KR102189263B1

KR102189263B1 - 요오드 제거 장치 및 요오드 제거 방법

Info

Publication number: KR102189263B1
Application number: KR1020190139658A
Authority: KR
Inventors: 최강혁; 김아란; 김은태; 박울재; 장경덕; 유권모; 조은하
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2020-12-11

Abstract

본 발명은 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 내부에 통과시켜서 I-131 이온을 흡착시키기 위한 흡착 컬럼; 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 흡입하여 수용하기 위한 수용부; 상기 수용부 내의 시료를 여과하여서 I-131 mIBG를 정제하기 위한 필터부; 및 상기 수용부를 상기 흡착 컬럼 및 필터부와 교대로 탈부착되도록 이동시키는 이동부;를 포함하는 요오드 제거 장치, 및 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 흡착 컬럼을 통과시켜서 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 수용부로 흡입하는 단계; 상기 수용부를 상기 흡착 컬럼과 탈착시킨 후, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 필터부로 이동시켜서 상기 필터부에 부착하는 단계; 및 상기 필터부에 부착된 수용부에 차압을 가하여서 상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 여과하는 단계;를 포함하는 요오드 제거 방법에 관한 것이다.

Description

요오드 제거 장치 및 요오드 제거 방법 {Apparatus for Removing Iodine and Method for Removing Iodine}

본 발명은 요오드 방사성 의약품(I-131 mIBG) 중에 함유된 요오드(I-131) 제거 장치 및 요오드 제거 방법에 관한 것이다.

구아니딘 유도체 중 메타위치에 방사성동위원소인 I-131이 표지된 I-131 mIBG(meta-iodobenzylguanidine)는 신경 내분비 종양, 특히 부신 수질 종양의 진단 및 치료에 사용되고 있다. I-131 mIBG는 부신 수질 호르몬인 노르에피네프린(norepinephrine)과의 구조적 유사성으로 인해 신경 내분비 종양의 세포로 들어가서 국소화될 수 있게 높은 특이성을 나타내어 종양의 검출 및 치료에 매우 민감하고 특수한 역할을 하게 된다.

I-131 mIBG는 주로 임상 용도로 콜드 mIBG의 동위원소 교환에 의해 생성된다. 촉매로서 황산암모늄 혹은 구리염(1가 및 2가)을 사용하는 다양한 교환 라벨링 방법이 반응의 표지 수율 및 생성물의 비방사능을 개선하기 위해 사용되어왔다. I-131로 표지된 mIBG를 생산하는 현재의 상업적 방법은 구리 촉매 반응에 의한 동위원소 교환 반응을 이용한다.

방사성요오드화는 먼저 아스코르브산이 황산구리의 Cu²⁺를 Cu⁺로 전환시키고 유기-Cu 착물이 형성되면서 진행된다. I-131가 페닐 고리의 메타 위치의 중간체에 새로운 매개가 되고 기존 결합을 끊고 I-131 mIBG를 형성한다.

반응물들을 100℃ 내지 150℃로 가열하여 동위원소 교환 반응을 한 후, 표지되지 않은 I-131은 컬럼 크로마토그래피로 분리한다. 일반적으로, 이러한 과정에서 I-131이 방출하는 고에너지 베타선은 연결 튜빙의 부식 촉진과 전자장비의 방사선 영향을 유발시켜 자동화 설비 도입이 쉽지 않아, 주로 수작업으로 진행되어 왔다. 따라서 작업자가 방사선에 과다하게 노출되어 생산량에도 한계가 있는 문제점이 있다.

표지되지 않은 미반응 I-131은 일정 양의 음이온교환수지를 반응이 끝난 용액과 바이알에서 혼합하여 분리한다. 부유물질을 제거하기 위해서 주사기를 사용하여 흡인한 후, 멤브레인 필터로 여과하여 정제된 I-131 mIBG를 얻는다. 이러한 과정은 많은 양의 음이온교환수지(약 400 mg)를 필요로 할 뿐만 아니라, 음이온교환수지에서 미추출된 mIBG가 다량 존재하기 때문에 제품의 품질이 균일하게 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.

