JP7315004B2 - ジルコニウム錯体の合成方法 - Google Patents

Description

本発明は、⁸⁹Ｚｒなどの放射性ジルコニウムとキレート剤との錯体を合成するジルコニウム錯体の合成方法に関する。

従来、放射性ジルコニウム（⁸⁹Ｚｒ）は、高解像度、かつ７８時間程度の中程度の半減期を有することから、医用イメージングに有効な放射性同位元素であることが知られている。放射性ジルコニウムの製造方法としては、イットリウム（Ｙ）ターゲットに対して陽子線を照射する方法が知られている。陽子線を用いた製造方法においては、数時間の照射により数百ミリグラム（ｍｇ）単位のイットリウム中に、数ＧＢｑ（質量として数十～数百ナノグラム（ｎｇ））単位の微量の放射性ジルコニウムが生成される。

一方、金属放射性核種の標識には、１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン－１，４，７，１０－テトラ酢酸（１，４，７，１０－Tetraazacyclododecane－１，４，７，１０－tetraacetic Acid：ＤＯＴＡ）や、１，４，７－トリアザシクロノナン－１，４，７－トリ酢酸（１，４，７－triazacyclononane－１，４，７－triacetic Acid：ＮＯＴＡ）、またはそれらの類似化合物がキレート剤として広く用いられている。ＤＯＴＡやＮＯＴＡは、放射性銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、インジウム（Ｉｎ）、ルテチウム（Ｌｕ）、およびアクチニウム（Ａｃ）などのほとんどの金属核種と錯形成する高い汎用性を有するキレート剤である。これまで、ＤＯＴＡとジルコニウム（Ｚｒ）との錯体の形成は困難と考えられてきたが、９５℃程度の高温で反応させることによって、錯体を形成可能であることが明らかになった（非特許文献１参照）。

特開２０１８－１２３３７２号公報 特許第６６６５８０６号公報

Zirconium tetraazamacrocycle complexes display extraordinary stability and provide a new strategy for zirconium-89-based radiopharmaceutical development, Chem. Sci. 2017, 8, 2309-2314. Evaluation of a chloride-based 89Zr isolation strategy using a tributyl phosphate (TBP)-functionalized extraction resin, Nucl. Bio. and Med.,2018, 64, 1-7.

しかしながら、放射性ジルコニウム（⁸⁹Ｚｒ）とＤＯＴＡとを、十分な放射化学的収率を確保しつつ反応させるためには、ＤＯＴＡの濃度を１０^-4ｍｏｌ／Ｌより高くする必要がある（非特許文献２参照）。なお、放射化学的収率とは、目的とする放射性化合物の収率を意味し、目的化合物の放射能を原料の放射能で除することで計算される。ところが、非特許文献２の開示に従ってＤＯＴＡの濃度を１０^-4ｍｏｌ／Ｌより高濃度にして放射性ジルコニウムと反応させても、ほとんどの放射性ジルコニウムが沈殿、または反応容器に付着して回収することができず、放射化学的収率が１０％未満の低い収率になる場合があった。

さらに、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）に用いられる薬剤（以下、ＰＥＴ薬剤）は、投与量をマイクログラム（μｇ）オーダーの極めて微量にしたマイクロドーズが行われることが多い。そのため、１０^-4ｍｏｌ／Ｌ未満の１０^-5ｍｏｌ／Ｌ程度の低濃度のＤＯＴＡを構造中に含有する薬剤にも、放射性ジルコニウムを標識する可能性が高いことが考えられる。この場合、ＤＯＴＡと放射性ジルコニウムとは９０％より高い反応率で結合させることが望ましい。ところが、従来技術による反応条件に基づいて１０^-5ｍｏｌ／Ｌ程度の低濃度のＤＯＴＡと放射性ジルコニウムとを反応させても、放射化学的収率が略０％になるという問題があった。また、これらに問題は、低濃度のＮＯＴＡなどにおいても同様に生じる問題であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、低濃度のＤＯＴＡやＮＯＴＡなどのキレート剤であっても、放射性ジルコニウムと高い反応率で反応させてジルコニウム錯体を合成できるジルコニウム錯体の合成方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、３．０Ｄ以上の双極子モーメントを有する有機物質を含む溶媒と、一般式（１）または一般式（２）によって表される構造を含むキレート剤が溶解されたキレート剤溶液と、酸性溶液に溶解されたジルコニウムと、を混合した混合溶液を、所定温度以上にすることによりジルコニウム錯体を合成することを特徴とする。

（一般式（１）において、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄はそれぞれ、水素（－Ｈ）（この場合、Ｒ₅～Ｒ₁₂のうちでさらに接続するものは存在しないとする）、－ＣＨ－基、－（ＣＨ₂）_nＣＨ－基、－Ｎ（＝Ｏ）（ＣＨ₂）_nＮＣＨ－基、または－（ＣＨ₂）_nＮＣ（＝Ｏ）Ｎ－基である。前記ｎは０以上の整数である。Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇，Ｒ₈，Ｒ₉，Ｒ₁₀，Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，Ｒ₁₄，Ｒ₁₅，Ｒ₁₆，Ｒ₁₇，Ｒ₁₈，Ｒ₁₉，Ｒ₂₀のうちの少なくとも２つは、カルボン酸、１級アミド、ヒドロキサム酸、ホスホン酸、リン酸、スルホン酸、アルコール、アミン、フェノール、アニリン、また上記に置換基を付加した、エステル、２級アミド、ヒドロキサム酸、リン酸エステルから少なくとも２つ選ばれ、残りの置換基は、水素、アルキル鎖、tert－ブチル保護カルボン酸、ニトロベンゼン、または置換基付加アルキル鎖である。前記Ｒ₅～Ｒ₂₀に含まれる官能基には、ＰＥＴプローブ、またはＰＥＴプローブを結合させやすくする官能基が付加されていてもよい。前記結合させやすくする官能基とは、カルボン酸、カルボン酸スクシンイミドエステル、カルボン酸テトラフルオロフェノールエステル、アルコール、アミン、チオール、イソチオシアネート、マレイミド、フェノール、アニリン、安息香酸、フェニルイソチオシアネート、または、クリックケミストリー試薬である、アルキン、アジド、ＤＢＣＯ、ＢＣＮ、ＴＣＯ、ノルボルネン、テトラジン、もしくはメチルテトラジンである。前記Ｒ₅～Ｒ₂₀は、前記結合させやすくする官能基の構造、またはＰＥＴプローブと前記結合させやすくする官能基との縮合済みの構造があってもよい。）
（一般式（２）において、Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₂₃はそれぞれ、水素（－Ｈ）（この場合、Ｒ₂₄～Ｒ₂₉のうちでさらに接続するものは存在しないとする）、－ＣＨ－基、－（ＣＨ₂）_nＣＨ－基、－Ｎ（＝Ｏ）（ＣＨ₂）_nＮＣＨ－基、または－（ＣＨ₂）_nＮＣ（＝Ｏ）Ｎ－基である。前記ｎは０以上の整数である。Ｒ₂₄，Ｒ₂₅，Ｒ₂₆，Ｒ₂₇，Ｒ₂₈，Ｒ₂₉，Ｒ₃₀，Ｒ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₃₄，Ｒ₃₅のうちの少なくとも２つは、カルボン酸、１級アミド、ヒドロキサム酸、ホスホン酸、リン酸、スルホン酸、アルコール、アミン、フェノール、アニリン、また上記に置換基を付加した、エステル、２級アミド、ヒドロキサム酸、リン酸エステルから少なくとも２つ選ばれ、残りの置換基は、水素、アルキル鎖、tert－ブチル保護カルボン酸、ニトロベンゼン、または置換基付加アルキル鎖である。前記Ｒ₂₄～Ｒ₃₅に含まれる官能基には、ＰＥＴプローブ、またはＰＥＴプローブを結合させやすくする官能基が付加されていてもよい。前記結合させやすくする官能基とは下記の官能基である。カルボン酸、カルボン酸スクシンイミドエステル、カルボン酸テトラフルオロフェノールエステル、アルコール、アミン、チオール、イソチオシアネート、マレイミド、フェノール、アニリン、安息香酸、フェニルイソチオシアネート、またはクリックケミストリー試薬である、アルキン、アジド、ＤＢＣＯ、ＢＣＮ、ＴＣＯ、ノルボルネン、テトラジン、もしくはメチルテトラジンである。前記Ｒ₂₄～Ｒ₃₅は、前記結合させやすくする官能基の構造、またはＰＥＴプローブと前記結合させやすくする官能基との縮合済みの構造があってもよい。）

