KR20150137789A

KR20150137789A - 방사성 화합물 합성모듈

Info

Publication number: KR20150137789A
Application number: KR1020140066281A
Authority: KR
Inventors: 채종서; 오세영; 남경록
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-09
Also published as: KR101668724B1

Abstract

본 발명은, 방사성 화합물 합성반응에 사용되는 합성모듈에 대한 내용으로서, 본체 내부에 방사성 화합물의 합성에 필요한 물일이 이동하는 유입로; 유입로상에 탈착가능하게 설치되며 방사성화합물 합성에 필요한 물질 중 일부물질을 필터링하는 제1필터; 본체 내부에 구비되며, 상측이 유입로와 연결되고, 방사성 화합물의 합성반응이 일어나는 리액터; 본체 내부에 구비되며, 일단이 리액터의 밑단에 연결되어 구성되며, 방사성 화합물의 합성반응 후 생성물과 잔여물을 리액터 외부로 배출하는 통로를 형성하는 배출로; 배출로상에 탈착가능하게 설치되며, 생성물 및 잔여물 중 일부를 필터링하는 제 2필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈은 구조가 단순하고 저렴하게 제작이 가능하며, 본 발명을 방사성 화합물 합성장치와 함께 사용하여 합성반응을 진행하면 제조시간과 제조비용을 감소할 수 있는 효과가 있다.

Description

방사성 화합물 합성모듈{RADIOACTIVE COMPOUND SYNTEHSIZING MODULE}

본 발명은, 방사성 화합물질의 합성모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 PET에 사용될 수 있는 방사성 의약품의 합성을 위한 합성모듈에 관한 것이다.

짧은 반감기를 가지는 방사성의약품의 합성의 경우, 방사성 동위원소와 시약들이 혼합되어 반응하게 하고 획득된 생성물이 정제되게 하는 장치를 통해 합성이 수행된다.

예를 들어, 양전자 방사 단층촬영(PET, Positron Emission Tomography)용 방사성 의약품의 합성은 싸이클로트론(cyclotron)에서 생산된 방사성 동위원소를 전구물질에 표지하여 이루어진다. 이러한 합성을 위해서는 자동합성장치가 필수적이며, 제조과정에서 방사선이 지속적으로 방출되므로 대량 합성의 경우 사람의 손에 의한 합성은 불가능하다.

자세히 살펴보면, 사이클로트론(cyclotron)으로부터 십 수 MeV의 양성자 빔이 타겟(표적장치)인 H₂ ¹⁸O에 조사되면 방사성 동위원소인 ¹⁸F 이온이 생성되고, 생성된 ¹⁸F 이온이 글루코스 분자의 2번 위치에 부착이 되면 최종 제품인 FDG가 되는 것이며, FDG는 글루코스 유사체(glucose analog)(2- deoxy- 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucose)로서 양성자 방출 단층촬영(PET)에 사용될 수 있는 방사성 화합물이다.

이와 같은 방사성 화합물의 합성장치에 사용되는 합성모듈은 반응 종료 후 용기 내에 잔존하는 방사능 물질 때문에 사용 후 바로 폐기해야 하므로, 제작 단가가 저렴하고, 단순한 구조로 고장이 없어야하며, 또한 전체 공정시간을 단축시도록 최적화 된 구조를 갖추는 것이 바람직하다.

종래 기술(한국등록특허 10-1001300호)에 의하면, 방사성 화합물질을 합성하기 위한 관로유닛을 가지는 교환모듈을 방사성 합성장치 내에 구비하고, 일회용으로 사용하지 않고, 반응이 끝난 후 이를 세척하여 다시 사용하는 방법이 나타나 있다. 이와 같은 방사성 화합물의 제조방법은 세척하는 시간이 추가로 소요되므로, 생산소요시간이 증가하여 생산량이 감소하고, 방사성 화합물 합성장치에 세척장치 및 세척액을 별도로 구비해야 하므로 비용이 증가하는 문제가 있었다.

특히 종래의 FDG합성반응에 적용할 때, 합성반응 전 사용자가 직접 카트리지를 린싱하여 핫셀 내부에 체결해야 한다. 그러나 ¹⁸F의 반감기가 약 110분이므로, 사용자는 방사선 피폭을 방지하기 위하여 6~10 시간이 경과 후 핫셀 내부에 접근해야 했고, 따라서 생산량에 한계가 있는 문제점이 있었다.

