JP4730760B2 - Ri標識化合物合成システム - Google Patents

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Description

本発明は、RI標識化合物合成システムに関する。
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)を製造するRI化合物合成装置は、RI原料合成部で放射性同位元素(RI)を所定の原料と反応させて標識前駆体を合成し、RI化合物製造部でこの標識前駆体を用いてRI化合物を製造する。このようなRI化合物合成装置では、一つのRI原料合成部に対して、一つのRI化合物製造部が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−21696号公報
ところで、上記装置にあっては、例えばPET検査等の需要に応えるべく、RI化合物を連続的に製造することが求められている。
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化合物の連続製造が可能なRI標識化合物合成システムを提供することを目的とする。
本発明によるRI標識化合物合成システムは、放射性同位元素を用いて、標識前駆体を合成するRI原料合成部と、標識前駆体、試薬が導入され、放射性同位元素標識化合物を製造するRI化合物製造部と、を備えるRI標識化合物合成システムであって、RI原料合成部に対応して、複数のRI化合物製造部が設けられ、標識前駆体が導入されるRI化合物製造部を選択的に切り換える切換手段を備え、RI原料合成部は、放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な構造とされた第1の箱に収容され、RI化合物製造部は、開閉可能な扉を有し放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な構造とされた第2の箱に収容されていることを特徴としている。
このように構成されたRI標識化合物合成システムによれば、一つのRI原料合成部に対応してRI化合物製造部が複数設けられ、標識前駆体が導入されるRI化合物製造部を切り換えることで、他のRI化合物製造部を次々に利用することが可能とされると共に一のRI化合物製造部の交換あるいは放射能を減衰させている際に、他のRI化合物製造部を利用することが可能とされる。また、RI原料合成部は、放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な構造とされた第1の箱に収容され、RI化合物製造部は、開閉可能な扉を有し放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な構造とされた第2の箱に収容されるため、RI標識化合物合成システムからの放射能の漏れを防止することができる。
ここで、第1の箱と第2の箱とを一体として備えるホットセルを具備する構成であると、RI標識化合物合成システムの小型化が可能とされる。
また、第2の箱は、放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な複数の室に分割され、各室に対応して扉が設けられている構成であると、一の室内のRI化合物製造部の交換あるいは放射能を減衰させている際に、別の室内のRI化合物製造部を利用することが可能とされる。
また、放射性同位元素標識化合物の品質を検定する品質検定部を備える構成としても良い。
このように本発明によるRI標識化合物合成システムによれば、標識前駆体が導入されるRI化合物製造部を切り換えることで、他のRI化合物製造部を次々に利用することが可能とされると共に一のRI化合物製造部の交換あるいは放射能を減衰させている際に、他のRI化合物製造部を利用することが可能とされるため、RI化合物製造部の衛生状態を保ち、被曝の低減をしつつRI化合物の連続製造が可能なRI標識化合物合成システムを提供することができる。