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記有機物質は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルホルムアミド（ＮＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、および尿素からなる群より選ばれた少なくとも１種類の物質であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記有機物質の濃度が１体積％以上９５体積％以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記所定温度が３５℃以上であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記溶媒が金属除去剤によって精製された溶媒であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記酸性溶液は、塩酸であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記酸性溶液に溶解されたジルコニウムを、前記溶媒と前記キレート剤溶液とを混合した溶液に、前記所定温度以上に加熱する直前または前記加熱の後に混合させることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記一般式（１）におけるＲ₅～Ｒ₂₀のうちの少なくとも１つ、または前記一般式（２）におけるＲ₂₄～Ｒ₃₅のうちの少なくとも１つが、化学式（１６）～（２１）、および（２６）の群から選ばれた少なくとも１つの構造を経由して、分子プローブを結合、または分子プローブにリンカーを結合させたものであることを特徴とする。本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、この構成において、前記分子プローブは、タンパク質、ペプチド、または低分子有機化合物であることを特徴とする。本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、この構成において、前記タンパク質または前記ペプチドは、天然アミノ酸、非天然アミノ酸、または前記天然アミノ酸と前記非天然アミノ酸との両方から構成され、直鎖構造または環状構造を有することを特徴とする。本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、この構成において、前記リンカーは、ポリエチレングリコール、アルキル鎖、もしくはピペラジン、またはそれらの複合体であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るジルコニウム錯体の合成方法は、上記の発明において、前記酸性溶液にシュウ酸を添加し、前記シュウ酸の濃度を１０^-6ｍｏｌ／Ｌ以上１０^-4ｍｏｌ／Ｌ未満に調整することを特徴とする。

本発明に係るジルコニウム錯体の合成方法によれば、低濃度のＤＯＴＡであっても、放射性ジルコニウムと高い放射化学的収率で反応させてジルコニウム錯体を合成することが可能となる。

図１は、シュウ酸がＤＯＴＡ－⁸⁹Ｚｒの放射化学的収率に及ぼす影響をシュウ酸濃度に応じて示したグラフである。 図２は、シュウ酸が⁸⁹Ｚｒ－ＤＯＴＡ含有ＰＥＴプローブの放射化学的収率に及ぼす影響をシュウ酸濃度に応じて示したグラフである。 図３は、本発明の一実施形態による、ジルコニウムとＤＯＴＡとの反応を行うための具体的な方法の一例を説明するための図である。 図４は、比較例としての従来技術による、ジルコニウムとＤＯＴＡとの反応を行うための具体的な方法を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。まず、本発明の一実施形態を説明するにあたり、本発明の理解を容易にするために、本発明者が上記課題を解決するために行った実験および鋭意検討について説明する。

最初に、本発明者の鋭意検討の対象となる放射性ジルコニウム（以下、ジルコニウム、Ｚｒ、または⁸⁹Ｚｒとも記載する）と、以下の一般式（１）で表される化合物であるＤＯＴＡとの反応に関する、従来技術の問題点について説明する。

従来、以下の一般式（１）に示すＤＯＴＡは、多種の金属の放射性同位元素（ＲＩ：Radio Isotope）と容易に結合できることから、汎用のキレート剤として広く使用されている。さらに、多くの薬剤において、ＤＯＴＡ誘導体の合成方法が確立され、ＤＯＴＡおよびその誘導体（例えばＤＯＴＡＭ、ＤＯＴＰ）の入手も容易である。

一般式（１）において、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄はそれぞれ、水素（－Ｈ）（この場合、Ｒ₅～Ｒ₁₂のうちでさらに接続するものは存在しないとする）、－ＣＨ－基、－（ＣＨ₂）_nＣＨ－基、－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ₂） _n ＣＨ－基、または－（ＣＨ₂） _n Ｃ（＝Ｏ）Ｎ－基である。ｎは０以上の整数である。Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇，Ｒ₈，Ｒ₉，Ｒ₁₀，Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，Ｒ₁₄，Ｒ₁₅，Ｒ₁₆，Ｒ₁₇，Ｒ₁₈，Ｒ₁₉，Ｒ₂₀のうちの少なくとも２つは、カルボン酸、１級アミド、ヒドロキサム酸、ホスホン酸、リン酸、スルホン酸、アルコール、アミン、フェノール、アニリン、また上記に置換基を付加した、エステル、２級アミド、ヒドロキサム酸、リン酸エステルから少なくとも２つ選ばれ、残りの置換基は、水素、アルキル鎖、tert－ブチル保護カルボン酸、ニトロベンゼン、または置換基付加アルキル鎖である。Ｒ₅～Ｒ₂₀に含まれる官能基には、ＰＥＴプローブ、またはＰＥＴプローブを結合させやすくする官能基が付加されていてもよい。結合させやすくする官能基とは、カルボン酸、カルボン酸スクシンイミドエステル、カルボン酸テトラフルオロフェノールエステル、アルコール、アミン、チオール、イソチオシアネート、マレイミド、フェノール、アニリン、安息香酸、フェニルイソチオシアネート、または、クリックケミストリー試薬である、アルキン、アジド、ＤＢＣＯ、ＢＣＮ、ＴＣＯ、ノルボルネン、テトラジン、もしくはメチルテトラジンである。Ｒ₅～Ｒ₂₀は、結合させやすくする官能基の構造、またはＰＥＴプローブと結合させやすくする官能基との縮合済みの構造があってもよい。

