JPH09263590A - 陽イオン交換樹脂カラム上で、溶媒除去と加水分解反応を同時に行うfdg合成装置 - Google Patents
陽イオン交換樹脂カラム上で、溶媒除去と加水分解反応を同時に行うfdg合成装置Info
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Abstract
れ、合成収率が向上し、そして、合成時間が短縮化され
たFDG合成装置を得る。 【解決手段】 ターゲット水に含まれているF−18マイ
ナスイオンをトラップし、次いでF−18マイナスイオン
とトリフレートとの間で標識反応を行うための、固定化
相間移動触媒樹脂を充填したカラムからなる標識反応用
樹脂カラム、および、標識反応によって得られた有機溶
媒を含む中間生成物を加熱して、有機溶媒を蒸発除去
し、同時に、有機溶媒が除去された中間生成物を、H+
型に調製した陽イオン交換樹脂に接触させて、加水分解
反応を行うための、加熱手段および有機溶媒を含む中間
生成物の流速制御手段を有する陽イオン交換樹脂カラム
からなることを特徴とする、陽イオン交換樹脂カラム上
で、溶媒除去と加水分解反応を同時に行うFDG合成装
置
Description
画像(Positron Emission Tomography)(以下PETとい
う)システムにおける標識化合物としてのFDGを合成
する装置に関する。
像によって観察し診断する方法の一つとして、近年、陽
電子を出す物質を用いたPETシステムによる画像診断
法が注目されている。PETシステムによる画像診断法
によれば、ガンなどの疾患の形態画像のみならず、体内
における血液や酸素の動きなどの機能画像を得ることが
でき、脳障害や心臓病などの診断に大きな威力が発揮さ
れる。
元素を用いた画像診断システムであって、システムの概
略は次の通りである。 (1)サイクロトロンにおいてイオンを高エネルギーに
加速する。 (2)加速されたイオンを、反応容器であるターゲット
ボックスにおいて、ターゲットと呼ばれる材料に照射す
ることにより、放射性核種を生成する。 (3)上記放射性核種を原料とし、標識化合物合成装置
において、人体に投与できる放射性同位元素で標識され
た化合物を調製する。 (4)このようにして調製された標識化合物を人体内に
投与し、そして、スキャナによって人体内に取り込まれ
た上記標識化合物の分布を検出し、検出結果をコンピュ
ータにより画像化する。
G(Fluoro deoxy glucose)が知られている。FDGはグ
ルコースの一部を陽電子放出核種のF−18(半減期11
9.7分)に置き換えた標識化合物であり、脳の機能や
悪性腫瘍の診断に使用されている。
法が知られている。この方法は、放射性同位元素である
F−18を化合物に結合させる標識反応の工程、および、
標識した中間生成物から保護基(通常アセチル基)を分
離する加水分解反応の工程からなっている。図1に従来
のFDGの合成方法を示す。
トン粒子をO−18水に照射し、ターゲットボックス内で
F−18マイナスイオンを製造する。このように製造し
た、F−18マイナスイオンが含まれているO−18水(以
下ターゲット水という)をターゲットボックス1から取
り出して、図1に示すように、ターゲット水中間容器2
に送る。次いで、ターゲット水中間容器2からターゲッ
ト水を陰イオン交換樹脂3に通して、F−18マイナスイ
オンを陰イオン交換樹脂でトラップし、O−18水を回収
容器4に回収する。
シリンジ6で吸い取り、そして、陰イオン交換樹脂3に
流して、F−18を抽出する。このように抽出されたF−
18は反応容器7へ送られる。次いで、Kryptofix222のア
セトニトリル溶液を容器8から反応容器7に送る。次い
で、反応容器7を加熱して容器内の水分を蒸発させる。
更に、容器内の水分が蒸発した後、アセトニトリルを容
器9からシリンジ10で吸い取り、そして、反応容器7
に送り、再度、反応容器7を加熱して容器内の水分を充
分に蒸発させる。
た後、反応基質である1,3,4,6-Tetra-0-acetyl-2-0-tri
fluoromethanesulfonyl-β-D-mannopyranose(以下トリ
フレートという)のアセトニトリル溶液を容器11から
反応容器7に送り、そして、80℃の温度で約5分間、
標識反応を行う。
からシリンジ13で吸い取って、反応容器7に送る。次
いで、反応容器7内の溶液を反応容器7からSepPakC-18
カートリッジ14に通して、反応中間体である、溶液中
の4-acetyl-FDGを前記カートリッジ14にトラップさ
せ、未反応のF−18およびKryptofix222を含む廃液を廃
液容器15に送る。このように、4-acetyl-FDGは、未反
応のF−18およびKryptofix222から分離される。
ンジ10で吸い取り、精製した前記反応中間体を、カー
トリッジ14から抽出して、再度、反応容器7に送る。
次いで、反応容器7を加熱して有機溶媒を蒸発させた
後、塩酸水溶液を容器16からシリンジ17で吸い取っ
て、反応容器7に加える。次いで、反応容器7を130
℃の温度で10〜20分間加熱して、加水分解反応を行