한국등록특허 10-1001300호

상기 문제점을 해결하기 위하여 방사성 화합물의 합성반응에 이용되고, 단순한 구조로 제작비용이 저렴하고, 합성장치와 함께 사용하여 공정시간을 단축할 수 있는 합성모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제의 해결수단으로, 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈을 제공한다. 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈은 본체; 본체 내부에 구비되며, 방사성 화합물의 합성에 필요한 물질이 이동하는 통로인 유입로; 유입로상에 탈착 가능하게 설치되며, 방사성화합물 합성에 필요한 물질 중 일부 물질을 필터링하는 제 1필터; 본체 내부에 구비되며, 상측이 유입로와 연결되고, 방사성 화합물의 합성반응이 일어나는 리액터(Reactor); 본체 내부에 구비되며, 일단이 리액터의 밑단에 연결되어 구성되며, 방사성 화합물의 합성반응 후 생성물과 잔여물을 리액터 외부로 배출하는 통로를 형성하는 배출로; 및

배출로상에 탈착 가능하게 설치되며, 생성물 및 잔여물 중 일부를 필터링하는 제 2필터를 포함하여 구성된 방사성 화합물 합성모듈을 포함하여 구성된다.

또한, 리액터는 저면에 상기 배출로와 연결되는 연결구가 구비될 수 있으며, 합성반응 중 리액터 내부의 물질은 물질 간 응집력에 의해 연결구를 통해 배출되지 않도록 구성될 수 있다.

나아가, 연결구의 내경은 500㎛이하로 구성될 수 있다.

한편, 본체는 외측에 구비되는 펌프와 연결 가능하게 구성될 수 있으며, 리액터에 수용된 물질은 펌프에 의해 발생되는 리액터와 배출로 사이의 압력차에 의해 배출로로 배출되도록 구성될 수 있다.

또한, 배출로는 본체 외측에 구비되는 펌프와 연결가능하게 구성되며, 방사성 화합물의 합성 반응 후, 리액터 내부의 물질은 펌프의 흡입에 의해 배출로를 통해 외부로 배출이 가능하게 구성될 수 있다.

나아가, 배출로는 상기 본체 외측에 구비되는 펌프와 연결 가능하게 구성되며, 방사성 화합물의 합성 중, 펌프로부터 유입되는 가스가 연결구를 통해 리액터 내측으로 공급되어 리액터에 수용된 물질을 혼합시키는 것이 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 유입로는 일단이 본체의 외측에 형성되는 제 1유입구 및 제 2유입구와 연결되고, 제 1필터가 탈착가능하게 구비되는 제 1유입로 및 일단이 본체의 외측에 형성되는 복수의 제 3유입구와 연결되는 제 2유입로를 포함하여 구성될 수 있다.

추가적으로, 제 1유입로는 제 1유입구 및 제 2유입구로부터 형성된 유로가 합류하고 제 1필터를 경유하여 상기 리액터와 연결되도록 구성할 수 있으며, 제 2유입로는 복수의 제 3유입구로부터 형성된 유로가 합류하여 리액터와 연결되도록 구성될 수 있다.

한편, 배출로는 리액터로부터 제 2필터를 경유하고 분기되어 본체외부로 형성된 복수의 배출구와 각각 연결되어 구성될 수 있다.

또한, 제 1유입구는 방사성 화합물이 포함된 유체가 유입되며, 제 1필터는 유입된 유체 중 방사성 동위원소만을 흡착하고, 제 2유입구는 제 1필터에 흡착된 방사성 동위원소와 함께 내부로 이동하는 물질이 유입이 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 방사성 동위원소를 제외한 유체는 리액터를 거치지 않고 흡입펌프와 연결된 별도의 배출구를 통해 배출될 수 있다.

또한, 본체와 연결되는 제 1가스통로 및 제 2가스통로를 포함하여 구성할 수 있으며, 본체 외부로부터 공급되는 가스가 제 1가스통로로 유입되고, 리액터의 상측을 통과하여, 리액터 내부의 결로현상을 방지하고, 제 2가스통로로 배출되도록 구성될 수 있다.