また、上述した官能基からエステル結合、アミド結合などを介してさらに別の化合物が結合していたり、アルキル鎖から別化合物を保持するための分岐があったりしてもよい。具体的には、スクシンイミド、イソチオシアネート、アミン、チオール、カルボン酸などの架橋形成性の官能基や、アジド、アルケン、アルキン、テトラジンなどのクリックケミストリーを志向した官能基などが挙げられる。さらに、これらの架橋形成性の官能基を介して分子イメージングに用いる薬剤が結合されていてもよい。

また、Ｒ₁～Ｒ₄はそれぞれ、以下の一般式（３）で表される構造を採用してもよく、具体的には化学式（３－１）～（３－４）で表された構造から選択されたものを採用できる。なお、化学式（３－２）～（３－４）におけるｎは、０以上の整数である。

Ｒ₅～Ｒ₂₀はそれぞれ、以下の一般式（４）～（２１）で表される構造から選択されたものを採用できる。なお、一般式（４）～（２１）におけるｎは、０以上の整数である。一般式（４）～（２１）は金属の配位結合しやすい官能基である。なお、Ｒ₅～Ｒ₁₂のうちの少なくとも２つは、一般式（４）～（２１）で表される構造から選択することが好ましい。Ｒ₅～Ｒ₂₀はそれぞれ、以下の一般式（２２）～（２６）で表される構造から選択されたものを採用できる。なお、一般式（２２）～（２６）で表される構造は、金属イオンと錯体を形成しないか、または形成しにくい構造である。また、一般式（１）におけるＲ₅～Ｒ₂₀のいずれかが、化学式（１６）～（２１）、および（２６）の群から選ばれた少なくとも１つの構造を経由して、分子プローブを結合、または分子プローブにリンカーを結合させたものであってもよい。

また、ＤＯＴＡまたはＤＯＴＡの誘導体と、分子イメージング実験の対象となる抗体、タンパク質、ペプチド、または低分子有機化合物などの薬剤との複合体も用いることができる。タンパク質やペプチドは、天然アミノ酸、非天然アミノ酸、または天然アミノ酸と非天然アミノ酸との両方から構成され、直鎖構造または環状構造を有するものを採用できる。具体的に、ＤＯＴＡの構造中のカルボン酸の１つをアミド化して薬剤と架橋させる方法や、ＤＯＴＡの構造中の環状アルキル鎖から架橋させたものなどで得られる物質も知られている。ＤＯＴＡと薬剤との間に、例えばポリエチレングリコールなどの適切なリンカーを介して結合させる場合もある。具体的には、抗体のような高分子医薬品やＰＳＭＡ－６１７のような低分子医薬品にも利用されている。リンカーは、典型的には、ポリエチレングリコール、アルキル鎖、もしくはピペラジン、またはポリエチレングリコール、アルキル鎖、もしくはピペラジンの複合体であるが、必ずしもこれに限定されない。本発明において、結合の対象となる物質はＤＯＴＡに限定されず、その誘導体や薬剤との複合体も含む。すなわち、上述した一般式（１６）～（２１）、および（２６）のそれぞれにおいてＲは、以下の化学式（２７）～（４７）で表される構造から選択されたものを採用できる。Ｒに薬剤を結合させてからＤＯＴＡ構造に⁸⁹Ｚｒを錯形成させてもよく、⁸⁹Ｚｒを錯形成させてからＲに薬剤を結合させてもよい。

一方、上述したように、⁸⁹Ｚｒは、半減期の長さが適切であって、高解像度であることから、医用イメージングでの使用に極めて好適な核種である。従来、⁸⁹Ｚｒの標識に用いるキレート剤としては例えば、以下の化学式（１００）に示すデフェロキサミン（ＤＦＯ：deferoxamine）が使用されていた。ＤＦＯは、Ｚｒ以外とは結合力が弱く、実質的に放射性ジルコニウムの専用のキレート剤であるため、汎用性に乏しく、他核種のイメージングと兼用できないという問題があった。これにより、ＤＦＯとＰＥＴプローブとの複合体は、⁸⁹Ｚｒイメージングのためにのみに合成する必要があり、合成のコストが増加する問題が生じる。また、ＤＦＯは、Ｚｒとの結合においても結合力が十分でなく、分子イメージングにおいて生体内で放射性ジルコニウムが薬剤から脱離するなどの問題があった。

そこで、上述したキレート剤としてのＤＯＴＡと⁸⁹Ｚｒとを用いる方法が種々検討されている。⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとを結合させると、結合自体が強固であることから、ＰＥＴなどの医用イメージングを行う際に人間の体内において、⁸⁹Ｚｒがキレート剤から脱離しにくくなり、画像品質を向上できるという利点がある。さらに、既存の⁶⁸Ｇａなどの他の核種向けに開発されたＤＯＴＡを含んだ薬剤を、⁸⁹Ｚｒのキレート剤として転用できるので、⁸⁹Ｚｒを標識する薬剤の開発において低コスト化を実現できる。

ところが、上述したＤＯＴＡと⁸⁹Ｚｒとの結合は、非常に困難であるという問題があった。具体的に、非特許文献２に記載されているように、⁸⁹Ｚｒとキレート剤とを結合させる従来の方法に沿って⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとを結合させるには、ＨＥＰＥＳ緩衝液に⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡを加え、反応温度を９０℃以上、好ましくは９５℃以上、反応時間を１時間とし、ＤＯＴＡの濃度を１０^-4ｍｏｌ／Ｌ以上にする必要があった。本発明者が上述した条件に従って⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとを反応させた場合の放射化学的収率について検証を行ったところ、非特許文献２に記載された方法に従って実験を行っても、結果の再現性が低く、放射化学的収率が低い場合が生じることが分かった。また、⁸⁹Ｚｒを医用イメージングに使用する場合、⁸⁹Ｚｒに対して１０^-5ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度のＤＯＴＡであっても結合可能であることが望ましい。ところが、この条件において本発明者が放射化学的収率について検証を行ったところ、放射化学的収率は略０％になるという問題もあった。本発明者が実験を行ったところ、放射化学的収率が略０％になる原因は、⁸⁹Ｚｒの大半がマイクロチューブなどの反応容器に付着することであることが確認された。本発明者は、この点について検討を行い、⁸⁹Ｚｒが水酸化ジルコニウムとして沈殿して反応容器に付着していると想定した。