이에 따라, 작업자의 방사선에서의 노출을 감소시키고, 균일한 품질의 제품을 공급하고 생산량을 증대시키며 방사선에 의해 영향을 받지 않는 분리, 정제 장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 방사선(특히, 베타선)에 의해 영향을 받지 않으면서도, 2차 폐기물의 발생을 저감시키고, I-131 mIBG의 회수량을 증가시켜 총 생산량을 증대시키기 위한 요오드 제거 장치 및 요오드 제거 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시형태는 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 내부에 통과시켜서 I-131 이온을 흡착시키기 위한 흡착 컬럼; 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 흡입하여 수용하기 위한 수용부; 상기 수용부 내의 시료를 여과하여서 I-131 mIBG를 분리하기 위한 필터부; 및 상기 수용부를 상기 흡착 컬럼 및 필터부와 교대로 탈부착되도록 이동시키는 이동부;를 포함하는 요오드 제거 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 흡착 컬럼을 통과시켜서 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 수용부로 흡입하는 단계; 상기 수용부를 상기 흡착 컬럼과 탈착시킨 후, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 필터부로 이동시켜서 상기 필터부에 부착하는 단계; 및 상기 필터부에 부착된 수용부에 차압을 가하여서 상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 여과하는 단계;를 포함하는 요오드 제거 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 요오드 제거 장치에 따르면, 종래 수작업에 의해 I-131 mIBG의 정제/분리하던 것을, 핫셀의 매니퓰레이터로 작업할 수 있도록 고안된 반자동화된 장치이어서, 작업자(인간)의 방사선 피폭량을 대폭으로 줄일 수 있으며, 방사성 2차 폐기물의 발생을 저감시킬 수 있고, 나아가 I-131 mIBG의 생산량을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 요오드 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도시이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 요오드 제거 장치의 사시도를 나타낸 도시이다.
도 3a는 실험예 2에 따라 콜드 mIBG의 세파덱스 흡착능 확인을 위한 UV-vis 스펙트럼을 나타낸 도시이다.
도 3b는 실험예 2에 따라 NaI의 세파덱스 흡착능 확인을 위한 UV-vis 스펙트럼을 나타낸 도시이다.
도 4는 실험예 3에 따라 측정된 HPLC 결과를 나타낸 도시이다.
도 5는 실험예 4에 따라 측정된 HPLC 결과를 나타낸 도시이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 요오드 제거 장치를 제공한다.

상기 요오드 제거 장치는, I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 내부에 통과시켜서 I-131 이온을 흡착시키기 위한 흡착 컬럼; 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 흡입하여 수용하기 위한 수용부; 상기 흡입부 내의 시료를 여과하여서 I-131 mIBG를 분리하기 위한 필터부; 및 상기 수용부를 상기 흡착 컬럼 및 필터부와 교대로 탈부착되도록 이동시키는 이동부;를 포함한다.

상기 요오드 제거 장치는 상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료로부터 표지되지 않은 I-131 이온을 분리하기 위한 I-131 mIBG 정제 및/또는 분리 장치이다.

본 발명에 따른 요오드 제거 장치의 일 실시형태를 도 1에 개략적으로 나타내었다.

먼저 상기 흡착 컬럼(1)은 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 내부에 통과시켜서 I-131 이온을 흡착시키기 위한 역할을 하는 것으로서, 플레이트(6)에 탈부착 가능한 형태로 부착되어 있을 수 있다. 상기 흡착 컬럼(1)은 고상 추출(Solid Phase Extraction, SPE) 컬럼일 수 있으며, 상기 흡착 컬럼(1)에는 가교화 덱스트란 겔이 충진되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 흡착 컬럼(1) 1 mL 당 50 내지 150 mg의 가교화 덱스트란 겔이 충진되는 것이 바람직하다.

