JP7178769B2

JP7178769B2 - 放射性同位元素成分分離装置

Info

Publication number: JP7178769B2
Application number: JP2017107005A
Authority: JP
Inventors: 潤加藤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2022-11-28
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: TW201900140A; CN108970404A; JP2018202280A; TWI688384B

Description

本発明は、放射性同位元素成分分離装置に関する。

放射性薬剤合成装置等で得られた反応液から放射性同位元素を含む特定の成分を分離する方法として、特許文献１では固相抽出カラム（ＳＰＥ）を用いた装置が示されている。また、特許文献２では、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた装置が示されている。

特開２０１２－１８１１４６号公報特開２００６－３８６４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、放射性同位元素を含む成分を他の成分から分離することが難しい場合がある。一方、特許文献２に記載の装置では、放射性同位元素を含む成分の分離は適切に行うことができるが、装置構成上、分離後の成分に不純物が混入するリスクが考えられる。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、放射性同位元素が含まれる液体から放射性同位元素を含む成分を適切に分離しつつ、分離後の成分に対する不純物の混入を抑制することが可能な放射性同位元素成分分離装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る放射性同位元素成分分離装置は、溶液中の放射性同位元素成分分離装置であって、前記溶液中の放射性同位元素成分を吸着可能な固相抽出カラムと、前記固相抽出カラムに吸着された前記放射性同位元素成分を脱離可能な抽出液を貯留する抽出液貯留部と、前記抽出液貯留部に貯留された前記抽出液を固相抽出カラムへ供給するディスポーザブルな抽出液供給流路と、前記固相抽出カラムからの液体を貯留する第１貯留部と、前記固相抽出カラムからの液体を貯留する第２貯留部と、前記固相抽出カラムと前記第１貯留部とを接続するディスポーザブルな第１排出流路と、前記固相抽出カラムと前記第２貯留部とを接続するディスポーザブルな第２排出流路と、前記固相抽出カラムの下流側で、前記固相抽出カラムから排出された液体の放射線量を測定する測定部と、前記測定部での測定結果に基づいて、前記固相抽出カラムから排出される液体の流路を、前記第１排出流路と前記第２排出流路との間で切り替える流路切替部と、を有する。

上記の放射性同位元素成分分離装置によれば、測定部の測定結果に基づいて第１排出流路と第２排出流路との間で流路を切り替えることで、放射性同位元素成分を一方の貯留部において適切に回収することができる。また、放射性同位元素成分を回収する貯留部に対して流れる可能性がある流路をディスポーザブルとすることができるため、回収された放射性同位元素成分に対する不純物の混入等を抑制することができる。

ここで、前記固相抽出カラムは、互いに異なる成分を吸着可能な複数のカラムで構成され、前記第２貯留部は複数の容器を含み、前記流路切替部は、前記測定部での測定結果に基づいて、前記固相抽出カラムから排出される液体の流路を、前記第１排出流路と前記第２排出流路との間で切り替えると共に、前記固相抽出カラムから排出される液体を貯留する容器を前記複数の容器から選択する態様とすることができる。

上記の態様では、固相抽出カラムが、互いに異なる成分を吸着可能な複数のカラムで構成されていて、測定部の測定結果に基づいて、流路切替部において、固相抽出カラムから排出される液体を貯留する容器を第２貯留に含まれる複数の容器から選択される。このような構成とすることで、溶液中の複数種類のＲＩ化合物を個別に回収することが可能となる。

本発明によれば、放射性同位元素が含まれる液体から放射性同位元素を含む成分を適切に分離しつつ、分離後の成分に対する不純物の混入を抑制することが可能な放射性同位元素成分分離装置が提供される。

放射性同位元素成分分離装置の概略構成図である。放射性同位元素成分分離方法について説明するフロー図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る放射性同位元素成分分離装置の概略構成図である。図１に示す放射性同位元素成分分離装置１は、放射性元素同位元素（ＲＩ）を所定の原料試薬と化学反応させた放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）が含まれる反応液からＲＩ化合物を分離する装置である。本実施形態では、放射性同位元素標識化合物を「放射性同位元素成分」という。

反応液は、ＲＩ化合物合成装置において製造される溶液である。また、ＲＩ化合物は、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薬剤（放射性医薬品を含む）の製造に用いられる。