う。
12からシリンジで吸い取って、反応容器7に加える。
次いで、このように処理した反応容器7内の溶液をイオ
ン遅延樹脂カラム18、精製カラム19に順次通して、
合成されたFDGをFDG容器20に収容する(以下、
先行技術1という)。
わりに水酸化ナトリウム水溶液を使用して、中和反応に
よって塩酸を除去する以外は、先行技術1と同一プロセ
スで処理して、合成されたFDGを得る(以下、先行技
術2という)。
時にKryptofix222またはテトラブチルアンモニウム炭酸
水素塩(TBAHCO3 )の相間移動触媒を添加するの
で、添加したこれ等相間移動触媒を除去するプロセスが
必要になる。更に、上述した相間移動触媒を使用するた
め、水分を蒸発乾固によって完全に除去する必要があ
り、水分の除去に時間がかかるという問題点がある。更
に、O−18水の回収のために、陰イオン交換樹脂を使用
する特別のプロセスが必要であり、FDG合成操作プロ
セスが複雑になるという問題点がある。F−18の半減期
は約2時間であり、合成に時間がかかり過ぎるとFDG
の収量を低下させるという問題点がある。
化ナトリウム水溶液を収容する容器が必要であり、そし
て、塩酸水溶液または水酸化ナトリウム水溶液を除去す
るためのイオン遅延樹脂または中和用の試薬が必要であ
る。更に、イオン遅延樹脂を使用するときは、イオン遅
延樹脂中に細菌が繁殖し易く、樹脂中に細菌毒素(パイ
ロジェン)が混入し易いため、使用前に充分にイオン遅
延樹脂を洗浄する必要がある。更に、中和反応を利用す
るときは、加水分解反応中に塩酸または水酸化ナトリウ
ムが失われるので、正確に等量の反応を行わせることが
困難であり、そのためにリン酸バッフアー等を用いる
と、FDG中に不純物のリン酸等が混入してしまうとい
う問題点がある。
的は、先行技術の有する上述した問題点を解決するため
になされたものであって、FDG合成装置におけるプロ
セスが簡略化され、合成収率が向上し、そして、合成時
間が短縮化されたFDG合成装置を提供することにあ
る。
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、標識反
応を行う従来の反応容器の代わりに、ポリスチレン樹脂
に、ホスホニウム塩またはピリジニウム塩を固定化する
ことからなる固定化相間移動触媒樹脂を充填したカラム
を使用し、そして、加水分解反応容器の代わりに、標識
反応によって得られた有機溶媒を含む中間生成物を加熱
して、前記有機溶媒を蒸発除去し、同時に、前記有機溶
媒が除去された前記中間生成物を、H+ 型に調製した陽
イオン交換樹脂に接触させて、加水分解反応を行うため
の、陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン交換樹脂カラ
ムを使用することにより、FDG合成プロセスが簡略化
され、合成収率が向上し、そして、合成時間が短縮化さ
れたFDG合成装置を得ることができることを知見し
た。
媒除去と加水分解反応を同時に行うFDG合成装置は、
上記知見に基づいてなされたものであって、ターゲット
水に含まれているF−18マイナスイオンをトラップし、
次いで前記F−18マイナスイオンとトリフレートとの間
で標識反応を行うための、固定化相間移動触媒樹脂を充
填したカラムからなる標識反応用樹脂カラム、および、
前記標識反応によって得られた有機溶媒を含む中間生成
物を加熱して、前記有機溶媒を蒸発除去し、同時に、前
記有機溶媒が除去された前記中間生成物を、H+ 型に調
製した陽イオン交換樹脂に接触させて、加水分解反応を
行うための、加熱手段および前記有機溶媒を含む中間生
成物の流速制御手段を有する陽イオン交換樹脂カラムか
らなることを特徴とするものである。
ながら説明する。図2は、この発明のFDG合成装置の
1実施態様を示す概略説明図である。本発明の装置は、
F−18マイナスイオンをトラップし、次いで水分を除去
し、次いで前記F−18マイナスイオンとトリフレートと
の間で標識反応を行うための、標識反応用樹脂カラム、
前記標識反応によって得られた有機溶媒を含む中間生成
物を加熱して、前記有機溶媒を蒸発除去し、同時に、前
記有機溶媒が除去された前記中間生成物を、H+ 型に調
製した陽イオン交換樹脂に接触させて、加水分解反応を
行うための、陽イオン交換樹脂カラムおよび精製するた
めの精製カラムからなっている。
ては、カラムを通過する、有機溶媒を含む中間生成物の
流速とカラム内の温度を調整して、カラム内で溶媒が蒸
発する速度より新たにカラムに流れてくる溶媒の速度を
遅くすることによって、陽イオン交換樹脂カラム内で溶
媒を蒸発除去して、有機溶媒が除去された、FDGの中
間生成物をカラムの樹脂に接触させる。
度を調整するための加熱手段と、有機溶媒を含む中間生
成物の流速を制御するための流速制御手段とを有してい
る。加熱手段によって、カラム内を90〜150℃の範
囲内の温度に調整し、そして、流速制御手段によって、
有機溶媒を含む中間生成物の流速を、0.5〜1.5c
c/分の範囲内に制御する。
て、水分を含んだ状態の陽イオン交換樹脂、または、乾