상기 흡착 컬럼(1)의 하부에는 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 흡입하기 위한 흡입부(도면 미도시)가 탈부착 가능한 형태로 부착되어 있을 수 있고, 상기 흡착 컬럼(1)의 상부에는 수용부(2)가 연통되도록 연결부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료는 동위원소 교환법에 의해 합성된 방사성 의약품인 I-131 mIBG 함유 합성 혼합물을 포함하는 것으로서, 상기 합성 혼합물을 정제 하기 전에 미반응한 I-131 이온을 함유하는 시료를 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 방사성 의약품인 I-131 mIBG 함유 혼합물 중에 구아니딘 유도체에 표지되지 못한 미반응 I-131 및/또는 I-131 이온이 함유된 혼합물이기만 하면 된다.

상기 수용부(2)는 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 상기 흡착 컬럼(1)의 내부로 통과시키기 위한 역할을 하는 것으로서, 상기 플레이트(6)와 연결되어 있는 스테이지(41)의 일부분(수용부 지지대(43))에 탈부착 가능한 형태로 부착되어 있을 수 있다.

상기 수용부(2)는 배럴(barrel)(21)과 플런저(plunger)(22)를 포함하여서, 상기 플런저(22)의 왕복 운동에 의해, I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 상기 흡착 컬럼(1)의 내부로 통과시켜서, 상기 흡착 컬럼(1)을 통과한 시료를 흡입하여 배럴(21)에 수용할 수 있다.

상기 필터부(3)는 상기 수용부(2) 내의 시료를 여과하여서 I-131 mIBG를 정제하기 위한 역할을 하는 것으로서, 상기 필터부(3)는 상기 흡착 컬럼(1)과 마찬가지로 플레이트(6)에 탈부착 가능한 형태로 부착되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 필터부(3)는 필터 직경이 0.1 내지 0.4 ㎛의 멤브레인 필터를 포함할 수 있고, 이러한 필터부(3)는 상기 수용부(2) 내의 시료 중에 남아있는 불순물을 제거함으로서 정제 효율을 높이는 역할을 할 수 있다.

상기와 같은 필터부(3)를 통해 상기 수용부(2) 내의 시료를 여과함에 따라 95% 이상의 순도를 가지는 I-131 mIBG를 얻을 수 있다.

상기 이동부(4)는 상기 수용부(2)를 상기 흡착 컬럼(1)과 필터부(3)와 교대로 탈부착되도록 이동시키는 역할을 한다. 상기 이동부(4)는 스테이지(41), 레일(42), 수용부 지지대(43), 와이어(44), 추(45), 도르래(46), 추 지지대(47), 추 지지대 고정부(48), 스테이지 조절부(49), 스테이지 지지대(50)로 구성된다.

구체적으로 상기 이동부(4)는 먼저 상기 플레이트(6)에 지지된 스테이지 지지대(50)에 연결되어 스테이지 조절부(49)에 따라 상하로 이동 가능한 스테이지(41)를 포함할 수 있다. 상기 스테이지(41)의 일부에는 상기 수용부(2)를 스테이지(41)에 고정하기 위한 수용부 지지대(43)를 포함하고, 상기 스테이지(41)의 하단의 일부에는 상기 수용부 지지대(43)의 이동을 위한 레일(42)이 구비되어 있다.

또한 상기 이동부(4)는 스테이지 조절부(49)를 포함하고, 상기 스테이지 조절부(49)는 상기 스테이지(41)를 상기 스테이지 지지대(50)에 연결된 채로 상하로 이동시키기 위한 부재이다.

상기 요오드 제거 장치는, 상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 수용하기 위한 제1 용기(51), 상기 필터부(3)로부터 배출되는 I-131 mIBG를 수용하기 위한 제2 용기(52)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 용기(51) 및 제2 용기(52)의 이동 및 교체를 용이하게 하기 위한 슬라이딩 지지대(53, 54)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 용기(51) 및 제2 용기(52)는 방사성 의약품으로부터 방출되는 방사선을 차폐하기 위한 재질이면 제한없이 이용할 수 있으나, 바람직하게는 납 재질의 용기일 수 있다.