図１に示すように、放射性同位元素成分分離装置１は、ＲＩを捕集可能な固相抽出カラム１１と、固相抽出カラム１１から排出される液体を貯留する第１貯留部１２及び第２貯留部１３と、固相抽出カラム１１に対して反応液を供給する反応液貯留部１４と、固相抽出カラム１１に対して複数種類の処理液を供給する処理液貯留部１５，１６と、送液用シリンジ１７と、センサ１８と、流路切替部１９と、を有する。

固相抽出カラム１１は、固相抽出（Solid Phase Extraction：ＳＰＥ）を用いてＲＩ化合物を分離する機能を有するカラムである。具体的には、固相抽出カラム１１は、ＲＩ化合物を吸着可能な粒子（樹脂粒子等）が充填されたカラムである。粒子は、対象となるＲＩ化合物を特異的に吸着させることができれば特に限定されない。また、反応液の特性等に基づいて、固相抽出カラム１１に充填される粒子が選択されてもよい。本実施形態では、固相抽出カラム１１が１段構成であり、特定のＲＩ化合物のみを分離回収する場合について説明するが、固相抽出カラム１１を互いに異なる成分を吸着可能な複数のカラムで構成した多段構成としてもよい。なお固相抽出カラム１１は、単回使用が想定されているディスポーザブルなカラムである。

処理液とは、固相抽出カラム１１に対して反応液を導入する前に固相抽出カラム１１に対して導入する液体、又は、固相抽出カラム１１に対して反応液を導入した後に固相抽出カラム１１に対して導入する液体である。処理液としては、例えば、固相抽出カラム１１内の樹脂からＲＩ化合物を脱離（分離）して固相抽出カラム１１の下流へ排出する抽出液が挙げられる。その他、固相抽出カラム１１内の樹脂を洗浄する洗浄液等も処理液に含まれる。本実施形態では、処理液貯留部として２つの処理液貯留部１５，１６を有し、処理液貯留部１５に洗浄液が貯留され、処理液貯留部１６に抽出液が貯留される場合について説明する。すなわち、処理液貯留部１６は抽出液貯留部として機能する。ただし、ＲＩ化合物の分離回収工程に必要な処理液の種類に応じて適宜その数は変更される。

第１貯留部１２及び第２貯留部１３は、固相抽出カラム１１から排出される液体を貯留する機能を有する。本実施形態では第１貯留部１２が所謂廃液容器として機能し、第２貯留部１３がＲＩ化合物を回収する回収容器として機能する場合について説明する。本実施形態に係る放射性同位元素成分分離装置１では、回収の対象がＲＩ化合物を含む成分であるため、ＲＩ化合物を含む液体が固相抽出カラム１１から排出される際には、当該液体を第２貯留部１３で回収する。一方、ＲＩ化合物が含まれない液体は、第１貯留部１２で回収する。なお、本実施形態では、貯留部が２つである場合を示しているが、複数の成分を回収する場合には、回収用の第２貯留部１３を複数（複数の容器）とすることもできる。

固相抽出カラム１１の上流側には、反応液貯留部１４と固相抽出カラム１１との間に、ラインＬ１、バルブＶ１及びラインＬ２がこの順に接続されている。ラインＬ１、バルブＶ１及びラインＬ２は、本実施形態における溶液供給流路として機能する。溶液供給流路は、ディスポーザブルな流路である。また、ラインＬ１等の流路は、例えば、シリコンチューブ等により構成される。

また、処理液貯留部１５，１６からのラインＬ３，Ｌ４が、バルブＶ２において合流されて、合流後のラインＬ５が、バルブＶ１に対して接続されている。ラインＬ５上には、バルブＶ３を介して送液用シリンジ１７が設けられる。送液用シリンジ１７は処理液側のラインＬ５を流れる液体の流速を制御する機能を有するが、送液用シリンジ１７に代えてペリスタルティックポンプ等を使用してもよい。ラインＬ３、ラインＬ４、バルブＶ２、ラインＬ５、及びバルブＶ３は、本実施形態における処理液供給流路として機能する。本実施形態では、処理液貯留部１６において抽出液が貯留されているので、処理液貯留部１６から固相抽出カラム１１までのラインＬ４、バルブＶ２、ラインＬ５、及びバルブＶ３は、本実施形態における抽出液供給流路として機能する。抽出液供給流路を含む処理液供給流路はディスポーザブルな流路である。