以上の⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとの反応に関する問題点および原因について、本発明者は種々検討を行ったところ、⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡの錯形成反応において高い放射化学的収率を得るためには、反応速度を増加させるか、⁸⁹Ｚｒの水酸化物の形成を抑制する必要があることを想到した。そこで本発明者は、反応速度の増加および水酸化物の形成の抑制について、種々実験を行い、鋭意検討を行った。すなわち、本発明者は、⁸⁹Ｚｒ以外の不純物として例えば鉄イオン（Ｆｅ³⁺）、チタンイオン（Ｔｉ⁴⁺）、およびイットリウムイオン（Ｙ³⁺）などの金属イオンを、１０^-2ｍｏｌ／Ｌの濃度のＤＯＴＡと等モル濃度になるように混合させて反応させる実験を行った。その結果、表１に示すように、⁸⁹Ｚｒの結合率、すなわち放射化学的収率が１０％～３２％程度にまで低下することが判明した。すなわち、ＤＯＴＡはＺｒよりも他の金属イオンと優先的に反応し、反応後は他の金属イオンとＺｒとが交換しないことが分かる。そのため、本反応において不純物となる金属イオンを除去することが好ましい。具体的には、⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとの反応において使用される緩衝液や有機溶媒において、例えばイミノ２酢酸塩イオンを含有するスチレンジビニルベンゼン共重合体などの金属除去剤などによって、不純物となる金属を除去することが好ましい。なお、特許文献１に記載の方法を採用することによって、⁸⁹Ｚｒの精製溶液の純度を向上させてもよい。

また、本発明者が、以下の化学式（２００）に示すジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を水性緩衝液に添加して、⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとを反応させたところ、反応時間が従来の１時間に対して半分の３０分程度であり、放射化学的収率も９５％にまで向上することが確認された。さらに、⁸⁹Ｚｒが水酸化ジルコニウムとなって反応容器に付着する現象もほとんど認められなかった。

本発明者の検討によれば、ＤＯＴＡと⁸⁹Ｚｒとの混合溶液においては、まず、以下の反応式（３０１ａ），（３０１ｂ）の左辺に示す反応中間錯体が生成される。続いて、この反応中間錯体が加熱されることによって、化学式（３０１ａ）の右辺に示すＤＯＴＡ－⁸⁹Ｚｒに変化すると考えられる。一方、Ｚｒイオンは、水分子や水酸化物イオンとも強力に結合することから、加熱によって反応中間錯体から⁸⁹Ｚｒが水和水とともに分裂して、化学式（３０１ｂ）の右辺に示す水酸化ジルコニウムに変化することも想定される。従来の反応条件に基づいた低収率の要因は、化学式（３０１ｂ）のように反応した水酸化ジルコニウムが反応容器などに付着して反応不活性になることであると考えられる。

一方、ＤＭＳＯのような高極性物質を添加すると、反応中間錯体において水に優先して添加物質が⁸⁹Ｚｒに配位すると予想される。以下の反応式（３０２）に示すように、水が配位した場合とは異なり、このように生成された反応中間錯体は、水酸化ジルコニウムを作る反応が生じ得ないため、大部分の⁸⁹ＺｒがＤＯＴＡ－⁸⁹Ｚｒとして生成されると考えられる。

また、本発明者は、種々実験を行って、⁸⁹Ｚｒの精製方法によってＤＯＴＡ－⁸⁹Ｚｒの放射化学的収率が変化することを見出した。具体的には、非特許文献１，２に記載された精製方法によって調整した⁸⁹Ｚｒ溶液を用いた場合においては収率が極めて低かった。これに対し、特許文献２に記載の方法によって精製した⁸⁹Ｚｒ溶液を用いた場合においては収率が高いことが分かった。本発明者が収率の差について鋭意検討したところ、精製された⁸⁹Ｚｒ溶液に含まれるシュウ酸濃度が要因であることを見出した。⁸⁹Ｚｒはまずヒドロキサム酸樹脂を用いてシュウ酸溶液として粗精製され、その後に陰イオン交換樹脂を用いて塩酸溶液に置換される。非特許文献１、２に記載の方法では、⁸⁹Ｚｒを吸着させた陰イオン交換樹脂を純水で洗浄した後、濃度が１ｍｏｌ／Ｌの塩酸で⁸⁹Ｚｒを溶出している。しかしながら、発明者らが行った分析によると、非特許文献１，２に記載の方法によって溶出した⁸⁹Ｚｒ溶液には、１０^-3ｍｏｌ／Ｌオーダーのシュウ酸が溶存している。一方、特許文献２に記載の方法では、⁸⁹Ｚｒを溶出させる前に陰イオン交換樹脂を希塩酸で洗浄していることにより、シュウ酸濃度を低減でき、具体的には、溶存シュウ酸濃度を１０^-6ｍｏｌ／Ｌオーダーまで低減できることが確認された。

続いて、本発明者は、シュウ酸濃度が放射化学的収率に及ぼす影響について検討を行った。なお、薬剤としては、ＤＯＴＡおよびＤＯＴＡ含有ＰＥＴプローブ（例えば商品名がＰＳＭＡ－６１７）を用いた。精製された⁸⁹Ｚｒ溶液としては、特許文献２に記載の方法を用いて調製し、さらにシュウ酸を添加することによってシュウ酸濃度を調整した。水性緩衝液に有機溶媒および⁸⁹Ｚｒ溶液を加えて反応させた結果を、図１および図２に示す。図１は、シュウ酸がＤＯＴＡ－⁸⁹Ｚｒの放射化学的収率に及ぼす影響をシュウ酸濃度に応じて示したグラフであり、図２は、シュウ酸が⁸⁹Ｚｒ－ＤＯＴＡ含有ＰＥＴプローブの放射化学的収率に及ぼす影響をシュウ酸濃度に応じて示したグラフである。