또한, 유입로에는 복수의 유입구, 제 1가스통로 및 제 2가스통로가 형성되고, 배출로에는 복수의 배출구가 형성되며, 유입구, 제 1가스통로, 제 2가스통로 및 배출구는 본체 외부에 동일한 방향을 향하여 형성될 수 있다.

한편, 제 1필터는 방사성 동위원소 중 ¹⁸F를 흡착하며, 제 2필터는 방사성 화합물의 합성반응 후 존재하는 극성 잔여물의 흡착이 가능하게 구성될 수 있다.

추가적으로, 본체는 내부에 리액터가 구비되며, 방사선 화합물의 합성반응 중 외부기기가 접촉되어 리액터를 가열 및 냉각 가능하게 구성된 반응부; 리액터부의 상측에 배치되며, 유입로가 내부에 형성되어 리액터의 상측과 연결되고, 제 1필터를 설치 가능하며, 방사성 화합물의 합성에 필요한 물질이 외부로부터 유입가능하게 구성되는 유입부; 및 리액터부와 연결되며, 내부에 리액터의 밑단과 연결되는 배출로가 구비되고, 제 2 필터를 설치가능하며, 방사성 화합물의 생성물 및 잔여물을 외부로 배출가능하게 구성되는 배출부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본체는 외부 기계가 본체를 파지 가능하도록 구성된 거치부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈은 단순한 구조로 제작비용이 저렴하고, 방사성 화합물 제조장치와 함께 사용되어, 방사성 화합물의 제조시간이 단축되어, 방사성 화합물의 생산량의 향상 및 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제 1실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1실시예의 정면도이다.
도 3은 도 1의 A-A 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 1실시예의 연결구의 확대단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 2실시예의 분해도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제 3실시예의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 합성모듈을 FDG 합성반응에 적용한 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 방사성 화합물 합성모듈에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈에 대한 제 1실시예를 나타낸 도면이다.

도 1은 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 방사성 화합물 합성장치는 본체(1) 내부에 구비되는 유입로(10), 유입구, 제 1필터(50), 리액터(20), 배출로(30), 배출구(31), 제2필터(60), 제 1가스통로(70), 제 2가스통로(71) 및 거치부(80)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2는 제 1실시예의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 방사성 화합물질에 필요한 물질이 유입되는 복수의 유입구가 형성되어 있으며, 상기 복수개의 유입구는 리액터(20)의 상측과 연결되며, 일렬로 배치된 구성이 도시되어 있다.

도 3은 도 1의 A-A의 단면도이다.

도시된 바와 같이 유입로(10)는 방사성 화합물 합성반응에 필요한 물질이 이동하는 통로이며, 제 1유입로(11) 및 제 2유입로(12)로 구성되고, 각각의 일단이 리액터(20)의 상측과 연결되어 있다. 다만 방사성 화합물이 합성되는 내용에 따라 유입로(10)를 세 개 이상으로 구분하여 구성할 수 있다.

도 1 및 도 3을 다시 참조하여 자세히 살펴보면,

제 1유입로(11)의 일단에는 본체(1) 외측으로 형성된 제 1유입구(13) 및 제 2유입구(14)와 연결되어 있으며, 제 1유입로(11)의 경로상에 제 1필터(50)가 설치될 수있다. 제 1유입로(11)는 방사성 화합물의 합성반응에 필요한 물질 중 제 1필터(50)에서 방사성 화합물을 포함하는 물질 및 이를 이동시키기 위한 물질이 이동하는 통로로 사용될 수 있다.

제 1필터(50)는 유입로(10)상에 설치되며, 방사성 화합물에 필요한 물질중 방사성 동위원소를 흡착가능하게 구성할 수 있다. 또한 탈착이 가능하게 구성하여, 화학반응에 따라 필요한 처리를 하여 합성모듈과 결합이 가능하다. 제 1필터(50)로서 음이온 합성수지를 이용한 필터가 사용될 수 있으며, 합성 반응에 따라 다양한 종류 및 개수로 적용 가능하다.