또한 상기 제1 용기(51)를 지지하고 있는 슬라이딩 지지대(53)는 지면으로부터 5° 내지 60°의 경사로 기울어져 있을 수 있다. 위와 같이 상기 제1 용기(51)가 기울어져서 배치되는 경우에, 상기 흡착 컬럼(1)의 하단에 결합되어 있는 흡입부가 제1 용기(51) 내의 시료를 잔여물이 거의 남지 않도록 흡입할 수 있어서, I-131 mIBG의 정제 효율을 높이는 역할을 할 수 있다.

또한 상기 요오드 제거 장치는 원격 조작 기구(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 요오드 제거 장치는 상기와 같은 원격 조작 기구를 더 포함하여서 이를 통해 장치가 제어 및 운전됨에 따라, 종래에 인간이 직접 작업을 수행함에 따른 작업자의 방사선 노출 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

상기 원격 조작 기구는 매니퓰레이터(manipulator)를 포함할 수 있고, 상기 매니퓰레이터는 통상적으로 핫셀 등의 실험실에서 이용되는 것이면, 제한없이 사용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 요오드 제거 장치의 작동 원리를 개략적으로 설명한다.

먼저 흡착 컬럼(1)에 가교화 덱스트란 겔을 충진하고, 증류수를 통과시켜 컬럼을 활성화 시킨 후에, 공기를 주입하여 컬럼 내에 남아있는 증류수를 제거하여 가교화 덱스트란 겔이 충진된 흡착 컬럼을 준비한다.

이어서 상기 흡착 컬럼(1)과 필터부(3)를 플레이트(6)에 설치(부착)한다. I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료가 수용된 제1 용기(51)를 상기 흡착 컬럼(1)과 인접하도록 이동시킨 후에, 원격 조작 기구를 통해서 수용부(2)를 상기 흡착 컬럼(1)과 연결하여 고정시킨다. 이어서 원격 조작 기구로 수용부(2)의 플런저(22)를 추 지지대(47)와 연결된 와이어(44)에 연결하여 주고, 상기 추 지지대(47)에 일정한 무게의 추(45)를 올려 놓으면, 도르래(46)을 통해서 서서히 플런저(22)가 이동하면서 상기 131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료가 흡착 컬럼(1)을 통과하여 상기 수용부(2)의 배럴(21)로 흡인/수용되게 된다.

상기 수용부(2)가 상기 131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 전부 흡입한 후에는, 매니퓰레이터를 이용하여 상기 스테이지 조절부(49)를 조절하여 스테이지(41)를 이동시켜서, 상기 흡착 컬럼(1)으로부터 수용부(2)를 분리시킨다. 이어서 상기 수용부 지지대(43)를 상기 레일(42)을 따라 필터부(3)로 이동시킨다.

다시 상기 스테이지 조절부(49)를 조절하여 스테이지(41)를 이동시켜서, 상기 필터부(3)와 상기 수용부(2)를 연결하여 부착시키고, 상기 수용부(2)의 플런저(22)에 차압을 가하여서 상기 수용부(2) 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 상기 필터부(3)를 통과시켜 여과/정제한다.

위와 같이 본 발명의 요오드 제거 장치는, 모두 매니퓰레이터를 포함하는 원격 조작 기구를 이용하여 제어 및/또는 운전이 가능하다.

또한 본 발명의 다른 측면은 요오드 제거 방법을 제공한다.

상기 요오드 제거 방법은, I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 흡착 컬럼을 통과시켜서 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 수용부로 흡입하는 단계; 상기 수용부를 상기 흡착 컬럼과 탈착시킨 후, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 필터부로 이동시켜서 상기 필터부에 부착하는 단계; 및 상기 필터부에 부착된 수용부에 차압을 가하여서 상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 여과하는 단계;를 포함한다.

