに維持するため、給排気手段を備えている（例えば、特許文献１参照）。この箱に設けられた扉を開閉することで、作業者が試薬の充填を行うことが可能な構造とされている。
特開２００３−２１６９６号公報

しかしながら、このような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、必要量を得るためには限られた時間内に繰り返し作業者が箱の扉を開閉し試薬を充填する必要があるので、この扉の開閉の際に、ＲＩ化合物合成装置に残留したＲＩ／ＲＩ化合物からの放射線が漏れるといった虞がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＲＩ化合物合成装置に試薬を充填するため箱に設けられた扉を開閉する際に、この箱内からの放射線の漏れを防止すると共に、ＲＩ化合物の汚染を防止することが可能であり、これらにより、ＲＩ化合物合成装置としての品質が十分に確保されるＲＩ化合物合成装置を提供することを目的とする。

本発明によるＲＩ化合物合成装置は、ＲＩ、複数の試薬を反応器に導入し、ＲＩ化合物を得るＲＩ化合物合成装置であって、ＲＩ又はＲＩ化合物が通る少なくとも反応器を含む部品及びこれらの部品の近傍に配置すべき部品を含む第１の集合と、試薬が充填される充填口を含み、ＲＩ及びＲＩ化合物が通らない部品のみを含む第２の集合と、を備え、第１の集合は、放射線遮蔽物により密閉可能な構造とされた第１の箱に収容され、第２の集合は、開閉可能な扉を備える第２の箱に収容され、当該ＲＩ化合物合成装置は、前記第１の箱内にクリーンガスを給気し、この箱内のガスを排気する給排気手段と、第２の箱内にクリーンガスを給気する給気手段とを備えていることを特徴としている。

このように構成されたＲＩ化合物合成装置によれば、ＲＩ又はＲＩ化合物の通る第１の集合とＲＩ及びＲＩ化合物の通らない第２の集合とに分けられ、この第１の集合を収容する第１の箱は放射線遮蔽物により密閉構造とされ、作業者が試薬を充填する際には、ＲＩ及びＲＩ化合物が通らない部品である充填口が収容されている第２の箱の扉が開閉され、この扉の開閉の際に、第１の箱は放射線遮蔽物により密閉された状態が維持される。また、第１の箱は、放射線遮蔽物により密閉構造とされると共に、給排気手段によりクリーンガスが給気されこの第１の箱内のガスが排気されるため、当該第１の箱内はクリーン環境に維持され異物の混入が防止される。また、第２の箱は給気手段によりクリーンガスが給気されるため、第２の箱内がクリーン環境に維持され、充填口を通して装置内の例えば反応器、配管、弁等への異物の混入が防止される。

ここで、第２の箱内のガスを排気する排気手段を備えていると、一層効率的に第２の箱内がクリーン環境に維持され異物の混入が防止される。

このように本発明によるＲＩ化合物合成装置によれば、第２の箱に設けられた扉の開閉の際に、第１の箱は放射線遮蔽物により密閉された状態が維持されるため、第１の箱内からの放射線の漏れが防止される。また、第１の箱内及び第２の箱内がクリーン環境に維持され異物の混入が防止されるため、ＲＩ化合物の汚染が防止される。これらにより、ＲＩ化合物合成装置としての品質が十分に確保される。

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１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置を示す概略構成図、図２は、ＦＤＧ合成装置の配管系統図、図３は、図２に示すロータリバルブの一部断面側面図、図４は、図３のIV−IV矢視図である。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に示すように、本実施形態のＲＩ化合物合成装置は、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ＦＤＧ合成装置１である。

このＦＤＧ合成装置１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（第１の箱）４と、開閉可能な第２扉７を備えるサイドボックス（第２の箱）５と、を備え、これらのホットセル４及びサイドボックス５に収容される部品は、ＲＩ又は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１６（図２参照）を主体とした部品を含む第１の集合２と、ＲＩ及びＲＩ化合物が通らない部品のみ、すなわち、試薬槽１３ａ〜１３ｆ（図２参照）を主体とした部品を含む第２の集合３とに分けられ、第１の集合２はホットセル４内に収容され、第２の集合３はサイドボックス５内に収容されている。