固相抽出カラム１１の上流側では、バルブＶ１及びバルブＶ２の切替により、固相抽出カラム１１に対して供給する液体が選択される。また、バルブＶ３の制御により、処理液貯留部１５，１６から固相抽出カラム１１に対して供給される処理液の流速が制御される。

固相抽出カラム１１の下流側には、固相抽出カラム１１と第１貯留部１２との間にラインＬ６、バルブＶ４及びラインＬ７がこの順に接続されている。ラインＬ６、バルブＶ４及びラインＬ７は、本実施形態における第1排出流路として機能する。第１排出流路は、ディスポーザブルな流路である。

また、バルブＶ４に対してラインＬ８が接続されていて、ラインＬ８の下流側に第２貯留部１３が設けられる。ラインＬ６、バルブＶ４、及びこのラインＬ８は、本実施形態における第２排出流路として機能する。第２排出流路は、ディスポーザブルな流路である。なお、ラインＬ６及びバルブＶ４は、第１排出流路及び第２排出流路としての機能を有する。

放射性同位元素成分分離装置１では、バルブＶ４の制御を流路切替部１９が行っている。流路切替部１９は、ラインＬ６内を流れる固相抽出カラム１１から排出される液体の放射線をセンサ１８により検出し、その結果に基づいて、バルブＶ４の制御による流路の変更を行う。センサ１８は、流路を流れる液体の放射線強度を測定する放射線測定部として機能する。なお、センサ１８としては、例えば、放射線検出器を用いることができる。

具体的には、センサ１８の検出する放射線の強度が所定の閾値以上である場合には、固相抽出カラム１１から排出される液体が第２排出流路を経由して第２貯留部１３に貯留されるように、バルブＶ４を制御する。一方、センサ１８の検出する放射線の強度が所定の閾値より小さい場合には、固相抽出カラム１１から排出される液体が第１排出流路を経由して第１貯留部１２に貯留されるように、バルブＶ４を制御する。流路切替部１９が上記の制御を行うことで、放射線強度が所定閾値以上である、すなわち、ＲＩ化合物が含まれる液体を第２貯留部１３において選択的に回収することができる。

次に、本実施形態に係る放射性同位元素成分分離装置１による放射性同位元素の分離方法について、図２を参照しながら説明する。

まず、固相抽出カラム１１に対してＲＩ化合物合成装置等で得られた反応液を、溶液供給流路としてのラインＬ１及びラインＬ２を経て供給することで、固相抽出カラム１１の樹脂によりＲＩ化合物を捕集する（Ｓ０１）。

次に、処理液貯留部１５に貯留された洗浄液を、送液用シリンジ１７を動作させることで、ラインＬ３、Ｌ５、Ｌ２を経て固相抽出カラム１１に供給する。そして、洗浄液により固相抽出カラム１１の樹脂を洗浄する（Ｓ０２）。

次に、処理液貯留部１６に貯留された抽出液を、送液用シリンジ１７を動作させることで、ラインＬ４、Ｌ５、Ｌ２を経て固相抽出カラム１１に供給（導入）する。また、抽出液の導入と同時に測定部として機能するセンサ１８による固相抽出カラムから排出される液体の放射線強度の測定を開始する（Ｓ０３）。同時に、センサ１８による測定結果を流路切替部１９において取得し、流路切替に係る制御が開始される。

流路切替部１９では、センサ１８による測定値（センサ値）が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ０４）。そして、測定値が閾値未満である場合（Ｓ０４－ＮＯ）には、流路の変更を行わずに引き続きセンサ１８による測定を継続する。一方、測定値が閾値以上である場合（Ｓ０４－ＹＥＳ）には、流路切替部１９は、流路を第２排出流路に切り替える。すなわち、固相抽出カラム１１からの流路の接続先を第２貯留部１３に変更する（Ｓ０５）。