상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료가 흡착 컬럼을 통과하면서, 상기 흡착 컬럼에 충진된 가교화 덱스트란 겔에, 시료 내의 아이오딘화 이온(방사성 I-131 등 포함)이 흡착될 수 있다.

이 때 상기 흡착 컬럼은 고상 추출 컬럼일 수 있으며, 상기 흡착 컬럼에는 흡착 컬럼 1 mL 당 50 내지 150 mg의 가교화 덱스트란 겔이 충진될 수 있는데, 위와 같은 가교화 덱스트란 겔의 함량은 종래에 원격 조작 기구를 이용하지 않고 작업자(인간)가 직접 모든 공정을 수행해야 했던 경우와 대비하여, 사용하는 가교화 덱스트란 겔의 함량이 상대적으로 적기 때문에, 2차 폐기물의 발생을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

상기 수용부는 배럴(barrel)과 플런저(plunger)를 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 시린지(syringe) 등을 포함할 수 있다.

상기 수용부가 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 수용한 후에는, 전술한 요오드 제거 장치에 포함되는 이동부에 의해 상기 수용부가 상기 흡착 컬럼과 탈착한 후에, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 필터부로 이동시켜서 상기 필터부에 부착하는 단계를 포함한다.

상기 필터부에 상기 수용부가 부착된 후에는, 상기 필터부에 부착된 수용부에 차압을 가하여서 상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 여과하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 여과하는 단계는 상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료 내에 남아 있는 불순물, 또는 부유물을 제거함으로써, 방사성 의약품으로서 I-131 mIBG의 순도를 높이는 역할을 한다.

상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료, 흡착 컬럼, 수용부, 필터부는 전술한 요오드 제거 장치에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

또한 상기 요오드 제거 방법은 핫셀의 외부에서 원격 조작 기구에 의해 수행될 수 있고, 상기 원격 조작 기구는 매니퓰레이터(manipulator)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 요오드 제거 방법의 모든 공정은 작업자(인간)가 아닌 매니퓰레이터로 수행이 가능함에 따라 작업자의 방사선 피폭 가능성을 현저하게 낮추어 준다.

<실험예 1>

mIBG 용액제조(반응제)

(1) 각 원료를 용해시키기 위한 용매는 0.04 M H₂SO₄(Ar gas)이며 탈산소화를 진행하여 사용하였다.

(2) 콜드 실험실내에서 10 ml 바이알에 각각 아래 표 1과 같은 조건으로 각 용액을 취하여 mIBG 용액을 제조하였다. 이때 용매로는 앞서 제조한 0.04 M H₂SO₄(Ar gas)를 이용하였다.

원료 농축액	mIBG	Ascorbic acid	SnSO₄	CuSO₄·5H₂O
농도 (mg/mL)	5	50	2.5	1.5
각 농축액에서 ~1.1 ml 기준량에 맞게 취할 부피 (mL)	0.489	0.244	0.244	0.159

(3) 농축액에서 계산된 양을 취하여 표 2와 같이 mIBG 반응액을 준비하였다.

실험예 1 - I-131		수입 I-131
생산량 (mCi)	용액량 (㎖)	생산량 (mCi)	용액량 (㎖)
1 ~ 100	0.9	1 ~ 80	0.9
100 ~ 300	1.8	80 ~ 300	3.6
각 200증가시마다	1.8 추가	각 200증가시마다	3.6 추가

(4) 준비한 반응액을 Ar 가스 분위기에서 2 내지 3분간 버블링 시켰다.

<실험예 2>

콜드 mIBG 및 요오드 이온을 이용한 SPE 컬럼능 실험

콜드 조건에서 세파덱스가 충진된 SPE 컬럼이 어느 정도의 mIBG를 포함하는지 확인하는 실험을 수행하였다. 방향족 화합물이 포함된 mIBG를 확인하기 위해 UV 흡수 스펙트럼을 이용하였다. 이 때 사용된 아스코르브산(ascorbic acid)의 경우도 UV에 활성도를 가지기 때문에 본 실험에서는 아스코르브산(ascorbic acid)을 제외하고 실험을 수행하였다. 또한 요오드 이온이 포함된 용액으로 세파덱스가 포함된 SPE 컬럼에서 요오드 이온의 제거능을 확인하였다.