ホットセル４は略矩形状の箱型を成し側面には開閉可能な第１扉６を備え、これらのホットセル４及び第１扉６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、且つ、ホットセル４の小型化、軽量化を図るべく、第１の集合２とこの第１の集合２を囲むホットセル４との間の隙間は可能な限り小さくされている。その結果、例えば放射性遮蔽物である鉛等の材料コスト、ホットセル４の運搬／据付コスト等が削減されている。また、ホットセル４と第１扉６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４の周面には、密閉状態を維持するようにして、ホットセル４内の部品とホットセル４外とを接続する配管が通されている。

ホットセル４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ブロワ８が設けられている。このブロワ８には第１給気管９が接続され、ブロワ８により第１給気管９を通り導入された空気は、ＨＥＰＡフィルタにより異物が除去されてホットセル４内に給気され、このホットセル４内のガスは、当該ホットセル４に接続された第１排気管１０を通り系外に排気される。これらのブロワ８、第１給気管９及び第１排気管１０により、ホットセル４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、一時的に第１扉６を開閉してもホットセル４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、第１排気管１０から第１給気管９へのリターンは発生しない。

サイドボックス５は略矩形状の箱型を成しホットセル４の側面に配置され、このサイドボックス５の周面には開閉可能な第２扉７が設けられている。また、サイドボックス５には、空気清浄機能を有するＨＥＰＡフィルタを備えたブロワ１１が設けられている。このブロワ１１には第２給気管１２が接続され、ブロワ１１により第２給気管１２を通り導入された空気は、ＨＥＰＡフィルタにより異物が除去されてサイドボックス５内に給気される。これらのブロワ１１及び第２給気管１２により、サイドボックス５の給気手段が構成されている。

ホットセル４に収容され、ＲＩ又は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を含む第１の集合２は、具体的には、図２に示すように、ＦＤＧを合成する反応器１６、系外から導入された^１８Ｆ⁻（ＲＩ）を反応器１６へ供給する^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ１、^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ１に設置された三方弁Ｖ１、無機物系の各種試薬を反応器１６へ供給する共通配管Ｌ４に設置された電磁弁Ｖ６、共通配管Ｌ４の電磁弁Ｖ６より反応器１６側の部分、有機物系の各種試薬を反応器１６へ供給する共通配管Ｌ５に設置された電磁弁Ｖ７、共通配管Ｌ５の電磁弁Ｖ７より反応器１６側の部分、反応器１６で合成されたＦＤＧを精製する精製カラム２７、この精製カラム２７で精製されたＦＤＧを回収する製品回収容器２９、これらの反応器１６、精製カラム２７、製品回収容器２９を接続する製品回収配管Ｌ２、この製品回収配管Ｌ２に設置された電磁弁Ｖ２、反応器１６内の蒸気を系外へ排出する排気配管Ｌ３、この排気配管Ｌ３に設置された電磁弁Ｖ３、反応器１６の近傍に配置すべき部品である加温器２８、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）等の補助部品を含む。

サイドボックス５に収容され、ＲＩ及びＲＩ化合物が通らない部品のみを含む第２の集合３は、具体的には、無機物系の各種試薬が充填される試薬槽１３ａ〜１３ｃ、有機物系の各種試薬が充填される試薬槽１３ｄ，１３ｅ、上記三方弁Ｖ１に合流する試薬が充填される試薬槽１３ｆ、これらの試薬槽１３ａ〜１３ｆに各々設けられた充填口１７、多配管を集合して一配管を選択して切り換えるロータリバルブＶ４，Ｖ５、試薬槽１３ａ〜１３ｃとロータリバルブＶ４とを各々接続する試薬供給配管Ｌ６〜Ｌ８、試薬槽１３ｄ，１３ｅとロータリバルブＶ５とを各々接続する試薬供給配管Ｌ９，Ｌ１０、試薬槽１３ｆと三方弁Ｖ１とを接続する試薬供給配管Ｌ１１、共通配管Ｌ４の電磁弁Ｖ６よりロータリバルブＶ４側の部分、共通配管Ｌ５の電磁弁Ｖ７よりロータリバルブＶ５側の部分、系外から導入されたＨｅをロータリバルブＶ４，Ｖ５へ供給するＨｅ供給配管Ｌ１２、電気回路及びこれらの部品等を固定する取付具等の補助部品を含む。