固相抽出カラム１１からの流路の接続先を第２貯留部１３に変更した後も、センサ１８による測定及び流路切替部１９による流路切替に係る制御は継続される。すなわち、流路切替部１９では、センサ１８による測定値（センサ値）が閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ０６）。そして、測定値が閾値以上である場合（Ｓ０６－ＮＯ）には、流路の変更を行わずに引き続きセンサ１８による測定を継続する。一方、測定値が閾値未満である場合（Ｓ０６－ＹＥＳ）には、流路切替部１９は、流路を第１排出流路に切り替える。すなわち、固相抽出カラム１１からの流路の接続先を第１貯留部１２に変更する（Ｓ０７）。これにより、センサ値が閾値以上である液体のみが第２貯留部１３に回収されることになる。

以上のように、本実施形態に係る放射性同位元素成分分離装置では、放射性同位元素が含まれる成分を第２貯留部１３において適切に回収することができる。また、放射性同位元素を含む成分を回収する第２貯留部１３に対して流れる可能性がある流路のライン及びバルブをディスポーザブルとすることができ、不純物の混入等を抑制することができる。

従来の放射性薬剤の製造工程において、合成装置等で合成された放射性同位元素を回収する方法としては、固相抽出カラムを用いた方法とＨＰＬＣを用いた方法とが検討されている。しかしながら、どちらの方法についても放射性薬剤の製造工程におけるＲＩ化合物の分離回収という点では改良の余地があった。まず、一般的な固相抽出カラムを用いた方法では、カラム内の樹脂に吸着したＲＩ化合物について、抽出液を用いてＲＩ化合物を樹脂から脱離させて回収する方法が用いられる。しかしながら、従来の固相抽出カラムを用いた方法では、特定の成分が含まれる液体を分離回収するという操作は行われていなかった。したがって、特定の成分が含まれる液体のみを分離して回収することは行われていなかった。

一方、ＨＰＬＣを用いた方法は固相抽出カラムよりも特定の成分が含まれる液体を分離回収する際の分離性能が高いことが知られている。しかしながら、ＨＰＬＣは、成分分離用のカラムに対して高圧で液体を導入するという特徴を有していて、装置構成等も複雑である。また、成分分離用のカラムについても複数回使用を前提としたものとなっている。したがって、放射性薬剤に用いられる放射性同位元素の流路をディスポーザブルとすることは困難であり、分離回収されたＲＩ化合物の清浄性担保が困難であるという問題があった。

これに対して、本実施形態に係る放射性同位元素成分分離装置１によれば、センサ１８を利用して固相抽出カラム１１から排出される液体の放射線量を監視し、放射線量が高い液体が排出されたことを検知すると流路切替部１９により、液体の回収先が第２貯留部１３となるように流路を切り替える。このような構成とすることで、固相抽出カラム１１を用いた場合であっても、放射線量が高い特定の成分が含まれる液体のみを分離して回収することが可能となる。また、放射性同位元素成分分離装置１では、放射性薬剤に用いられる放射性同位元素の流路、すなわち、反応液供給流路、処理液供給流路（抽出液供給流路を含む）、第１排出流路及び第２排出流路がディスポーザブルな材料により構成された流路とされる。したがって、放射性同位元素を含む液体に対して不純物が混入することを防ぐことができる。このように、本実施形態に係る放射性同位元素成分分離装置１によれば、放射性同位元素が含まれる液体から放射性同位元素を含む成分を適切に分離しつつ、分離後の成分に対する不純物の混入を抑制することができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。上述したように、固相抽出カラム１１は、互いに異なる成分が吸着可能なカラムを複数段階直列に接続した所謂多段構成とすることができる。このような構成とした場合、各カラムで吸着された成分を個別に回収するための方法を適宜用いることができる。

具体的には、各カラムで吸着されたＲＩ化合物が含まれる成分を個別に回収するための貯留部（第２貯留部１３に相当する容器）を複数準備する。そしてセンサ１８において測定されるセンサ値が閾値以上となった場合（Ｓ０４－ＹＥＳ）に、流路切替部１９は、固相抽出カラム１１からの流路の接続先を、複数の貯留部のうちから所定の貯留部に変更する制御を行う（Ｓ０５に相当）。そして、センサ値が閾値未満となった場合（Ｓ０６－ＹＥＳ）に、流路を再度変更する制御を行う（Ｓ０７に相当）。このように、センサ１８により測定されるセンサ値に基づいて流路切替部１９による流路の変更を繰り返すことで、各カラムで吸着された互いに異なるＲＩ化合物を個別に回収することができる。このような構成とする場合、流路切替部１９では、センサ値が閾値を超えたタイミング（抽出液を流し始めてからの経過時間）等に基づいて、流路の変更対象となる第２貯留部（ＲＩ化合物を回収する容器）を予め決めておくことで、特定のＲＩ化合物を所望の貯留部に回収する構成とすることができる。