図１および図２から、本発明者は、シュウ酸濃度において好ましいシュウ酸濃度が存在することを知見した。すなわち、本発明者は、薬剤や溶媒にも依存するが、シュウ酸濃度としては、１０^-6ｍｏｌ／Ｌ以上、典型的には、１０^-5ｍｏｌ／Ｌ以上１０^-4ｍｏｌ／Ｌ未満、好適には、１０^-5ｍｏｌ／Ｌ以上５×１０^-5ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましいことを知見した。なお、本発明者の検討によれば、シュウ酸を添加しない条件の場合においては、⁸⁹Ｚｒが容器に固着しやすくなることから、シュウ酸濃度が低い場合には、水酸化ジルコニウムが精製されやすいと想定される。一方、シュウ酸濃度が高い場合には、⁸⁹Ｚｒの容器への付着はほとんど発生しないが、反応率が低下することも知見した。この理由は、シュウ酸と⁸⁹Ｚｒとが錯体を形成し、水酸化物の生成が抑制されるものの、ＤＯＴＡなどの薬剤との錯体形成を阻害するためであると考えられる。したがって、水酸化物の生成を抑制しつつＤＯＴＡとの反応を阻害しないシュウ酸濃度が好ましく、このシュウ酸濃度の範囲が上述した１０^-6ｍｏｌ／Ｌ以上、典型的には１０^-5ｍｏｌ／Ｌ以上１０^-4ｍｏｌ／Ｌ未満、好適には１０^-5ｍｏｌ／Ｌ以上５×１０^-5ｍｏｌ／Ｌ以下であると考えられる。

本発明者の知見によれば、以上の効果は、クエン酸やアスコルビン酸などのジルコニウム結合性の有機物質においても同様に得られる。なお、適切な濃度範囲に関しては、物質ごとに異なる場合がある。また、上述した有機溶媒濃度の依存性の実験においては、シュウ酸濃度は１０^-6ｍｏｌ／Ｌ～１０^-5ｍｏｌ／Ｌ程度存在していたと想定される。

また、水性緩衝液としては、中性域において緩衝能を有し、かつ金属イオンとの相互作用が小さい緩衝液が望ましい。水性緩衝液としては具体的に、グッドバッファー（Good's buffers）やトリス緩衝液などを用いることができるが、必ずしもこれらに制限されない。

本発明者は、さらなる鋭意検討を行い、上述のように得た知見に加え、放射性ジルコニウムの精製からの経過時間も重要であることを知見した。すなわち、本発明者は、シュウ酸溶液として所定時間経過した放射性ジルコニウムは、その後にイオン交換樹脂によってシュウ酸を取り除いて塩酸溶液に置換されても、放射化学的収率が低下することを知見した。具体的には、シュウ酸溶液として精製された放射性ジルコニウムを、１時間以内に陰イオン交換樹脂で追加精製して、ＤＯＴＡと反応させた場合、放射化学的収率が約９５％であった。これに対し、シュウ酸溶液として精製された放射性ジルコニウムを、２４時間経過後に追加精製した場合においては、放射化学的収率が８３％となり、１２０時間経過後に追加精製した場合においては、放射化学的収率が４９％であった。本発明者の鋭意検討によれば、極めて少量のシュウ酸が微粒子として析出し、⁸⁹Ｚｒ精製溶液に混入するシュウ酸濃度が変化している可能性が考えられる。そのため、２段階の放射性ジルコニウム精製においては、１段目と２段目を２４時間以内に実施することが望ましく、１時間以内に実施することがより望ましい。

また、ＤＯＴＡの代替として、以下の一般式（２）で示すＮＯＴＡのような３員環などを用いてもよい。

一般式（２）において、Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₂₃はそれぞれ、水素（－Ｈ）（この場合、Ｒ₂₄～Ｒ₂₉のうちでさらに接続するものは存在しないとする）、－ＣＨ－基、－（ＣＨ₂）_nＣＨ－基、－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ₂） _n ＣＨ－基、または－（ＣＨ₂） _n Ｃ（＝Ｏ）Ｎ－基である。ｎは０以上の整数である。Ｒ₂₄，Ｒ₂₅，Ｒ₂₆，Ｒ₂₇，Ｒ₂₈，Ｒ₂₉，Ｒ₃₀，Ｒ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₃₄，Ｒ₃₅のうちの少なくとも２つは、カルボン酸、１級アミド、ヒドロキサム酸、ホスホン酸、リン酸、スルホン酸、アルコール、アミン、フェノール、アニリン、また上記に置換基を付加した、エステル、２級アミド、ヒドロキサム酸、リン酸エステルから少なくとも２つ選ばれ、残りの置換基は、水素、アルキル鎖、tert－ブチル保護カルボン酸、ニトロベンゼン、または置換基付加アルキル鎖である。Ｒ₂₄～Ｒ₃₅に含まれる官能基には、ＰＥＴプローブ、またはＰＥＴプローブを結合させやすくする官能基が付加されていてもよい。結合させやすくする官能基とは下記の官能基である。カルボン酸、カルボン酸スクシンイミドエステル、カルボン酸テトラフルオロフェノールエステル、アルコール、アミン、チオール、イソチオシアネート、マレイミド、フェノール、アニリン、安息香酸、フェニルイソチオシアネート、またはクリックケミストリー試薬である、アルキン、アジド、ＤＢＣＯ、ＢＣＮ、ＴＣＯ、ノルボルネン、テトラジン、もしくはメチルテトラジンである。Ｒ₂₄～Ｒ₃₅は、結合させやすくする官能基の構造、またはＰＥＴプローブと結合させやすくする官能基との縮合済みの構造があってもよい。

また、上述した官能基からエステル結合、アミド結合などを介してさらに別の化合物が結合していたり、アルキル鎖から別化合物を保持するための分岐があったりしてもよい。具体的には、スクシンイミド、イソチオシアネート、アミン、チオール、カルボン酸などの架橋形成性の官能基や、アジド、アルケン、アルキン、テトラジンなどのクリックケミストリーを志向した官能基などが挙げられる。さらに、これらの架橋形成性の官能基を介して分子イメージングに用いる薬剤が結合されていてもよい。

また、Ｒ₂₁～Ｒ₂₃はそれぞれ、以下の一般式（３）で表される構造を採用してもよく、具体的には化学式（３－１）～（３－４）で表された構造から選択されたものを採用できる。なお、化学式（３－２）～（３－４）におけるｎは、０以上の整数である。

Ｒ₂₄～Ｒ₃₅はそれぞれ、以下の一般式（４）～（２１）で表される構造から選択されたものを採用できる。なお、一般式（４）～（２１）におけるｎは、０以上の整数である。Ｒ₂₄～Ｒ₃₅はそれぞれ、以下の一般式（２２）～（２６）で表される構造から選択されたものを採用できる。なお、一般式（２２）～（２６）で表される構造は、金属イオンと錯体を形成しないか、または形成しにくい構造である。また、一般式（２）におけるＲ₂₄～Ｒ₃₅のいずれかが、化学式（１６）～（２１）、および（２６）の群から選ばれた少なくとも１つの構造を経由して、分子プローブを結合、または分子プローブにリンカーを結合させたものであってもよい。