上記無機物系の試薬が充填される試薬槽１３ａ〜１３ｃのうち、試薬槽１３ａ，１３ｂには洗浄試薬である水が、試薬槽１３ｃ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、各々充填され、上記有機物系の試薬が充填される試薬槽１３ｄ，１３ｅのうち、試薬槽１３ｄにはＦＤＧ原料であるトリフレート溶液が、試薬槽１３ｅにはアセトニトリル溶液が、各々充填され、三方弁Ｖ１に接続される試薬槽１３ｆには相間移動触媒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が充填される。

ロータリバルブＶ４，Ｖ５は、各配管Ｌ６〜Ｌ１０，Ｌ１２に接続される各入口、共通配管Ｌ４，Ｌ５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。ロータリバルブＶ４は四入口、ロータリバルブＶ５は三入口であるが、構成は略同じのため、ここではロータリバルブＶ５を代表として図３及び図４を用い説明する。ロータリバルブＶ５は、略円筒状の弁箱３０の周面に複数の入口３１ａ〜３１ｃ備えると共に、一端面に出口３１ｏを備え、動力源であるモータ３２を駆動することで、このモータ３２に連結され、弁箱３０内に収容されるローターが回動し、一出口に連通する入口が選択的に切り換えられる。このローターによる入口の切り換えは、各入口に対応して弁箱３０の外方に設けられているリミットスイッチ３５を、ローターと共に回動するキッカー３４が遮蔽することで検出される。

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。

系外から第１の集合２へ供給された^１８Ｆ⁻は、試薬槽１３ｆに充填され相間移動触媒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Ｖ１、^１８Ｆ⁻供給配管Ｌ１を介して反応器１６へ導入され、加温器２８により反応器１６が加温される。そして、系外から供給されたＨｅがＨｅ供給配管Ｌ１２、ロータリバルブＶ４，Ｖ５、共通配管Ｌ４，Ｌ５、電磁弁Ｖ６，Ｖ７を通り反応器１６へ導入され、反応器１６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Ｌ３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、試薬槽１３ｅのアセトニトリル溶液が試薬供給配管Ｌ１０、ロータリバルブＶ５、共通配管Ｌ５、電磁弁Ｖ７を通り反応器１６へ供給され、再び、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内の水分が蒸発する。

次いで、試薬槽１３ｄのＦＤＧ原料であるトリフレート溶液が試薬供給配管Ｌ９、ロータリバルブＶ５、共通配管Ｌ５、電磁弁Ｖ７を通り反応器１６へ供給され、弁Ｖ１〜Ｖ３，Ｖ６及びＶ７が閉じられて反応器１６内は密閉状態とされ、さらに、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６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Ｌ１２を通って反応器１６へ導入され、再び、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内のアセトニトリルが蒸発する。

この状態で、試薬槽１３ｃの塩酸が試薬供給配管Ｌ８、ロータリバルブＶ４、共通配管Ｌ４、電磁弁Ｖ６を通り反応器１６へ導入され、弁Ｖ１〜Ｖ３，Ｖ６及びＶ７が閉じられて反応器１６内は密閉状態とされ、さらに、加温器２８により反応器１６が加温されてこの反応器１６内のＦＤＧ前駆体が加水分解される。

次いで、ＨｅがＨｅ供給配管Ｌ１２を通って反応器１６へ導入され、反応器１６に生成されている粗精製のＦＤＧが製品回収配管Ｌ２を通ってフィルタを備える精製カラム２７へ移送され、この精製カラム２７で精製されたＦＤＧが製品として製品回収容器２９に回収される。

次いで、試薬槽１３ａ又は試薬槽１３ｂの水が試薬供給配管Ｌ６，Ｌ７、ロータリバルブＶ４、共通配管Ｌ４、電磁弁Ｖ６を通り反応器１６へ導入され、反応器１６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１６に導入され、この反応器１６に残留するＦＤＧは水と共に、製品回収配管Ｌ２を通り製品回収容器２９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、必要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サイドボックス５の第２扉７を開閉し各試薬を充填口１７から充填する。