구체적인 실험 방법은 다음과 같다.

(1) 1 ml SPE 컬럼에 100 mg의 세파덱스를 충진하였다. 10 ml의 증류수를 통과시켜 세파덱스 컬럼을 활성화시킨 후, 공기를 불어 넣어 세파덱스에 남아있는 증류수를 제거하였다.

(2) 각각 a, b 바이알을 준비하여, a 바이알에는 표 1의 ‘각 농축액에서 ~1.1 ml 기준량에 맞게 취할 부피(ascorbic acid 제외)’의 2배에 해당되는 양을 넣었다. b 바이알에는 NaI (5000 ppm) 40 ㎕와 표 1의 mIBG 및 아스코르브산(ascorbic acid)을 제외한 ‘각 농축액에서 ~1.1 ml 기준량에 맞게 취할 부피’의 2배에 해당되게 취하여 준비하였다.

(3) 각각의 바이알에 0.1N-NaOH 1 ml를 넣고 잘 흔들어 주었다.

(4) 110℃로 보정된 히팅 블럭(Heating block)에서 30분간 반응을 시켰다.

(5) 반응된 바이알에 0.1M 인산염 버퍼(Phosphate buffer) 용액 2.0 ml를 넣어주었다.

(6) 준비된 SPE 컬럼이 장착된 시린지(syringe)를 이용하여 각 바이알의 용액을 통과한 용액를 얻는다.

(7) 용액이 없는 상태에서 피스톤을 밀어 공기로 세파덱스에 남아있는 용액을 회수한다.

(8) 각각의 얻은 용액을 UV-vis 분광기로 측정하였다.

실험예 2의 UV-vis 스펙트럼 결과를 도 3a, 도 3b에 나타내었다. mIBG와 NaI 용액에 대해 기준을 선정하고 UV 결과를 얻었으며 이 결과를 도 3a, 도 3b에 표준용액으로 표기하였다. 도 3a의 결과 mIBG는 세파덱스에 흡착되지 않고 거의 대부분이 통과되는 것을 확인하였다(평균 80% 이상 회수).

미반응 요오드 이온의 흡착 실험의 결과(도 3b), 약 5 ml에 해당하는 용액의 요오드 이온이 세파덱스에 흡착되는 것을 확인할 수 있었다(227nm UV peak 불검출).

실험예 2에서 사용된 NaI의 양은 실제 방사성동위원소 I-131에 비해 20~50% 정도의 과량에 해당되며, 도 3b의 결과로 100 mg의 세파덱스로도 충분히 미반응 방사성요오드를 제거할 수 있음을 확인하였다.

<실험예 3>

방사성 동위원소 I-131 mIBG를 이용한 예비 분리 실험

(1) 1 ml reverse SPE 컬럼에 100 mg의 세파덱스를 충진하였다. 증류수를 통과시켜 컬럼을 활성화 시킨 후, 공기로 세파덱스에 남아있는 증류수를 제거하였다.

(2) Hot Cell 안에서 0.1N-NaOH 1 ml가 포함된 바이알에 필요량의 I-131 용액을 넣었다. I-131 용액에 준비한 mIBG 반응액을 넣고 잘 흔들어 주었다.

(3) 110 ℃로 보정된 히팅 블럭(Heating block)에서 30분간 반응시켰다.

(4) 반응 완결된 바이알 (10ml용)에 0.1M 인산염 버퍼(Phosphate buffer) 용액 0.8-2.0 ml를 넣어 pH를 5-6으로 보정하였다.