燥した状態の陽イオン交換樹脂を使用することができ
る。水分を含んだ状態の陽イオン交換樹脂を使用すると
きは、充分な量の陽イオン交換樹脂を使用することが好
ましい。乾燥した状態の陽イオン交換樹脂を使用すると
きは、有機溶媒と中間生成物の分離が容易になり、少量
の陽イオン交換樹脂で有効な加水分解率が達成できる。
なお、乾燥した状態の陽イオン交換樹脂を使用するとき
は、加水分解時に水を添加する必要がある。
5は陽イオン交換樹脂カラムであり、20は精製カラム
である。樹脂カラム5は、ポリスチレン樹脂にホスホニ
ウム塩またはピリジニウム塩を固定化した、即ち、固定
化ホスホニウム塩または固定化ピリジニウム塩からなる
固定化相間移動触媒樹脂を充填したカラムからなってい
る。樹脂カラム5では、ターゲット水を通過させて、タ
ーゲット水に含まれているF−18マイナスイオンをトラ
ップし、次いで、アセトニトリル溶液を通過させて、カ
ラム内を乾燥させ、そして、次いで、トリフレート溶液
を通過させて、トラップされたF−18マイナスイオンと
トリフレートとの間で標識反応が行われる。
プされたF−18マイナスイオンと分離されたO−18水
は、バルブ10操作によって、回収容器6に回収され、
アセトニトリル溶液等は、バルブ操作によって、廃液容
器11に回収される。上述したように、樹脂カラムにお
いて、F−18マイナスイオンがトラップされ、そして、
次いで標識反応が行われるので、O−18水の回収のため
の別個のプロセスが不要になり、標識反応を阻害する水
分の除去が、反応容器をカラム化することによって、有
機溶媒をカラムに通すだけで、カラム内の水分除去が可
能になる。更に、触媒が樹脂に固定化されているため、
触媒を分離除去する別個のプロセスが不要になると共
に、標識反応率が向上する。
標識反応用樹脂カラム5で標識反応によって標識された
中間生成物から保護基(通常アセチル基)を分離する加
水分解反応のプロセスが行われる。即ち、F−18マイナ
スイオンがトラップされた樹脂カラム5にトリフレート
溶液を通過させ標識反応を行い、標識反応によって生成
した、有機溶媒を含む中間生成物から有機溶媒(アセト
ニトリル)を蒸発除去し、同時に、中間生成物をH+ 型
に調製した陽イオン交換樹脂に接触させ、130℃の温
度で10〜15分間加熱して、加水分解反応を行う。従
って、標識反応によって生成した中間生成物が陽イオン
交換樹脂カラムによってトラップされずに、有機溶媒と
共に流し出されることを防止できる。更に、加水分解反
応時に、塩酸水溶液または水酸化ナトリウム水溶液が不
要となり、反応容器が要らなくなる。
て、精製カラム20を通過させて、FDGを合成する。
即ち、加水分解後は、水で流し出すだけの簡単な操作で
FDGを水溶液中に得ることができる。
8、トリフレ−ト容器12が、シリンジポンプ3、7、
および、3方バルブ4、9、13を介して、標識反応用
樹脂カラム5に連絡されている。更に、標識反応用樹脂
カラム5には、O−18水回収容器6、廃液容器11が連
絡されている。陽イオン交換樹脂カラム15は、標識反
応用樹脂カラム5と連絡されており、そして、無菌水容
器16と、シリンジポンプ17、および、3方バルブ1
8を介して連絡されている。更に、陽イオン交換樹脂カ
ラム15は、3方バルブ19を介して精製カラム20と
連絡されている。
する。本発明の装置において使用する標識反応用樹脂カ
ラムは、エタノールと水の混合溶媒に、100〜200
メッシュの樹脂を混ぜ合わせてスラリー状としたもの
を、内径2mm長さ5cmの円筒形の、例えば、ステン
レス製のカラムに充填することによって形成されてい
る。更に、本発明の装置において使用する陽イオン交換
樹脂カラムは、H+ 型に調製した陽イオン交換樹脂を内
径12mm長さ4cmの円筒形のカラムに充填すること
によって形成されている。図2に示すように、ターゲッ
トボックス1から、ターゲット水、即ち、照射済みのF
−18マイナスイオンを含むO−18水をターゲット水容器
2に送液した。ターゲット水容器2からシリンジポンプ
3にターゲット水を吸い込み、3方バルブ4を切り換え
て、ターゲット水を樹脂カラム5に送り、F−18を樹脂
中にトラップすると同時に、O−18水を分離して回収容
器6に送った。次にシリンジポンプ7でアセトニトリル
容器8に入っているアセトニトリルを吸い込み、3方バ
ルブ9、3方バルブ10を切り替えて樹脂カラム5にア
セトニトリルを流して、樹脂カラム5内を乾燥させ、ア
セトニトリルは廃液容器11に流した。
ジポンプ7でトリフレート溶液を吸い取り、3方バルブ
13、3方バルブ14を切り替えてトリフレート溶液を
樹脂カラム5に流して樹脂カラム内で標識反応を行い、
アセトニトリルを含む中間生成物を、陽イオン交換樹脂
カラム15に送液した。その時の、アセトニトリルを含
む中間生成物の流速は、0.7cc/分であり、カラム
内の温度は120℃であった。このようにして陽イオン
交換樹脂カラム15において、アセトニトリルを蒸発除
去し、同時に、カラムにおいて、中間生成物をトラップ
した。次いで、陽イオン交換樹脂カラム15において、
130℃の温度で10から15分間加熱して、加水分解