제 1유입구(13)는 방사성 동위원소를 포함한 유체가 유입되고, 제 1필터(50)를 통과하며 방사성 동위원소만이 흡착되고, 방사성 동위원소를 제외한 유체는 제 1필터(50)를 통과하여 별도의 배출구를 통하여 배출되도록 구성할 수 있다. 제 2유입구(14)는 제 1필터(50)에 흡착되어 있는 방사성 동위원소와 함께 리액터(20)로 이동하는 물질을 본체(1) 내부로 유입할 수 있다.

제 2유입로(12)는 방사성 화합물 합성반응에 필요한 물질 중 별도의 필터링을 요하지 않고 직접 리액터(20)로 유입되는 물질의 이동통로로 이용할 수 있다. 제 2유입로(12)는 본체 외측에 형성된 복수의 제 3유입구(15)와 연결되어 방사성 화합물 합성반응에 필요한 물질들이 각각 제 3유입구(15)중 어느 하나를 통하여 본체(1) 내부로 유입되고, 리액터(20)에 수용되게 된다. 또한, 제 2유입로(12)는 분기점이 없이 복수개의 유로가 각각 독립적으로 리액터(20) 및 제 3유입구(15)와 연결되어 구성될 수 있다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2유입로(12) 중 일부는 분기점을 지나 하나의 유로로 연결되어 리액터(20)와 연결될 수 있고, 나머지 일부는 분기점과 연결되지 않고, 각각의 유로가 리액터(20) 및 제 3유입구(15)에 각각 독립적으로 연결되는 구성으로 이루어질 수 있다.

도 4는 도 1의 B-B의 단면을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 리액터(20)는 상측은 제 1유입로(11) 및 제 2유입로(12)와 연결되며, 밑단에 배출로(30)와 연결되어 구성될 수 있다.

리액터(20)는 내부에서 방사성 화합물의 합성반응이 일어나는 공간을 구비한 것으로, 원통형의 공간을 형성하고 있다. 또한 반응 후 리액터(20) 내의 잔존물질을 모두 배출가능 하도록, 저면은 경사를 두어 구성할 수 있다. 밑단에는 연결구(40)가 형성되어 배출구(30)와 연결되며, 방사성 화합물 합성반응의 생성물 및 잔여물을 리액터(20) 외부로 배출 가능하게 구성할 수 있다. 또한, 본체(1) 외부에 구비된 온도조절창치와 접촉이 용이하도록 외벽을 원통형으로 구성할 수 있으며, 리액터(20) 내의 반응물이 합성반응의 각 단계별 필요한 온도로 유지가 가능하게 구성할 수 있다.

도 5(a) 및 (b)는 도 4의 연결구(40) 부분을 확대한 확대단면도이다.

도시된 바와 같이 연결구(40)는 리액터(20)와 배출로(30)가 연결되는 부분이며, 내경을 작게하여, 합성반응 중 리액터(20) 내부에 수용된 물질간의 응집력에 의해 배출로(30)로 배출되지 않도록 구성할 수 있다. 실험결과, 내경을 500㎛ 이하로 구성할 수 있고, 바람직하게는 100㎛ 내지 300㎛로 구성할 수 있다. 따라서 별도의 밸브를 구비하지 않더라도, 합성반응 중 리액터(20) 내부에 수용된 물질의 유출을 방지할 수 있다.

도 5(b)는 합성반응 중 연결구(40)를 통하여 리액터(20) 내부로 가스를 유입하는 모습을 도시한 도면이다. 가스는 본체(1) 외측에 구비된 펌프로부터 배출구(31)를 통하여 배출로(30)로 유입될 수 있고, 배출로(30)로 유입된 가스는 연결구(40)를 통하여 리액터(20) 밑단으로 유입이 가능하게 구성할 수 있다. 리액터(20) 내부로 유입된 가스는 기포를 형성하여 리액터(20) 내부에 수용된 물질 속에서 상승하면서 상기 물질을 섞어 반응이 원활하게 일어나도록 도움을 줄 수 있다. 다만, 가스의 유입은 배출로(30)를 통하지 않더라도 별도의 연결부를 두고 리액터(20) 내부로 공급하여 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 따라서 별도의 마그네틱 스터러(Magnetic stirrer) 등을 두지 않더라도 동일한 효과를 가질 수 있다.