以下、本発明によるRI標識化合物合成システムの好適な実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。図1及び図2は、本発明の実施形態に係るメチオニン合成システムを示す概略構成図、図3は、図1中のヨウ化メチル合成装置を示す概略構成図、図4及び図5は、図3中の六方弁の状態を変えた場合のヨウ化メチル合成装置を示す概略構成図である。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。
本実施形態のRI標識化合物合成システムは、例えば、病院等のPET検査等に使用される放射性同位元素標識化合物である放射性薬剤(放射性医薬品を含む)としてのメチオニンを製造するメチオニン合成システムである。
図1及び図2に示すように、このメチオニン合成システム1は、略矩形状の箱型を成すホットセル2を具備し、このホットセル2は、例えば鉛、タングステン、鉄等の放射線を遮蔽することができる放射線遮蔽材を用いて放射線を遮蔽可能な適切な厚さとされ、放射線の漏出を防止する密閉構造とされている。
このホットセル2は内部に、放射性遮蔽材により区切られて密閉構造とされた複数の部屋(室)を備えている。具体的には、標識前駆体である11CHIを合成するヨウ化メチル合成装置(RI原料合成部)3をヨウ化メチル合成室(第1の箱内の室)4に収容し、ヨウ化メチル合成装置3で合成された11CHIの経路を切り換える経路切換装置(切換手段)5を経路切換室6に収容し、ヨウ化メチル合成装置3で合成された11CHIを用いてメチオニンを製造するRI化合物製造装置(RI化合物製造部)7をRI化合物製造室(第2の箱内の室)8に収容し、RI化合物製造装置7で製造されたメチオニンの品質を検定する放射性薬剤検定装置(品質検定部及び必要量を分注する分注部)9を品質検定室10に収容する。
以下、ヨウ化メチル合成装置3について詳説する。このヨウ化メチル製造装置3は、図3に示すように、概略、系外のサイクロトロン(不図示)から供給される11COを水素ガスにより還元して11CHに変換する11CH生成系12と、この11CHを一時吸着させる11CH吸着系13と、この11CHとヨウ素ガスとを反応させて11CHIを合成する11CHI合成系14と、を備えている。
11CH生成系12は、系内に11COを含む原料ガスを供給する原料ガス供給配管L1、系内に水素ガスを含むキャリアガスを供給する水素ガス供給配管L2、これらの配管L1,L2を集合して一配管を選択して切り換える三方弁V1、原料ガス中の11COを一時吸着させる11CO吸着カラム15、この11CO吸着カラム15に一時吸着されていた11CO11CHに変換させる11CH変換カラム16、この11CH変換カラム16で変換された11CHを精製する11CH精製カラム17、これらの三方弁V1、11CO吸着カラム15、11CH変換カラム16及び11CH精製カラム17をこの順に接続して後段の11CH吸着系13へ接続される配管L3を具備している。
11CO吸着カラム15は、内部に、11COを一時吸着させる例えばCabosphere(登録商標)等の吸着剤が充填され、外部に、この11CO吸着カラム15を加熱・冷却する加熱・冷却装置及び11CO吸着カラム15の放射能を測定するRIモニター26を備えている。11COを一時吸着させる吸着剤は、常温で11COを吸着し、加熱されて11COを脱離するものである。
11CH変換カラム16は、内部に、11COを水素ガスにより11CHに変換させる例えばShimalite Ni(登録商標)等の還元触媒が充填され、外部に、この11CH変換カラム16を加熱する加熱装置を備えている。
11CH精製カラム17は、内部に、未変換の11CO等を吸着させる例えばAscarite II(登録商標)、ソーダライム(Soda Lime)等の吸着剤が充填されている。
この11CH生成系12の後段の11CH吸着系13は、複数の接続口a〜fを有し2タイプの接続状態を選択可能であり11CH精製カラム17に接続された六方弁V2、この六方弁V2に接続され11CHを一時吸着させる11CH吸着カラム18、縁切り弁V6を備え系内にHeガスを供給するHe供給配管L6、縁切り弁V7を備え系内の排気ガスを系外に排出する排気配管L10、この排気配管L10に配管L9を介して接続される三方弁V3に接続され、系内の11CHを後段の11CHI合成系14に導出する配管L11を具備している。