(5) 준비된 SPE 컬럼을 시린지(syringe)에 장착시키고, 피스톤을 당겨 표지되지 않은 I-131을 분리하면서 반응된 I-131 mIBG를 얻었다.

(6) 새로운 시린지를 SPE 컬럼에 장착하고 잔여 용액을 회수하였다.

(7) 다시 새로운 시린지로 바꿔준 후 버퍼(buffer) 2 ml로 세파덱스에 흡착된 물질들을 회수하였다.

(8) 앞서 언급된 ‘(5)’, ‘(6)’, ‘(7)’ 과정에서 얻어진 용액을 방사선 검출기가 장착된 HPLC로 확인하였다.

실험예 3의 ‘(5)’의 결과 생성물을 방사능 검출기가 장착된 HPLC로 확인한 결과를 도 4에 나타내었다. 합성된 I-131 mIBG는 96% 이상의 순도를 충족해야 방사성의약품으로 사용할 수 있다. 도 4에서 2-3분에 나오는 피크는 I-131이며, 7-8분에 나오는 피크는 합성된 I-131 mIBG이다. 도 4의 결과는 실험예 3에서 수행한 I-131 mIBG의 분리 정제 결과 방사성 의약품으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

실험예 3에서 사용한 NaI-131의 방사능량은 200 mCi이다. 표 3은 실험예 2의 ‘(5)’, ‘(6)’, ‘(7)’의 측정된 방사능량과 HPLC로 확인한 합성된 I-131 mIBG의 비율을 계산하여 합성된 I-131 mIBG 만의 예측 방사능량을 구한 것이다. ‘(6)’, ‘(7)’에서 미반응 요오드이온이 허가 농도 이상 검출되었음을 알 수 있었으며 최종적으로 실험예 2-(5)의 경우가 의약품으로서 적합함을 알 수 있었다.

	실험예 2-(5)	실험예 2-(6)	실험예 2-(7)
측정된 방사능량 (mCi)	122	4	36
합성된 I-131 mIBG의 HPLC 결과 (%)	97	94	29

또한 방사성 동위원소 I-131 mIBG를 이용한 예비 분리 실험을 통해 100 mg의 세파덱스로도 (기존의 방법에 사용되었던 세파덱스 양보다 적은 양으로) 표지되지 않은 I-131를 분리할 수 있음을 확인하였다.

<실험예 4>

장비 활용 분리 정제 반응 순서

‘도 1 및 도 2’의 요오드 제거 장치를 이용하여 실험을 진행하였으며, 이와 관련 반응 진행 순서는 다음과 같다. 이 때, 방사성 의약품으로서 I-131 mIBG을 정제하기 위하여 2 ml SPE 컬럼에 200 mg의 세파덱스를 충진하여 사용하였다.

(1) 0.2μm 멤브레인 필터와 회수 바이얼을 설치한다. 우측편의 납용기는 미정제 mIBG가 들어있는 바이얼을 넣고 세파덱스가 포함된 SPE 컬럼을 거치하였다.

(2) 시린지 지지대에 10 ml 시린지를 거치한 후 매니퓰레이터로 스테이지 조절부의 핸들을 시계반대방향(

)으로 돌려 시린지를 SPE 컬럼에 고정시킨다.

(3) 매니퓰레이터로 도르래와 연결된 홀더(와이어)를 시린지의 플런저 상단에 끼우고 오른편에 설치되어 있는 추 지지대에 적당 무게에 해당하는 추를 올려준다. 천천히 도르래가 움직이며 시린지 안에 미반응 아이오딘이 제거된 용액이 들어가게 된다. (대략 5분 시간 소요)

(4) 용액을 전부를 취하고 나면, 도르래 연결 홀더와 추를 제거한다.

(5) 매니퓰레이터로 스테이지 조절부의 핸들을 시계방향(

)으로 돌려 시린지와 SPE 튜브를 분리한 후, 매니퓰레이터를 이용하여 시린지 지지대를 왼쪽 방향으로 이동시킨다.