反応を行った。
バルブ18を切り替え、無菌水をシリンジポンプ17に
吸い込み、陽イオン交換樹脂カラム15に送り、3方バ
ルブ19を切り替えて反応溶液を精製カラム20に通
し、FDGを得た。本発明のFDG合成装置によるFD
G合成結果を、表1に示す。
装置によると、合成プロセスが先行技術の約半分のプロ
セスに簡略化でき、同時に、合成に要する時間が大幅に
短縮された。
におけるプロセスが簡略化され、合成収率が向上し、そ
して、合成時間が短縮化されたFDG合成装置を提供す
ることができ、工業上有用な効果がもたらされる。
説明図である。
様を示す概略説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ターゲット水に含まれているF−18マイ
ナスイオンをトラップし、次いで前記F−18マイナスイ
オンとトリフレートとの間で標識反応を行うための、固
定化相間移動触媒樹脂を充填したカラムからなる標識反
応用樹脂カラム、および、前記標識反応によって得られ
た有機溶媒を含む中間生成物を加熱して、前記有機溶媒
を蒸発除去し、同時に、前記有機溶媒が除去された前記
中間生成物を、H+ 型に調製した陽イオン交換樹脂に接
触させて、加水分解反応を行うための、加熱手段および
前記有機溶媒を含む中間生成物の流速制御手段を有する
陽イオン交換樹脂カラムからなることを特徴とする、陽
イオン交換樹脂カラム上で、溶媒除去と加水分解反応を
同時に行うFDG合成装置
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08075534A JP3133251B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 陽イオン交換樹脂カラム上で、溶媒除去と加水分解反応を同時に行うfdg合成装置 |
US08/824,566 US5932178A (en) | 1996-03-29 | 1997-03-26 | FDG synthesizer using columns |
DE69719831T DE69719831T2 (de) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Fluor-Desoxy-Glucose-Synthesizer unter Verwendung von Kolonnen |
EP01115180A EP1134228B1 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Fluoro-deoxyglucose synthesizer using columns |
DE69719576T DE69719576T2 (de) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Fluor-desoxy-glucose-Synthetisierer unter Verwendung von Kolonnen |
EP97105302A EP0798307B1 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Fluoro-deoxyglucose synthesizer using columns |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08075534A JP3133251B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 陽イオン交換樹脂カラム上で、溶媒除去と加水分解反応を同時に行うfdg合成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09263590A true JPH09263590A (ja) | 1997-10-07 |
JP3133251B2 JP3133251B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=13578985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08075534A Expired - Lifetime JP3133251B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 陽イオン交換樹脂カラム上で、溶媒除去と加水分解反応を同時に行うfdg合成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3133251B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-03-29 JP JP08075534A patent/JP3133251B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
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