六方弁V2は、6つの接続口a〜fを備え、接続口aは、配管L3を介して11CH精製カラム17の出口と、接続口bは、配管L4を介して11CH吸着カラム18の入口と、接続口cは、He供給配管L6と、接続口dは、配管L7を介して排気配管L10と、接続口eは、配管L5を介して11CH吸着カラム18の出口と、接続口fは、配管L8を介して三方弁V3と各々接続されている。
また、この六方弁V2は、第1状態又は第2状態の何れか一方の状態に選択可能であり、第1状態では、図4に示すように、接続口aと接続口fとが、接続口eと接続口dとが、接続口cと接続口bとが各々連通され、第2状態では、図5に示すように、接続口aと接続口bとが、接続口cと接続口dとが、接続口eと接続口fとが各々連通される。
11CH吸着カラム18は、内部に、11CHを一時吸着させる例えばCabosphere(登録商標)等の吸着剤が充填され、外部には、この11CH吸着カラム18を加熱・冷却する加熱・冷却装置及び11CH吸着カラム18の放射能を測定するRIモニター27が設けられている。
この11CH吸着系13の後段の11CHI合成系14は、配管L11に接続された三方弁V4、11CHにヨウ素ガスを混合させるヨウ素カラム20、このヨウ素カラム20で気化されたヨウ素ガスと11CHとを合成反応させる11CHI合成カラム21、11CHIを精製する11CHI精製カラム22、11CHIを一時吸着させる11CHI吸着カラム23、これらの三方弁V4、ヨウ素カラム20、11CHI合成カラム21、11CHI精製カラム22をこの順に接続する配管L12、この配管L12に接続された三方弁V5、三方弁V5,V4を接続する循環配管L13、この循環配管L13に設置された循環ポンプ29、三方弁V5に接続されると共に合成された11CHIを移送する11CHI配管L14を具備している。
ヨウ素カラム20は、内部に、固体のヨウ素が充填され、外部に、このヨウ素カラム20を加熱する加熱装置を備えている。
11CHI合成カラム21は、例えばガラス材等により構成され、外部に、この11CHI合成カラム21を加熱する加熱装置を備えている。
11CHI精製カラム22は、内部に、未反応の11CO及び不純物を吸着させる例えばAscarite II(登録商標)等の吸着剤が充填されている。
11CHI吸着カラム23は、内部に、11CHIを一時吸着させるPorapak N等の吸着剤が充填され、外部に、この11CHI吸着カラム23を加熱・冷却する加熱・冷却装置、11CHI吸着カラム23からの放射能を測定するRIモニター28を備えている。11CHIを一時吸着させる吸着剤は、常温で11CHIを吸着し、加熱されて11CHIを脱離するものである。
ここで、特に本実施形態にあっては、図1に示すように、ホットセル2は、2つのRI化合物製造室8を備え、このRI化合物製造室8は内部に、ヨウ化メチル合成装置3に接続される2つのRI化合物製造装置7を各々備えると共に、11CHIが導入されるRI化合物製造装置7の何れかを選択的に切り換えるべく、図2に示すように、経路切換室6の内部に経路切換装置5を備えている。
この経路切換装置5は、複数の出口を選択的に切り換える切換弁であり、その入口が上記11CHI配管L14に接続され、その複数の出口がRI化合物製造装置7に配管L20を介して各々接続される。
RI化合物製造装置7は、11CHIを導入してメチオニンを製造すべく、例えば試薬を充填する試薬槽、この試薬、11CHIを用いて放射性薬剤を製造する反応器等を備えている。なお、反応器を使用せずに、例えば経路を始めとした反応カラム等で試薬と11CHIとを反応させても良い。
このRI化合物製造装置7を収容するRI化合物製造室8には、このRI化合物製造室8内をクリーン環境に維持すべく、当該製造室8内にクリーンガスを給気し、この製造室8内のガスを排気する給排気装置が設けられると共に、当該製造室8内に収容されるRI化合物製造装置7の出し入れを可能とすべく、扉(不図示)が各々設けられている。