この時、ＦＤＧ合成装置１は、ＲＩ又はＲＩ化合物の通る第１の集合２とＲＩ及びＲＩ化合物の通らない第２の集合３とに分けられると共に、この第１の集合２を収容するホットセル４は放射線遮蔽物により密閉構造とされているため、サイドボックス５の第２扉７の開閉の際には、ホットセル４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４外への放射線漏れが防止される。また、ホットセル４は、放射線遮蔽物により密閉構造とされると共に、このホットセル４には、ＨＥＰＡフィルタを備えるブロワ８により例えば埃等の異物が除去されたクリーンな空気が給気されこのホットセル４内のガスが排気されるため、当該ホットセル４内はクリーン環境に維持され異物の混入が防止されている。その結果、^１８Ｆ−ＦＤＧの汚染が防止される。また、サイドボックス５には、ＨＥＰＡフィルタを備えるブロワ１１によりクリーンな空気が給気され、このサイドボックス５内のガスが自然漏出するため、サイドボックス５内がクリーン環境に維持され、試薬槽１３ａ〜１３ｆの充填口１７を通して装置内の例えば反応器１６、各配管、各弁等への異物の混入が防止されている。その結果、^１８Ｆ−ＦＤＧの汚染が防止される。これらにより、ＦＤＧ合成装置としての品質が十分に確保されている。

なお、一般的には、第１扉６を開閉する回数より第２扉７を開閉する回数の方が多く、一方、従来のように、１つのホットセル内に各部品を一緒に収容する構造とした場合には、ホットセルに設けられた扉を毎回開閉しなければならない。従って、本実施形態の方が、ホットセル内の放射線が漏れる虞が格段に減らされている。

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。例えば、サイドボックス５内のガスを積極的に排気する例えば排気管等の排気手段を設置しても良い。このような構成とすると、一層効率的にサイドボックス５内がクリーン環境に維持され異物の混入が防止される。

また、上記実施形態では、ＲＩ、ＲＩ化合物、各試薬の移送経路として配管を採用しているが、例えば連続した凹部を有する板状部材を張り合わせて移送経路を形成しても良い。

また、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、上記実施形態では、ホットセル４及びサイドボックス５は、各々１個ずつとされているが、ホットセル４及びサイドボックス５は、２つ以上に分かれた構成であっても良い。

また、上記実施形態では、ホットセル４及びサイドボックス５に給気されるガスを、クリーンな空気としているが、これと同等のクリーンな例えば窒素、Ｈｅガス等の気体で代用しても良く、要は、ホットセル４及びサイドボックス５内に給気されるガス中の異物が除去されていれば良い。

また、上記実施形態では、ホットセル４に設置される給気管９及び排気管１０、サイドボックス５に設置される給気管５は、各々１本とされているが、２本以上設置しても良い。

また、サイドボックス５に設置された第２扉７は、シャッターのように開閉するものであっても良く、さらに、扉の開閉は手動でも電動でも良い。

本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係るＦＤＧ合成装置の配管系統図である。 図２に示すロータリバルブの一部断面側面図である。 図３のIV−IV矢視図である。

符号の説明

１…ＦＤＧ合成装置（ＲＩ化合物合成装置）、２…第１の集合、３…第２の集合、４…ホットセル（第１の箱）、５…サイドボックス（第２の箱）、７…第２扉、８…ブロワ（給排気手段）、９…第１給気管（給排気手段）、１０…第１排気管（給排気手段）、１１…ブロワ（給気手段）、１２…第２給気管（給気手段）、１６…反応器、１７…充填口。

Claims (2)

1. 放射性同位元素、複数の試薬を反応器に導入し、放射性同位元素標識化合物を得るＲＩ化合物合成装置であって、
   放射性同位元素又は放射性同位元素標識化合物が通る少なくとも前記反応器を含む部品及びこれらの部品の近傍に配置すべき部品を含む第１の集合と、
   前記試薬が充填される充填口を含み、放射性同位元素及び放射性同位元素標識化合物が通らない部品のみを含む第２の集合と、を備え、
   前記第１の集合は、放射線遮蔽物により密閉可能な構造とされた第１の箱に収容され、
   前記第２の集合は、開閉可能な扉を備える第２の箱に収容され、
   当該ＲＩ化合物合成装置は、前記第１の箱内にクリーンガスを給気し、この箱内のガスを排気する給排気手段と、
   前記第２の箱内にクリーンガスを給気する給気手段と、を備えていることを特徴とするＲＩ化合物合成装置。
2. 前記第２の箱内のガスを排気する排気手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のＲＩ化合物合成装置。

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