또한, 합성반응 후 리액터(20)에 수용된 물질은 본체(1) 외측에 구비되는 펌프와 연결 가능하게 구성되어 리액터(20)와 배출로(30) 사이의 압력차이를 발생시켜 배출로(30)를 통하여 배출되도록 구성할 수 있다. 구체적으로, 리액터(20)와 배출로(30) 사이의 압력 차이는, 배출로(30)와 본체 외부의 펌프와 연결가능하게 구성하고, 펌프의 흡입에 의해 발생시킬 수 있다. 또한, 리액터(20) 상측으로 연결된 유로(예를 들어 후술할 제 1가스통로(70))로 가스를 유입하여 리액터(20)내의 압력을 높여 발생시킬 수 있다. 따라서 별도의 밸브를 구비하지 않더라도 구조적인 특징으로 리액터(20) 내부에 수용된 물질의 배출 및 차단이 가능하다.

배출로(30)는 일단이 리액터(30)와 연결되는 연결구(40)을 형성하고 타단은 복수의 배출구(31)가 구성될 수 있으며, 경로상에 제 2필터가 설치될 수 있다.

제 2필터(60)는 방사성 화합물의 합성반응 후 반응물 및 잔여물이 배출로(30)로 배출될 때, 반응물 또는 잔여물중 일부를 선택적으로 흡착하고 나머지는 배출구(31)를 통하여 배출이 가능하게 구성된다. 또한, 배출로(30)상에 배치되고, 탈착 가능하게 구성 될 수 있다. 다만, 이는 방사성 화합물 합성반응에 따라 복수개로 설치가능하고 설치되는 위치를 달리하여 적용이 가능하다.

복수의 배출구(31)중 어느 하나는 필터를 통과한 잔여물이 배출되는 통로이며, 다른 하나는 필터를 통과한 생성물이 배출되는 통로로 사용할 수 있다. 또한 배출구(31)는 외부의 펌프와 연결하여 가스가 배출로(30)를 통하여 리액터(20)로 유입가능하게 구성할 수 있다.

제 1가스통로(70) 및 제 2가스통로(71)는 합성반응에 필요한 가스가 본체(1) 내측으로 통과할 수 있도록 유입로(10)와 연결되며, 본체(1)의 외측에 형성되어 외부와 연결가능하게 구성될 수 있다. 또한, 가스는 제 1가스통로(70)로 유입되고, 반응 중 리액터(20) 내벽에 발생할 수 있는 결로현상을 방지하며, 잔여물과 함께 제 2가스통로(71)를 통하여 배출될 수 있도록 비활성 기체인 헬륨(He)이 사용 될 수 있다. 또한 상기 기술한 배출구(31)로부터 유입되는 가스 또한 제 2가스통로(71)를 통하여 배출될 수 있다. 본 실시예에서는 각각 하나의 제 1가스통로(70) 및 제 2가스통로(71)가 구비되어 있으나, 합성반응에 따라 개수와 배치되는 위치를 달리하여 제 1가스통로(70) 및 제 2가스통로(71)를 구성할 수 있다.

또한, 본체(1) 외측에 구성된 유입구, 배출구(31), 제 1가스통로(70) 및 제 2가스통로(71)는 동일한 방향으로 형성될 수 있다. 자동화 된 방사성 화합물 합성장치는 본 발명에 따른 합성모듈을 파지하고 한 방향 직선운동을 통하여 방사성 화합물 합성장치에 구비된 노즐과 각각 연결 및 분리가 가능하게 구성할 수 있다. 다만, 합성반응 및 장치에 따라 각각 다른 방향으로 다양하게 변형하여 적용이 가능하다.