また、品質検定室10に収容される放射性薬剤検定装置9は、RI化合物製造装置7で製造された放射性薬剤を分注すると共に品質検定するもので、製品回収配管L21を通じて供給された放射性薬剤を回収する製品回収容器、放射性薬剤の性状及び色状、放射性薬剤への不純物の混入の有無等を確認するCCDカメラ31、放射性薬剤からの放射能を測定する放射能測定装置32、放射性薬剤が充填されるシリンジ等を備えている。
次に、このように構成されたメチオニン合成システム1の作用について図1〜図5を参照しながら説明する。ヨウ化メチル合成装置3は、原料ガス中の11COを濃縮させる11CO吸着工程と、この11COを用いて11CHを生成する11CH生成工程と、11CHを一時吸着させて未反応の水素ガス等を分離除去する11CH吸着工程と、この11CHとヨウ素とを合成反応させて11CHIを合成する11CHI合成工程と、をこの順で具備している。
11CO吸着工程では、原料ガスは、図4に示すように、原料ガス供給配管L1,三方弁V1を通り室温の11CO吸着カラム15に導入され、この11CO吸着カラム15に原料ガス中の11COが一時吸着される。この吸着処理により11COが分離された原料ガスは、配管L3、第1状態の六方弁V2、配管L8、三方弁V3、配管L9、排気配管L10、縁切り弁V7を通り、系外に排出される。
そして、RIモニター26により、11CO吸着カラム15での11CO吸着量が所定値に達したこと確認した後に、原料ガスの供給を止める。
次いで、三方弁V1を切り換えて水素ガス供給配管L2と配管L3と連通させ、図5に示すように、六方弁V2を切り換えて第2状態として配管L3、六方弁V2、配管L4、11CH吸着カラム8、配管L5、六方弁V2、配管L8、三方弁V3、配管L9,L10を連通させる。
11CH生成工程では、主成分を窒素ガスとして水素ガスを約10%含んだキャリアガスが水素ガス供給配管L2、三方弁V1、配管L3を通り11CO吸着カラム5に導入されると共に、この11CO吸着カラム15は加熱装置により加熱される。この加熱処理により11CO11CO吸着カラム15から脱離する。
この脱離した11COは、キャリアガスと共に加熱装置により加熱された11CH変換カラム16に導入され、還元触媒に接触しキャリアガス中の水素ガスにより11CHに変換される。
このようにして生成された11CHは、11CH精製カラム17に導入され、11CHに同伴する未反応の11CO等が11CH精製カラム17に充填された吸着剤に吸着される。この吸着処理により、11CHから未反応の11CO等が分離される。
11CH吸着工程では、11CHが配管L3、六方弁V2、配管L4を通り室温状態の11CH吸着カラム18に導入され、この11CH吸着カラム18に一時吸着される。11CHに同伴して11CH吸着カラム18に導入された未反応の水素ガス等は、そのまま通過して、配管L5、六方弁V2、配管L8、三方弁V3、配管L9、排気配管L10、縁切り弁V7を通り、系外に排出される。
この際のRIモニター26、27での放射能測定により、11CO吸着カラム15での11CO吸着量が減少し、11CH吸着カラム18での11CH吸着量が所定値に達したこと確認した後に、キャリアガスの供給を止める。
また、11CH吸着工程は、11CH吸着系13の系内をパージするパージ工程を備えている。まず、三方弁V3を閉、縁切り弁V6を開とし、図4に示すように、六方弁V2を切り換えて第1状態とする。
この状態でHe供給配管L6から供給されたHeガスは、縁切り弁V6、六方弁V2、配管L4、11CH吸着カラム8、配管L5、六方弁V2、配管L7、排気配管L10、縁切り弁V7を通り、これらの配管、弁及び11CH吸着カラム18に残存する水素ガス等を系外に排出する。そして所定量のHeガスを供給した後に、三方弁V3を切り換えて配管L9と配管L11を連通させ、縁切り弁V7を閉とする。このようにして、配管L7,L9,L11を連通させる。
次いで、11CH吸着カラム18は加熱装置により加熱される。この加熱処理により11CH11CH吸着カラム18から脱離する。
11CHI合成工程では、脱離した11CHがHeガスにより移送され、配管L5、六方弁V2、配管L7,L9、三方弁V3、配管L11、三方弁V4を通り11CHI合成系14に導入される。導入された11CHは、配管L12、ヨウ素カラム20、11CHI合成カラム21、11CHI精製カラム22、11CHI吸着カラム23、三方弁V5、循環配管L13、循環ポンプ29を通り、三方弁V4に戻りこれらの配管、弁、カラムを循環する。
