JPH09318799A - 13n−アンモニアの製造方法及び装置 - Google Patents

13n−アンモニアの製造方法及び装置

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JPH09318799A
JPH09318799A JP13304396A JP13304396A JPH09318799A JP H09318799 A JPH09318799 A JP H09318799A JP 13304396 A JP13304396 A JP 13304396A JP 13304396 A JP13304396 A JP 13304396A JP H09318799 A JPH09318799 A JP H09318799A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターゲット法がより広く使用されるよう
に,その欠点であるイオン交換樹脂の使用を行わず,1
3N−アンモニアを簡便に製造できる13N−アンモニ
アの製造方法と装置とを提供すること。 【解決手段】 13N−アンモニアの製造装置10にお
いて,生成したターゲット液を収容する加熱反応容器1
と,図示しないターゲット容器から加熱反応容器1に1
3−アンモニアを含むターゲット液を導入するターゲッ
ト液導入管2を備えている。また,アルカリ供給管3を
備え,13N−アンモニアをターゲット液から分離する
ように,加熱反応容器1にアルカリ溶液を供給する。ま
た,加熱反応容器1から,分離精製した13N−アンモ
ニアを搬送する搬送管4と,分離精製後に反応容器1か
ら残り溶液を排出する溶液排出管6とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,医療用の標識化合
物である13N−NH3 (以下,13N−アンモニアと呼
ぶ)の製造方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,注射剤としての13N−アンモニ
アを製造するには,一般に,注射用蒸留水に陽子(プロ
トンビーム)を照射して,16O(p,α)13Nの核反応
により生成した13N化合物,例えば,13N−NO,13
−NO2 13N−NO3 132 ガス等を回収し,三塩
化チタンと12N(規定)−水酸化ナトリウム等の強ア
ルカリを加えて,加熱還元し,13N−アンモニアを蒸
留回収し,メンブランフィルターを通過させることが行
われている。
【0003】この従来の方法では,13N−アンモニア
は,自動合成装置を使用して製造されている。しかし,
これらの原料のバルブの詰まりや強熱するために,定期
的なヒータの断線交換や製造後の廃液の処理及び装置の
メンテナンスなどが作業者の負担になっていた。また,
合成装置の構成が複雑になり小型化が困難であるという
欠点を有した。
【0004】また,従来の還元法において,製造工程で
キャリアーとして,14N−アンモニアも多量に製造され
ているので,アンモニアの比放射能(13N同位体アンモ
ニアと14Nアンモニアの濃度比)としては,かなり低い
値となることが知られている。
【0005】近年,上述の従来の方法に代わる方法とし
て,インターゲット法が提案されている(Wieland B.,
Bida G., Padgett H., Hendry G., Zippi E., Kabalka
G.,Morelle J.-L., Verbruggen R., and GHYOOT M.:"In
-target Production of[13N]Ammonia via Proton Irrad
iation of dilute Aqueous Ethanol andAcetic Acid Mi
xtures", Appl. Radiat. Isot. Vol. 42, No. 11. pp.
1095-1098, 1991,以下,Wieland と呼ぶ)。図2はWiel
and の方法を概略的に示す図である。図2を参照する
と,プロトンビーム(陽子)を照射されたターゲット溶
液は,バルブ52を備えたターゲット液導入管51を介
して,陰イオン交換樹脂を充填したカラム53に導入さ
れる。このカラム53内で,陰イオン不純物を吸着さ
せ,13N−アンモニアを選択的に回収し,不純物と分離
して,生成物回収容器(バイアル)54に回収される。
要約すれば,このWieland の方法は,注射用蒸留水に少
量のエタノールを添加することによって,生成する13
化合物の97%程度が13N−アンモニアとして得られ
るというものである。このインターゲット法では,陰イ
オン交換以前の問題として,14Nのキャリアーアンモニ
アが極少量しかできず,結果的に高比放射能値の13N
−アンモニアが得られることが分かっているが,キャリ