(6) 매니퓰레이터로 스테이지 조절부의 핸들을 반시계방향(

)으로 돌려 z축 아랫방향으로 이동시켜 시린지를 멤브레인 필터에 부착시킨다.

(7) 매니퓰레이터로 시린지의 플런저를 눌러주어 정제된 I-131 mIBG를 회수 한다.

실험예 4의 결과, 생성물을 방사능 검출기가 장착된 HPLC로 확인한 결과를 도 5에 나타내었다. 합성되어 분리된 I-131 mIBG는 96% 이상의 순도를 충족해야 방사성 의약품으로 사용할 수 있다. 도 5에서 2 내지 3분에 나오는 피크는 I-131이며, 7 내지 8분에 나오는 피크는 합성된 I-131 mIBG이다. 도 5의 결과는 실험예 4에서 요오드 제거 장치를 이용하여 수행한 I-131 mIBG의 분리 정제 결과 방사성 의약품으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

1: 흡착컬럼
2: 수용부
3: 필터부
4: 이동부
6: 플레이트
21: 배럴(barrel)
22: 플런저(plunger)
41: 스테이지
42: 레일
43: 수용부 지지대
44: 와이어
45: 추
46: 도르래
47: 추 지지대
48: 추 지지대 고정부
49: 스테이지 조절부
50: 스테이지 지지대
51: 제1 용기
52: 제2 용기
53, 54: 슬라이딩 지지대

Claims

I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 내부에 통과시켜서 I-131 이온을 흡착시키기 위한 흡착 컬럼;
상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 흡입하여 수용하기 위한 수용부;
상기 수용부 내의 시료를 여과하여서 I-131 mIBG를 정제하기 위한 필터부; 및
상기 수용부를 상기 흡착 컬럼 및 필터부와 교대로 탈부착되도록 이동시키는 이동부;
를 포함하는 요오드 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
원격 조작 기구를 더 포함하는 요오드 제거 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 원격 조작 기구는 매니퓰레이터(manipulator)를 포함하는 요오드 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 흡착 컬럼은 고상 추출(Solid Phase Extraction, SPE) 컬럼인 요오드 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 흡착 컬럼에는 가교화 덱스트란 겔이 충진된 요오드 제거 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 흡착 컬럼 1 mL 당 50 내지 150 mg의 가교화 덱스트란 겔이 충진된 요오드 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수용부는 배럴(barrel)과 플런저(plunger)를 포함하는 요오드 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 수용하기 위한 제1 용기, 상기 필터부로부터 배출되는 I-131 mIBG를 수용하기 위한 제2 용기를 더 포함하는 요오드 제거 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 용기 및 제2 용기의 이동 및 교체를 위한 슬라이딩 지지대를 더 포함하는 요오드 제거 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 용기 및 제2 용기의 재질은 납인 요오드 제거 장치.
I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료를 흡착 컬럼을 통과시켜서 상기 흡착 컬럼을 통과한 시료를 수용부로 흡입하는 단계;
상기 수용부를 상기 흡착 컬럼과 탈착시킨 후, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 필터부로 이동시켜서 상기 필터부에 부착하는 단계; 및
상기 필터부에 부착된 수용부에 차압을 가하여서 상기 수용부 내의 I-131 mIBG 함유 시료를 여과하는 단계;
를 포함하는 요오드 제거 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 요오드 제거 방법은 원격 조작 기구에 의해 수행되는 요오드 제거 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 원격 조작 기구는 매니퓰레이터(manipulator)를 포함하는 요오드 제거 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 흡착 컬럼에는 가교화 덱스트란 겔이 충진된 요오드 제거 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 흡착 컬럼 1 mL 당 50 내지 150 mg의 가교화 덱스트란 겔이 충진된 요오드 제거 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 I-131 mIBG 및 I-131 이온 함유 시료가 흡착 컬럼을 통과할 때, I-131 이온이 상기 흡착 컬럼에 흡착되는 요오드 제거 방법.