このように11CH11CHI合成系14内を循環している状態で、ヨウ素カラム20は加熱装置により加熱される。この加熱処理により、ヨウ素が気化し、このヨウ素ガスと11CHとが混合される。
この混合された11CHとヨウ素ガスは、11CHI合成カラム21へ導入されると共に、加熱装置により加熱される。この加熱処理により、11CHとヨウ素ガスとが合成反応し11CHIを合成する。
このように合成された11CHIは、11CHI精製カラム22へ導入され、11CHIに同伴する未反応の11CO等が11CHI精製カラム22に充填された吸着剤に吸着される。この吸着処理により、11CHIから11CO等が分離される。
11COが分離された11CHIは、室温の11CHI吸着カラム23に導入され、この11CHI吸着カラム23に11CHIが一時吸着される。11CHIに同伴して11CHI精製カラム22に導入された未反応の11CHは、そのまま通過して、循環を継続し、再びヨウ素カラム20に導入され、上述したように、ヨウ素ガスとの混合、合成反応等が繰り返される。
そして、RIモニター28により、11CHI吸着カラム23での11CHI吸着量が所定値に達したこと確認した後に、循環ポンプ29を停止して循環を止め、三方弁V4,V5を切り換えて配管L11,L12,L14を連通させる。
次いで、11CHI吸着カラム23は加熱装置により加熱される。この加熱処理により11CHIが11CHI吸着カラム23から脱離する。この離脱した11CHIは、He供給配管L6から導入されたHeガスにより移送され、配管L12,L14を通り製品として系外で回収される。これにより、11CHIが得られる。この11CHIは、11CHI配管L14、経路切換装置5、配管L20を通りRI化合物製造装置7に供給される。
RI化合物製造装置7では、導入された11CHI、試薬槽に充填された所定の試薬は、電磁弁により流れが制御され、所定の孔経路を通り反応器に導入されて、合成反応し、この合成反応により生じた反応生成物は、放射性薬剤として回収される。これにより、標識前駆体である11CHIを用いて、放射性薬剤としてのメチオニンが製造される。この放射性薬剤は、配管L21を通り放射性薬剤検定装置9に供給される。
この放射性薬剤検定装置9では、前述の検定が施され、また、少量の放射性薬剤は、シリンジにより取り出され、系外の例えば分析装置等でその他の品質検定が行われる。これらの品質検定に合格したものが、放射性薬剤として人体に投与可能とされる。
ここで、RI化合物製造装置7での放射性薬剤の製造が終了すると、経路切換装置5で、選択的に経路が切り換えられ、同一RI化合物製造室8内の他のRI化合物製造装置7に11CHIが導入される。そして、このRI化合物製造装置7での放射性薬剤の製造が終了すると、経路切換装置5で経路が切り換えられ、他のRI化合物製造室8内のRI化合物製造装置7に11CHIが導入される。そしてまた、このRI化合物製造装置7での放射性薬剤の製造が終了すると、同一のRI化合物製造室8内の他のRI化合物製造装置7に11CHIが導入され、必要に応じてこれが繰り替えされる。
このメチオニン合成システム1にあっては、一のRI化合物製造室8内の2つのRI化合物製造装置での放射性薬剤の製造が終了して所定の時間が経過し、当該一のRI化合物製造室8内の放射能が十分に減衰したら、このRI化合物製造室8の扉を開閉して、2つのRI化合物製造装置7を取り出して、別のRI化合物製造装置7をRI化合物製造室8に収容し、再び放射性薬剤の製造に供する。このようにして、放射性薬剤の製造後のRI化合物製造装置7の交換を行う。この時、このRI化合物製造装置7の交換に並行して、他のRI化合物製造室8内のRI化合物製造装置7で放射性薬剤の製造が行われる。
このように、本実施形態においては、一つのヨウ化メチル合成装置3に対応して複数のRI化合物製造装置7が設けられ、経路切換装置5により11CHIが導入されるRI化合物製造装置7を切り換えることで、他のRI化合物製造装置7を次々に利用することが可能とされる。その結果、放射性薬剤の連続製造が可能となる。また、複数のRI化合物製造装置7を収容するRI化合物製造室8を複数備えているため、一のRI化合物製造室8内のRI化合物製造装置7,7を交換している際に、別のRI化合物製造室8内のRI化合物製造装置7,7を利用することが可能とされる。その結果、RI化合物製造装置7の衛生状態を保ち、被曝の低減をしつつ放射性薬剤の連続製造が可能なメチオニン合成システム1を提供することができる。