なお、固相抽出カラム１１を多段構成とした場合には、各カラムで吸着された成分が脱離されるタイミングを互いに異ならせることができるような抽出液を選択することが必要である。また、互いに異なる成分からなる複数種類の抽出液を流すことで、各カラムにおいて吸着されたＲＩ化合物が互いに異なるタイミングで脱離されるような構成としてもよい。

上記のように、固相抽出カラム１１は、互いに異なる成分を吸着可能な複数のカラムで構成されていて、測定部の測定結果に基づいて、流路切替部１９において、固相抽出カラムから排出される液体を貯留する容器を第２貯留部１３に含まれる複数の容器から選択する構成とすることができる。このような構成とすることで、複数種類のＲＩ化合物を個別に回収することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、ディスポーザブルな配管等により形成された溶液供給流路、固相抽出カラム１１、第１排出流路、第２排出流路について個別に説明したが、これらのディスポーザブルな部分は、例えば、放射性薬剤装置等に取り付けられるカセット内に収容されたディスポーザブルカセットとして一体化されていてもよい。

また、放射性同位元素成分分離装置１に含まれるラインＬ１～Ｌ８、バルブＶ１～Ｖ４等の構成は適宜変更することができる。また、上記実施形態で示したように、処理液貯留部が複数ある場合には、処理液貯留部と固相抽出カラム１１とを接続する流路全てがディスポーザブルとされる。すなわち抽出液が流れる流路以外の処理液の流路についても、当該処理液が第２貯留部（放射性同位元素成分を回収する容器）に導入される可能性がある場合には、当該流路をディスポーザブルとすることが好ましい。

１…放射性同位元素成分分離装置、１１…固相抽出カラム、１２…第１貯留部、１３…第２貯留部、１４…反応液貯留部、１５，１６…処理液貯留部、１７…送液用シリンジ、１８…センサ、１９…流路切替部。

Claims

溶液中の放射性同位元素成分分離装置であって、
前記溶液中の放射性同位元素成分を吸着可能な、ディスポーザブルな固相抽出カラムと、
前記固相抽出カラムに吸着された前記放射性同位元素成分を脱離可能な抽出液を貯留する抽出液貯留部と、
前記抽出液貯留部に貯留された前記抽出液を前記固相抽出カラムへ供給するディスポーザブルな抽出液供給流路と、
前記固相抽出カラムからの液体を貯留する第１貯留部と、
前記固相抽出カラムからの液体を貯留する第２貯留部と、
前記固相抽出カラムと前記第１貯留部とを接続するディスポーザブルな第１排出流路と、
前記固相抽出カラムと前記第２貯留部とを接続するディスポーザブルな第２排出流路と、
前記固相抽出カラムの下流側で、前記固相抽出カラムから排出された液体の放射線量を測定する測定部と、
前記測定部での測定結果に基づいて、前記固相抽出カラムから排出される液体の流路を、前記第１排出流路と前記第２排出流路との間で切り替える流路切替部と、
を有し、
前記流路切替部は、前記測定部による測定結果を判定し、判定結果に基づいて前記固相抽出カラムから排出される液体の流路を前記第１排出流路と前記第２排出流路との間で切り替える、放射性同位元素成分分離装置。
前記固相抽出カラムは、互いに異なる成分を吸着可能な複数のカラムで構成され、
前記第２貯留部は複数の容器を含み、
前記流路切替部は、前記測定部での測定結果に基づいて、前記固相抽出カラムから排出される液体の流路を、前記第１排出流路と前記第２排出流路との間で切り替えると共に、前記固相抽出カラムから排出される液体を貯留する容器を前記複数の容器から選択する、
請求項１に記載の放射性同位元素成分分離装置。