アーが無い事が原因で,通常の蒸留動作では,13N−
アンモニアが回収されない現象が起き,回収効率が低い
ことが知られている。
【0006】また,前述したWieland の方法の他に,陽
イオン交換樹脂を用いて,13N−アンモニアを吸着さ
せ,13NOxを中心とする陰イオン不純物を通し,生理
食塩水を流して,13N−アンモニアを回収し,メンブ
ランフィルターを通し,注射液として製する方法もあ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したイオン交換樹
脂を使用する方法は,装置の小型化には有利ではある
が,次のような欠点を有することが指摘されている。
【0008】まず,第1に,イオン交換樹脂は,それ自
体発熱性物質(パイロジェン)を多量に含み,使用の前
において,大量の水で長時間に渡り洗浄する必要があ
る。実際に,イオン交換樹脂を用いた場合,5ミリリッ
トル以下を充填したカラムに,1リットル以上の注射用
蒸留水を3時間以上に渡って洗浄しなければならない。
【0009】また,第2の欠点として次のことが挙げら
れる。発熱性物質は,ターゲット容器や移送配管など常
時水分を含む環境下にも存在する。従って,プロトンビ
ームを照射された水溶液は,常に発熱性物質を含んでい
る可能性がある。したがって,イオン交換樹脂を通過さ
せるだけの製造方法は,注射剤に発熱性物質を含んでい
る可能性が高いということである。
【0010】第3の欠点として,次のことが挙げられ
る。13N−アンモニアは,半減期が10分と短く,4
0分程度の間隔で,同一被験者や,別の被験者に投与す
るため,繰り返し製造が行われている。イオン交換樹脂
法では,発熱性物質が発生し易く,常に使用直前に調整
する必要があり,繰り返し製造する場合,長時間放置を
余儀なくされるため,困難と考えられている。従って,
1回毎に,交換することが望まれ,作業者の被爆防止の
観点から好ましくない。
【0011】さらに,第4の欠点として,次のことが挙
げられる。プロトンビームを照射し,13N化合物を製造
する際に,注射用蒸留水を入れる容器であるターゲット
容器の材質からも,放射性核種が製造される。また,注
射用蒸留水には,微量であるが,PO4 3-,SO4 2-
Al3+,Ca2+,Fe2+,Fe3+等の色々なイオンが存
在している。
【0012】例えば,ターゲット容器にTiを採用し,
陽子を照射すると,48Ti(p,xn) 48Vの核反応
で,バナジウム48(半減期15.98日)が生成され
る。金属イオンは,13N−アンモニアと同様の挙動を
し,陰イオン交換樹脂を素通りして,13N−アンモニ
ア回収液に含まれることになる。その他の陽イオン高交
換樹脂法においても,各種イオンの中から,13N−ア
ンモニアにみを選択的に回収することは困難と考えら
れ,簡便なインターゲット法があるにも係わらず,従来
からの還元法が多く採用されているのが現状である。
【0013】そこで,本発明の技術的課題は,インター
ゲット法がより広く使用されるように,その欠点である
イオン交換樹脂の使用を行わず,13N−アンモニアを
簡便に製造できる13N−アンモニアの製造方法と装置
とを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,ターゲ
ット容器に,プロトンビームを照射して,13N−アン
モニアを含むターゲット液を生成し,前記ターゲット液
から,前記13N−アンモニアを回収する13N−アン
モニアの製造方法において,前記ターゲット液に,アル
カリ溶液を供給することにより,13N−アンモニアの
みを分離精製することを特徴とする13N−アンモニア
の製造方法が得られる。
【0015】また,本発明によれば,前記13N−アン
モニアの製造方法において,前記アルカリ溶液として,
0.1〜2NのNaOH又はKOHを含む水溶液を添加
することを特徴とする13N−アンモニアの製造方法が
得られる。
【0016】また,本発明によれば,ターゲット容器内
にプロトンビームを照射し,13N−アンモニアを含む
ターゲット液を生成して,前記ターゲット液から前記1
3N−アンモニアを回収する13N−アンモニアの製造
装置において,生成したターゲット液を収容する反応容
器と,前記ターゲット容器から前記反応容器に前記ター
ゲット液を導入する導入手段と,前記13N−アンモニ
アを前記ターゲット液から分離するように,前記反応容
器にアルカリ溶液を供給するアルカリ供給手段と,前記
反応容器から,分離精製した13N−アンモニアを搬送
する搬送手段と,前記分離精製後に前記反応容器から残
り溶液を排出する溶液排出手段とを具備したことを特徴
とする13N−アンモニアの製造装置が得られる。
【0017】さらに,本発明によれば,前記13N−ア