また、ＮＯＴＡまたはＮＯＴＡの誘導体と、分子イメージング実験の対象となる抗体、タンパク質、ペプチド、または低分子有機化合物などの薬剤との複合体も用いることができる。タンパク質やペプチドは、天然アミノ酸、非天然アミノ酸、または天然アミノ酸と非天然アミノ酸との両方から構成され、直鎖構造または環状構造を有するものを採用できる。具体的に、ＮＯＴＡの構造中のカルボン酸の１つをアミド化して薬剤と架橋させる方法や、ＮＯＴＡの構造中の環状アルキル鎖から架橋させたものなどで得られる物質も知られている。ＮＯＴＡと薬剤との間に、例えば、ポリエチレングリコールなどの適切なリンカーを介して結合させる場合もある。具体的には、抗体のような高分子医薬品やＰＳＭＡ－６１７のような低分子医薬品にも利用されている。リンカーは、典型的には、ポリエチレングリコール、アルキル鎖、もしくはピペラジン、またはポリエチレングリコール、アルキル鎖、もしくはピペラジンの複合体であるが、必ずしもこれに限定されない。本発明において、結合の対象となる物質はＮＯＴＡに限定されず、その誘導体や薬剤との複合体も含む。すなわち、上述した一般式（１６）～（２１）、および（２６）のそれぞれにおいてＲは、以下の化学式（２７）～（４７）で表される構造から選択されたものを採用できる。Ｒに薬剤を結合させてからＮＯＴＡ構造に⁸⁹Ｚｒを錯形成させてもよく、⁸⁹Ｚｒを錯形成させてからＲに薬剤を結合させてもよい。

また、上述した一般式（１），（２）において、一般式（１）におけるＲ₅～Ｒ₂₀のいずれか、一般式（２）におけるＲ₂₄～Ｒ₃₅のうちいずれかが、以下の化学式（６１）～（６４）で表される構造の分子プローブ、または分子プローブに以下の化学式（７１）～（７４）で表される構造のリンカーを結合させたものとしてもよい。

一般式（１）で表されるＤＯＴＡについては、以下の反応式（１－１）～（１－１３）のように反応させた構造を採用することも可能である。反応式（１－１）～（１－１３）においては、左から順に、ＤＯＴＡ誘導体、結合させたい物質（矢印の上に記載）、縮合後の構造となっている。なお、反応式（１－１１）～（１－１３）については、クリックケミストリーを志向した結合方法である。

一般式（２）で表されるＮＯＴＡについては、以下の反応式（２－１）～（２－１３）のように反応させた構造を採用することも可能である。反応式（２－１）～（２－１３）においては、左から順に、ＮＯＴＡ誘導体、結合させたい物質（矢印の上に記載）、縮合後の構造となっている。なお、反応式（２－１１）～（２－１３）については、クリックケミストリーを志向した結合方法である。

以下に説明する本発明およびその一実施形態は、本発明者による以上の鋭意検討によって案出されたものである。

（実施形態）
次に、本発明の一実施形態によるジルコニウム錯体の合成方法について説明する。図３は、この一実施形態によるジルコニウムとＤＯＴＡとの反応を行うための具体的な方法の一例を示す図である。

図３に示すように、まず、反応容器であるマイクロチューブに、所定濃度のキレート剤溶液としてＤＯＴＡを含む化合物が溶解されたＤＯＴＡ溶液を導入する。ここで、キレート剤としてのＤＯＴＡは、１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン－１，４，７，１０－テトラ酢酸を用いた。ＤＯＴＡ溶液の濃度は、１０^-7ｍｏｌ／Ｌ以上１０^-4ｍｏｌ／Ｌ未満である。本実施形態においてＤＯＴＡ溶液の最終濃度は例えば１０^-5ｍｏｌ／Ｌであり、導入量は例えば、１０^-2ｍｏｌ／Ｌの濃度の溶液で１μＬである。次に、マイクロチューブ内に、略中性の緩衝溶液を導入する。最終緩衝溶液としては例えば、濃度が０．２５ｍｏｌ／Ｌ程度でｐＨが７．０のＨＥＰＥＳ（4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid）が用いられる。導入量は例えば、濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌの溶液で４４９μＬである。なお、本実施形態において用いられる緩衝溶液は、金属除去剤によって、⁸⁹Ｚｒ以外の不純物となる金属イオンがあらかじめ除去された緩衝溶液である。これにより、最終的に混合される反応溶液中に不純物となるＦｅ³⁺、Ｔｉ⁴⁺、Ｙ³⁺などの金属イオンが混入する可能性を低減できる。次に、溶媒としての３．０Ｄ以上の双極子モーメントを有する有機物質を含む有機溶媒を、マイクロチューブに導入する。ここで、有機物質の濃度は、有機物質を少しでも含めば、放射化学的収率を向上させる効果が得られるため、１体積％以上が好ましく、１０体積％以上がより好ましい。有機物質が９５体積％を超えると、反応速度が低下するため、有機物質の濃度は９５体積％以下が望ましい。したがって、有機物質の濃度は、１体積％以上９５体積％以下が好ましく、１０体積％以上９５体積％以下がより好ましい。有機溶媒の導入量は例えば、最終濃度が５０体積％の有機溶媒で５００μＬである。具体的に、本実施形態においては、有機物質として例えば３．７Ｄの双極子モーメントを有するＤＭＳＯを含む有機溶媒を用い、最終濃度は例えば５０体積％である。以上のＤＯＴＡ溶液、緩衝溶液、および有機溶媒をマイクロチューブに導入する順序は、上述した順序に限定されず、種々の順序で導入することが可能である。

ＤＯＴＡ溶液、緩衝溶液、および有機溶媒をマイクロチューブに導入した後、マイクロチューブ内の反応溶液に、⁸⁹Ｚｒを含有した酸性溶液（⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液）を導入することによって、マイクロチューブ内に混合溶液を生成する。ここで、本実施形態において酸性溶液は、強酸の溶液が好ましく、具体的には塩酸（ＨＣｌ）が好ましい。しかしながら、酸性溶液は塩酸などの強酸溶液に必ずしも限定されない。⁸⁹Ｚｒを含有した酸性溶液の導入量は、例えば５０μＬである。

また、上述した実験に付随して本発明者は、反応溶液のｐＨを緩衝溶液によって一定に保った状態で、酸性溶液を０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度とした場合と１ｍｏｌ／Ｌの濃度とした場合とにおいて反応性について比較を行った。その結果、本発明者は、酸性溶液が０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度である⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液の方が高収率であることを知見した。具体的に、ＤＭＳＯを５０体積％含む有機溶媒を用いた場合、酸性溶液の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌおよび１ｍｏｌ／Ｌのいずれであっても反応した。一方で、ＤＭＳＯを１０体積％含む有機溶媒を用いた場合、酸性溶液の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌの場合に反応率が低下することが判明した。この点、非特許文献２においては、反応性が変化する現象は、イオン強度の影響であると想定している。しかしながら、本発明者が反応溶液に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を添加して反応性を改めて測定したところ、反応性に変化が見られなかった。この点から、本発明者は、１ｍｏｌ／Ｌの濃度の酸性溶液に溶解した⁸⁹Ｚｒの反応性が、０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度の酸性溶液に溶解した⁸⁹Ｚｒの反応性より高い反応性を有するのは、水中の⁸⁹Ｚｒイオンの化学形が酸濃度によって変化し、高濃度酸中の方がＤＯＴＡやＮＯＴＡなどとの反応に適した化学形であることが想定される。