거치부(80)는 본체(1)가 본발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈이 함께 사용되는 방사성 화합물 합성장치에 거치될 수 있도록 구성될 수 있다. 도 1에는 본체(1)의 상단 양측에 홈을 내어 거치부(80)를 구비하였으나, 모양과 위치는 다양하게 변형이 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 제 2실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

제 2실시예에서는 제 1실시예와 동일한 구성요소를 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 대하여는 중복기재를 피하기 위하여 자세한 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사성 화합물 합성모듈은 유입부(a), 반응부(b) 및 배출부(c)로 구분되며, 제작 및 합성모듈 조립이 용이하도록 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 반응부(b)를 중심으로 하여 상측에 유입부(a), 하측에 배출부(c)와 연결되는 구성이 나타나 있으나, 이는 일 실시예일 뿐, 반응에 따라 다양하게 연결할 수 있으며, 반응부(b) 와 배출부(c)가 연결되는 연결구(40)의 위치도 다양하게 적용이 가능할 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 제 3실시예를 나타낸 사시도이다.

제 3실시예에서는 제 1실시예와 동일한 구성요소를 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 대하여는 중복기재를 피하기 위하여 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 제 1유입로(11)를 본체(1)의 측면으로 배치한 구성이 나타나 있으며, 이와 별개로 방사성 화합물의 합성장치에 구비되는 노즐의 위치에 대응하여 다양한 형태로 구성할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 합성모듈을 FDG 합성반응에 적용한 개략도이다.

이하에서는 상기 기술한 방사성 화합물의 합성모듈을 이용하여 방사성 화합물을 합성하는 반응 중 일 예인 FDG를 합성하는 반응에 적용한 예를 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 방사성 화합물의 합성장치는, 반응직전 제 1필터(50) 및 제 2필터(60)를 린싱하여 제 1유입로(11) 및 배출로(30) 상에 각각 연결하고, 합성장치 내부의 자동화 모듈에 거치한다. 본 합성모듈이 거치된 자동화된 모듈이 전진하여 유입구, 배출구(31), 제 1가스통로(70), 제 2가스통로(71) 등이 각각 대응되는 노즐에 결합하게 된다.

이후 싸이클로트론(cyclotron)으로부터 방사성 화합물 합성장치의 바이알(1번)에 적재된 ¹⁸F + H₂ ¹⁸O는, 제 1유입구(13)를 통하여 제 1유입로(11)로 유입되고, 제 1필터(50)를 통과하면서 ¹⁸F만이 흡착되고, H₂ ¹⁸O는 리액터(20)를 거치지 않고 제 1가스통로(70)로 배출된다. 나아가, 제 1가스통로(70)를 본체(1)외부와 연결된 펌프로 감압하여 배출할 수 있으며, 배출된 후 바이알(8번)에 수용되고, 차후 방사성 화합물 합성반응에 재사용 될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 제 1가스통로(70)는 감압펌프(P2)와 가압펌프(P1) 모두와 연결되어 구성될 수 있다.

제 1필터(50)로서 QMA 카트리지가 사용될 수 있다.

제 1가스통로(70)로 H₂ ¹⁸O가 모두 배출되고 나면, 바이알(2번)에 적재되어있던 제 2유입구(14)를 통하여 TBAHCO₃ + MeOH가 유입되어 제 1유입로(11)를 지나 제 1필터(50)를 통과하면서 고정되어 있던 ¹⁸F과 함께 리액터(20) 내부로 흘러 들어가게 된다.

이후 리액터(20) 외벽에 접촉되는 외부의 온도조절유닛이 리액터(20) 내부온도를 섭씨 100도에 이르도록 가열하여 잔존하는 액체를 모두 증발시키게 된다.

가열과 동시에 제 1가스통로(70) 또는 배출구(31)를 통하여 리액터(20) 내부를 통과하는 헬륨가스(He)를 본체(1) 내부에 주입할 수 있으며, 잔존하는 수증기가 헬륨가스(He)와 함께 제 2가스통로(71)로 배출되며 바이알(9번)에 수용될 수 있다.

다음으로, 바이알(3번)에 적재되어 있던 mannosetriflate + acetonitril을 제 3유입구(15) 중 어느 하나를 통하여 본체(1) 내부로 유입하고, 제 2유입로(12)를 통과하여 리액터(20) 내부로 흘려보낸다. 다만, 합성반응의 수율을 높이기 위하여 제 2유입로(12) 중 분기점을 거지지 않고 직접 리액터로 연결되는 제 2유입로(12)중 어느 하나를 통하여 유입하는 것이 바람직하다.