ンモニアの製造装置において,前記アルカリ溶液は,
0.1〜2NのNaOH又はKOHを含む水溶液である
ことを特徴とする13N−アンモニアの製造装置が得ら
れる。
【0018】ここで,本発明において,前記ターゲット
液は,ターゲット容器内で,純水または注射用蒸留水に
エタノールまたは水素などを添加し,プロトンビームを
照射することによって,生成されることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0020】図1は本発明の実施の形態による13N−
アンモニアの製造装置の概略構成図である。
【0021】図1を参照すると,13N−アンモニア製
造装置10は,生成したターゲット液を収容する加熱反
応容器1と,この加熱反応容器1に,図示しないターゲ
ット容器からのターゲット液を導入する導入手段である
ターゲット液導入管2と,加熱反応容器1にアルカリ溶
液を供給するアルカリ供給管3を備えたアルカリ供給手
段を備えている。
【0022】また,13N−アンモニア製造装置10
は,加熱反応容器1において,精製された13N−アン
モニアを生成物収容容器7に搬送する搬送管4を備えた
搬送手段と,13N−アンモニアを搬送するために同伴
ガス,例えば,窒素などの不活性ガスを導入するガス導
入管5と,13N−アンモニアを精製後に反応容器1か
ら残溶液を排出して廃液回収容器8に回収するための溶
液排出管6を有する溶液排出手段とを備えている。
【0023】ターゲット液導入管2,アルカリ供給管
3,搬送管4,ガス導入管5,及び溶液排出管6の夫々
には,バルブ12,13,14,15,及び16が設け
られ,仕切ることができるように構成されている。
【0024】尚,ターゲット液導入管2のバルブ12
は,ターゲット側にあれば良く,装置側に取り付ける必
要はない。
【0025】また,加熱反応容器1の底部には,加熱反
応容器1を収容し支持する支持部材18と一体のヒータ
9が設けられ,このヒータ9は,バルブ17を備えた空
気導入管11の一端に接続されている。そして,ヒータ
9は,バルブ17を開放して空気を導入することによっ
て,加熱反応容器1に収容された溶液を加熱する空気加
熱式である。しかし,加熱反応容器1が加熱できれば,
他の方式であっても良い。
【0026】また,ガス導入管5を介して加熱反応容器
1に導入される同伴ガスは,導入されなくとも,生成し
た13N−アンモニアガスは回収することができるが,
同伴ガスを導入した方が短時間で回収できる。
【0027】また,アルカリ供給管3を介して加熱反応
容器1内のターゲット液に,13N−アンモニアの回収
を促進するために,アルカリ溶液が添加される。
【0028】本発明の実施の形態において,アルカリ溶
液を調整するためのアルカリ剤としては,NaOHの他
に,KOHなどの非揮発性のものが適する。しかし,ア
ルカリであっても,揮発性のアンモニアやアミン化合物
溶液などは,本発明の主旨から当然適用できない。ま
た,アルカリ溶液のアルカリ濃度は,強アルカリでもよ
いが,取扱いの面から,0.1N(規定)から2N(規
定)が好ましい。
【0029】次に,図1の13N−アンモニア製造装置
の操作について説明する。純水又は注射用蒸留水にエタ
ノール又は水素等を添加して,図示しないターゲット容
器に充填し,陽子を照射することによって,ターゲット
容器内で13N−アンモニアが製造され,これを含むタ
ーゲット液が,バルブ12の開放操作によってターゲッ
ト液導入管2を介して,加熱反応容器1に導入される。
加熱反応容器1内のターゲット液に,アルカリ供給管3
からバルブ13を介して少量の弱アルカリ溶液を加えた
後,ヒータ9で,加熱反応容器1を加熱し,搬送管7の
バルブ14を開け水及び13N−アンモニアを蒸発さ
せ,生成物収容容器(バイアル)7に移送する。この
時,ガス導入管5のバルブ15を介して,同伴ガスであ
る窒素ガスを供給する。
【0030】13N−アンモニアは,生成物収容容器7
内に予め用意してある注射用蒸留水又は生理用食塩水に
バブリングされた後,生成物収容容器7に回収した後,
フィルターを通して注射剤を製する。13N−アンモニ
ア回収後,再びバルブ15を介して窒素ガスを導入し,
溶液排出管6のバルブ16を開け,加熱反応容器16内
に残った水溶液を排出し,廃液回収容器8に回収する。
この一連の操作によって,13N−アンモニアの製造
は,繰り返して行うことができる。
【0031】次に,本発明の実施の形態による製造の具
体例について説明する。
【0032】18MeVの加速エネルギーを持つサイク
ロトロンに取り付けられている容積1.3ミリリットル
のターゲット容器に,180−同位体水を充填し,陽子を
照射した。15μAで10分間照射し,照射終了後のタ
ーゲット水溶液とリンス液とを合わせて1.8ミリリッ