マイクロチューブ内において、ＤＯＴＡ溶液、緩衝溶液、有機溶媒、および⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液を混合させた後、所定温度で加熱して所定時間維持する。これによって、ＤＯＴＡと⁸⁹Ｚｒとが反応する。なお、本実施形態においては、⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液は、混合溶液の加熱の直前にマイクロチューブに導入することが好ましい。これは、ＤＭＳＯのような有機溶媒の存在下であっても、⁸⁹Ｚｒは、中性条件および室温中で放置すると、水酸化物化が進行して、ＤＯＴＡとの反応が不活性になるためである。なお、その後に温度を上昇させたとしても⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとの反応は進行しない。これは、ＤＯＴＡとの反応は比較的高い活性化エネルギーが必要である一方、水酸化物化は活性化エネルギーが低いためであると想定される。そのため、⁸⁹Ｚｒを添加した後は速やかに所定温度まで加熱し、ＤＯＴＡと速やかに反応させることが好ましい。なお、⁸⁹ＺｒがＤＯＴＡと錯形成した後は、⁸⁹Ｚｒは水酸化物化することはない。これにより、⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとが不純物に影響されずに反応されるため、反応を効率よく行うことができる。本実施形態においては、所定温度は３５℃以上が好ましく、ＤＯＴＡに結合している物質が高温に耐えられる物質であれば、例えば９０℃以上でもよく、具体的には例えば９５℃である。また、所定時間は例えば３０分程度である。これにより、⁸⁹ＺｒとＤＯＴＡとの以下の反応式（４０１）に従った反応が終了して、⁸⁹ＺｒにＤＯＴＡが結合したジルコニウム錯体が得られる。

⁸⁹Ｚｒを含有した酸性溶液は強酸性であり、反応容器に加えるとｐＨが大きく変化する可能性がある。そのため、高濃度の緩衝液を用いて、マイクロチューブに⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液を添加した後であっても、ｐＨの範囲が所望の範囲に収まるように調整する必要がある。すなわち、⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液を添加した後には、ｐＨ計やｐＨ試験紙などを用いてｐＨを確認するのが好ましい。マイクロチューブに⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液を添加した後に塩基性溶液を加えると、短時間で⁸⁹Ｚｒが水酸化物化してＤＯＴＡとの反応が不活性になる可能性があるため、塩基性溶液を用いた中和の作業は避けることが好ましい。ここで、ｐＨの範囲としては、４以上９以下が好ましく、５以上９以下がより好ましく、６以上８以下がさらに好ましい。

また、ＤＯＴＡと⁸⁹Ｚｒとの錯形成反応後、必要に応じて、事後処理が行われる。例えば、ＤＭＳＯや緩衝液を除去して、生理食塩水やエタノール・生理食塩水混合溶液に置換したりする。なお、イオン交換樹脂、Ｃ１８カラム、またはグラファイトカーボンカラムなどを用いた固相抽出や、液体クロマトグラフィー装置を用いた高速液体クロマトグラフィー法（ＨＰＬＣ法）や、分取などの方法も考えられ、薬剤ごとに適した方法が採用される

（比較例）
以上の実施形態と比較するために、比較例として従来技術によるジルコニウム錯体の合成方法について説明する。図４は、従来技術によるジルコニウムとＤＯＴＡとの反応を行うための具体的な方法を示す図である。

図４に示すように、まず、反応容器であるマイクロチューブに、１０^-4ｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のＤＯＴＡ溶液を導入する。次に、マイクロチューブ内に⁸⁹Ｚｒ含有酸性溶液を導入する。次に、マイクロチューブ内に、略中性の緩衝溶液として、ｐＨが７．０のＨＥＰＥＳを導入する。その後、９０℃以上の９５℃の温度で１時間程度反応させることにより、以下の反応式（４０２）に従ってＤＯＴＡと⁸⁹Ｚｒとを反応させる。これにより、⁸⁹ＺｒにＤＯＴＡが結合したジルコニウム錯体が得られる。

比較例によるジルコニウム錯体の合成方法によってジルコニウム錯体を生成した場合、溶解している⁸⁹Ｚｒの９０％以上がマイクロチューブに付着していることが確認された。また、マイクロチューブに付着した⁸⁹Ｚｒを除いた反応溶液に溶解している⁸⁹Ｚｒにおいては、９５％程度が反応していることが確認された。すなわち、比較例においては、当初の⁸⁹Ｚｒの量に対しては、（（１－０．９）×０．９５×１００＝）９．５％程度の放射化学的収率であることが分かる。これに対し、上述した一実施形態によるジルコニウム錯体の合成方法によってジルコニウム錯体を生成した場合、マイクロチューブに付着した⁸⁹Ｚｒは、溶解している⁸⁹Ｚｒの９％程度であることが確認された。さらに、マイクロチューブに付着した⁸⁹Ｚｒを除いた反応溶液に溶解している⁸⁹Ｚｒにおいては、９５％程度が反応していることが確認された。すなわち、当初の⁸⁹Ｚｒの量に対しては、（（１－０．０９）×０．９５×１００＝）８６．５％程度の放射化学的収率となり、比較例に比して９倍程度の放射化学的収率を確保できることが分かる。また、短い反応時間で、低濃度のＤＯＴＡであっても反応が進行することが分かる。

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、１０^-7～１０^-4ｍｏｌ／Ｌ程度の低濃度のＤＯＴＡであっても、⁸⁹Ｚｒと９０％以上の高い反応率で反応させてジルコニウム錯体を合成することができる。

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値や材料はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値や材料を用いてもよく、本発明は、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により限定されることはない。

例えば、上述の一実施形態においては、酸性溶液として塩酸（ＨＣｌ）を用いているが、その他の酸性溶液を用いることも可能である。また、上述の一実施形態においては、３．０Ｄ以上の双極子モーメントを有する有機物質を含む溶媒として、ＤＭＳＯを用いているが、必ずしもＤＭＳＯに限定されるものではなく、ＤＭＦ、ＮＭＦ、ＮＭＰ、ＦＡ、尿素、またはグアニジンの水溶液を用いることも可能である。