因みに、本実施形態のメチオニン合成システム1では、RI化合物製造装置7での1サイクルの放射性薬剤の製造時間は60分であり、一のRI化合物製造室8内での合計製造時間は120分となる。この放射性薬剤に含まれる放射性同位元素11Cの半減期は20分であるから、この2サイクルの放射性薬剤の製造時間で装置に残留する放射能は1/64〜1/8に減衰する。
また、本実施形態においては、ヨウ化メチル合成室4、RI化合物製造室8,8、品質検定室10を一体として備えるホットセル2を具備しているため、メチオニン合成システム1の小型化が可能とされる。
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、上記実施形態にあっては、メチオニンを製造するメチオニン合成システム1としているが、例えばコリン等その他の放射性薬剤、放射性医薬品、RI化合物を製造するRI標識化合物合成システムとしても良い。
また、上記実施形態にあっては、複数のRI化合物製造装置7を収納するRI化合物製造室8を複数備える構成としているが、単数のRI化合物製造装置7を収容するRI化合物製造室8を複数備える構成としても良く、単数のRI化合物製造装置7を収容するRI化合物製造室8と、複数のRI化合物製造装置7を収容するRI化合物製造室8と組み合わせて備える構成としても良い。
本発明の実施形態に係るメチオニン合成システムを示す概略正面構成図である。 図1に示すメチオニン合成システムの概略右側面構成図である。 図1中のヨウ化メチル合成装置を示す概略構成図である。 図3中の六方弁を第1状態とした場合のヨウ化メチル合成装置を示す概略構成図である。 図3中の六方弁を第2状態とした場合のヨウ化メチル合成装置を示す概略構成図である。
符号の説明
1…メチオニン合成システム(RI標識化合物合成システム)、2…ホットセル、3…ヨウ化メチル合成装置(RI原料合成部)、4…ヨウ化メチル合成室(第1の箱内の室)、5…経路切換装置(切換手段)、7…RI化合物製造装置(RI化合物製造部)、8…RI化合物製造室(第2の箱内の室)、9…放射性薬剤検定装置(品質検定部)。

Claims (4)

  1. 放射性同位元素を用いて、標識前駆体を合成するRI原料合成部と、前記標識前駆体、試薬が導入され、放射性同位元素標識化合物を製造するRI化合物製造部と、を備えるRI標識化合物合成システムであって、
    前記RI原料合成部に対応して、複数の前記RI化合物製造部が設けられ、
    前記標識前駆体が導入される前記RI化合物製造部を選択的に切り換える切換手段を備え
    前記RI原料合成部は、放射線を遮蔽する放射線遮蔽材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RI化合物製造部は、開閉可能な扉を有し放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な構造とされた第2の箱に収容されている
    ことを特徴とするRI標識化合物合成システム。
  2. 記第1の箱と前記第2の箱とを一体として備えるホットセルを具備したことを特徴とする請求項1記載のRI標識化合物合成システム。
  3. 前記第2の箱は、放射線を遮蔽する放射線遮蔽材により密閉可能な複数の室に分割され、前記各室に対応して前記扉が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のRI標識化合物合成システム。
  4. 前記放射性同位元素標識化合物の品質を検定する品質検定部を備えていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のRI標識化合物合成システム。
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