トルをHeガスで加熱反応容器1に移送した。移送終了
後,1N(規定)−NaOHの1ミリリットルを加熱反
応容器1に加え,130℃に加熱し,同伴ガスとして窒
素ガスを50ミリリットル/分で,ガス導入管5から導
入した。13N−アンモニアは,約2分で蒸発回収さ
れ,照射終了後,液体クロマトグラフィーで放射化学的
純度,化学的純度ともに98%以上,pH6〜7の注射
剤が得られた。
【0033】
【発明の効果】以上,説明したように,本発明によれ
ば,イオン交換樹脂を使用しないためカラムの前処理な
どが不要で,作業者の負担が低減できるなど安全且つ簡
便な13N−アンモニアの製造方法及び装置を提供する
ことができる。
【0034】また,還元法では,安全性の面から還元用
原料が注射剤に混入しないよう加熱容器は大型で,ま
た,還元するためにヒーター容量が大きいものを採用し
ていたが,本発明では,反応容器が小型化され,アルカ
リ溶液を加えた蒸留操作のみのため,ヒータ容量も小さ
く装置をはるかに小型化することができる13N−アン
モニアの製造方法及び装置を提供することができる。
【0035】また,本発明によれば,反応容器で加熱蒸
留することにより,照射された水溶液に含まれる発熱性
物質はと分離することが可能となり,また,蒸留によっ
て分離できる純度の高い13N−アンモニアを製造する
方法及び装置を提供することができる。
【0036】また,本発明によれば,反応容器以降の製
造ラインを市販されている滅菌済みディスポーザブル材
料を使用することによって,作業者は簡便に発熱性物質
の混入を抑えることができる13N−アンモニアの製造
方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による13N−アンモニア
の製造装置の概略構成を示す図である。
【図2】従来技術による13N−アンモニアの製造装置
を示す図である。
【符号の説明】
1 加熱反応容器 2,51 ターゲット液導入管 3 アルカリ供給管 4 搬送管 5 ガス導入管 6 廃液排出管 7 生成物収容容器 8 廃液回収容器 9 ヒータ 10 13N−アンモニアの製造装置 11 空気導入管 12,13,14,15,16,17,52 バルブ 18 支持部材 53 カラム 54 生成物回収容器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲット容器に,プロトンビームを照
    射して,13N−アンモニアを含むターゲット液を生成
    し,前記ターゲット液から,前記13N−アンモニアを
    回収する13N−アンモニアの製造方法において,前記
    ターゲット液に,アルカリ溶液を供給することにより,
    13N−アンモニアのみを分離精製することを特徴とす
    る13N−アンモニアの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の13N−アンモニアの製
    造方法において,前記アルカリ溶液として,0.1〜2
    NのNaOH又はKOHを含む水溶液を添加することを
    特徴とする13N−アンモニアの製造方法。
  3. 【請求項3】 ターゲット容器内にプロトンビームを照
    射し,13N−アンモニアを含むターゲット液を生成し
    て,前記ターゲット液から前記13N−アンモニアを回
    収する13N−アンモニアの製造装置において,生成し
    たターゲット液を収容する反応容器と,前記ターゲット
    容器から前記反応容器に前記ターゲット液を導入する導
    入手段と,前記13N−アンモニアを前記ターゲット液
    から分離するように,前記反応容器にアルカリ溶液を供
    給するアルカリ供給手段と,前記反応容器から,分離精
    製した13N−アンモニアを搬送する搬送手段と,前記
    分離精製後に前記反応容器から残り溶液を排出する溶液
    排出手段とを具備したことを特徴とする13N−アンモ
    ニアの製造装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の13N−アンモニアの製
    造装置において,前記アルカリ溶液は,0.1〜2Nの
    NaOH又はKOHを含む水溶液であることを特徴とす
    る13N−アンモニアの製造装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002107494A (ja) * 2000-09-27 2002-04-10 Central Res Inst Of Electric Power Ind 核反応の誘起方法および核反応誘起装置
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