本発明に係るジルコニウム錯体の合成方法は、医用イメージングに好適に利用できる。

Claims (12)

1. ３．０Ｄ以上の双極子モーメントを有する有機物質を含む溶媒と、
   一般式（１）または一般式（２）によって表される構造を含むキレート剤が溶解されたキレート剤溶液と、
   酸性溶液に溶解されたジルコニウムと、
   を混合した混合溶液を、所定温度以上にすることによりジルコニウム錯体を合成するジルコニウム錯体の合成方法であって、
   前記有機物質は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルホルムアミド（ＮＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、および尿素からなる群より選ばれた少なくとも１種類の物質であり、
   前記溶媒に金属除去剤を添加して金属を除去し、前記酸性溶液に濃度が１０ ^-6 ｍｏｌ／Ｌ以上のシュウ酸を添加する
   ことを特徴とするジルコニウム錯体の合成方法。
   

   

   （一般式（１）において、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄はそれぞれ、水素（－Ｈ）（この場合、Ｒ₅～Ｒ₁₂のうちでさらに接続するものは存在しないとする）、－ＣＨ－基、－（ＣＨ₂）_nＣＨ－基、－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ₂） _n ＣＨ－基、または－（ＣＨ₂） _n Ｃ（＝Ｏ）Ｎ－基である。前記ｎは０以上の整数である。Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇，Ｒ₈，Ｒ₉，Ｒ₁₀，Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，Ｒ₁₄，Ｒ₁₅，Ｒ₁₆，Ｒ₁₇，Ｒ₁₈，Ｒ₁₉，Ｒ₂₀のうちの少なくとも２つは、カルボン酸、１級アミド、ヒドロキサム酸、ホスホン酸、リン酸、スルホン酸、アルコール、アミン、フェノール、アニリン、また上記に置換基を付加した、エステル、２級アミド、ヒドロキサム酸、リン酸エステルから少なくとも２つ選ばれ、残りの置換基は、水素、アルキル鎖、tert－ブチル保護カルボン酸、ニトロベンゼン、または置換基付加アルキル鎖である。前記Ｒ₅～Ｒ₂₀に含まれる官能基には、ＰＥＴプローブ、またはＰＥＴプローブを結合させやすくする官能基が付加されていてもよい。前記結合させやすくする官能基とは、カルボン酸、カルボン酸スクシンイミドエステル、カルボン酸テトラフルオロフェノールエステル、アルコール、アミン、チオール、イソチオシアネート、マレイミド、フェノール、アニリン、安息香酸、フェニルイソチオシアネート、または、クリックケミストリー試薬である、アルキン、アジド、ＤＢＣＯ、ＢＣＮ、ＴＣＯ、ノルボルネン、テトラジン、もしくはメチルテトラジンである。前記Ｒ₁～Ｒ₂₀は、前記結合させやすくする官能基の構造、またはＰＥＴプローブと前記結合させやすくする官能基との縮合済みの構造があってもよい。）
   （一般式（２）において、Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₂₃はそれぞれ、水素（－Ｈ）（この場合、Ｒ₂₄～Ｒ₂₉のうちでさらに接続するものは存在しないとする）、－ＣＨ－基、－（ＣＨ₂）_nＣＨ－基、－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ₂） _n ＣＨ－基、または－（ＣＨ₂） _n Ｃ（＝Ｏ）Ｎ－基である。前記ｎは０以上の整数である。Ｒ₂₄，Ｒ₂₅，Ｒ₂₆，Ｒ₂₇，Ｒ₂₈，Ｒ₂₉，Ｒ₃₀，Ｒ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₃₄，Ｒ₃₅のうちの少なくとも２つは、カルボン酸、１級アミド、ヒドロキサム酸、ホスホン酸、リン酸、スルホン酸、アルコール、アミン、フェノール、アニリン、また上記に置換基を付加した、エステル、２級アミド、ヒドロキサム酸、リン酸エステルから少なくとも２つ選ばれ、残りの置換基は、水素、アルキル鎖、tert－ブチル保護カルボン酸、ニトロベンゼン、または置換基付加アルキル鎖である。前記Ｒ₂₄～Ｒ₃₅に含まれる官能基には、ＰＥＴプローブ、またはＰＥＴプローブを結合させやすくする官能基が付加されていてもよい。前記結合させやすくする官能基とは下記の官能基である。カルボン酸、カルボン酸スクシンイミドエステル、カルボン酸テトラフルオロフェノールエステル、アルコール、アミン、チオール、イソチオシアネート、マレイミド、フェノール、アニリン、安息香酸、フェニルイソチオシアネート、またはクリックケミストリー試薬である、アルキン、アジド、ＤＢＣＯ、ＢＣＮ、ＴＣＯ、ノルボルネン、テトラジン、もしくはメチルテトラジンである。前記Ｒ₂₄～Ｒ₃₅は、前記結合させやすくする官能基の構造、またはＰＥＴプローブと前記結合させやすくする官能基との縮合済みの構造があってもよい。）
2. 前記ジルコニウム錯体を２段階で精製する場合、１段目の精製と２段目の精製との間の経過時間を２４時間以内とする
   ことを特徴とする請求項１に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
3. 前記有機物質の濃度が１体積％以上９５体積％以下である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
4. 前記所定温度が３５℃以上である
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
5. 前記溶媒が金属除去剤によって精製された溶媒である
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
6. 前記酸性溶液は、塩酸である
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
7. 前記酸性溶液に溶解されたジルコニウムを、前記溶媒と前記キレート剤溶液とを混合した溶液に、前記所定温度以上に加熱する直前または前記加熱の後に混合させる
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
8. 前記一般式（１）におけるＲ₅～Ｒ₂₀のうちの少なくとも１つ、または前記一般式（２）におけるＲ₂₄～Ｒ₃₅のうちの少なくとも１つが、化学式（１６）～（２１）、および（２６）の群から選ばれた少なくとも１つの構造を経由して、分子プローブを結合、または分子プローブにリンカーを結合させたものである
   ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
   

   
9. 前記分子プローブは、タンパク質、ペプチド、または低分子有機化合物である
   ことを特徴とする請求項８に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
10. 前記タンパク質または前記ペプチドは、天然アミノ酸、非天然アミノ酸、または前記天然アミノ酸と前記非天然アミノ酸との両方から構成され、直鎖構造または環状構造を有する
    ことを特徴とする請求項９に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
11. 前記リンカーは、ポリエチレングリコール、アルキル鎖、もしくはピペラジン、またはそれらの複合体である
    ことを特徴とする請求項８～１０のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。
12. 前記シュウ酸の濃度を１０^-4ｍｏｌ／Ｌ未満に調整する
    ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載のジルコニウム錯体の合成方法。

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