이때, 제 2가스통로(71)와 연결된 감압펌프(P2)로 리액터(20) 내의 압력을 낮추어 바이알(2번,3번)에 수용된 물질을 리액터(20) 내부로 원활하게 유입할 수 있다.

또한, 바이알에 수용된 물질을 리액터(20)내부로 이송할 때, 외부에 제 1가스통로(70) 및 제 2가스통로(71) 에 연결된 가압펌프(P1) 및 감압펌프(P2)를 이용할 수 있으나, 합성모듈과 외부기기가 연결되는 연결부분인 제 1유입구(13), 제 2유입구(14), 제 3유입구(15) 등에서 합성모듈 외부로 누출을 방지하고, 나아가, 각 유로 및 연결부위에 구조적으로 유체가 고일수 있는 부분에 잔존하는 유체를 모두 이동시킬 수 있다는 점에서 감압펌프(P1)를 사용하는 것이 바람직하다.

이후, 외부의 온도조절유닛은 리액터(20)를 섭씨 80-90도에 이르도록 가열하여 반응이 원활하게 한다.

다음으로, 외부에 구비된 온조조절유닛에 의해 상온으로 리액터(20)를 냉각한다.

다음으로, 바이알(4번)에 적재된 HCl을 제 3유입구(15) 중 어느 하나를 통하여 유입하고, 제 2유입로(12)를 통하여 리액터(20) 내부로 흘려보낸다. 이때, 제 2유입로(12) 중 분기점을 거지지 않고 직접 리액터로 연결되는 제 2유입로(12)중 어느 하나를 통하여 유입하는 것이 바람직하다. 이후 리액터(20)는 외부의 온도조절유닛에 의해 섭씨 80-90도에 도달하도록 가열된 다음 다시 냉각한다.

다음으로, 바이알(4번)에 적재되어 있던 KHCO+HO를 제 3유입구(15) 중 어느 하나를 통하여 리액터(20) 내부로 유입하여 반응물을 중성화 시키게 된다.

이때, 리액터(20) 밑단에 형성된 연결구(40)는 내경을 100 내지 300로 구성하여, 반응진행 중 내부에 수용된 물질간 응집력에 의해 배출구(31)로 유출이 되지 않는다.

이와 별개로, 방사성 화합물의 각 합성반응을 진행시, 배출구(31)와 연결된 감압펌프(P2)를 작동하고 연결구(40)를 통하여 리액터(20) 내부로 가스를 주입하여, 기포가 상승함에 따라 리액터(20)에 수용된 물질이 섞이게 하여 반응률을 상승시킬 수 있다.

반응진행 중 각 단계별로 외부와 연결되어 있는 제 1가스통로(70)를 통하여 리액터(20) 내부를 통과하는 가스를 본체(1) 내부에 주입할 수 있으며, 리액터(20) 내부에 잔존하는 수증기 및 반응 도중 발생하는 결로현상을 방지할 수 있다.

다음으로, 배출구(31)와 연결된 감압펌프(P2)를 감압하여 방사성 화합물의 합성반응 후 생성물 및 잔여물을 배출로(30)로 배출한다. 제 2필터(60)에서는 잔여물인 극성물질이 필터에 흡착되게 되고, 생성된 제품인 FDG만이 필터를 통과하여 배출구(31)를 통해 합성모듈 외부로 배출되고, 준비된 바이알(11번)에 수용되게 된다.

반응이 모두 끝난 후 합성모듈이 거치된 자동화된 모듈은 후퇴하여 방사성 화합물 합성장치로부터 분리되고, 격리된 공간으로 자동폐기되어 잔존하는 방사성 물질로부터 발생하는 방사선 피폭으로부터 사용자에 대한 피해를 최소화하도록 구성할 수 있다. 따라서 결합 및 분리가 간편하도록 외부로 형성되어 있는 유입구, 제 1가스통로(70), 제 2가스통로(71), 배출구(31) 등을 동일한 ?향으로 배치할 수 있다.

상기 기술한 FDG 합성에 대한 내용은 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성모듈이 사용되는 일 예로 나타낸 것이며, 이외에도 다양한 방사성화합물의 합성에 이용될 수 있도록 여분의 제 3유입구(15)가 더 구비 되어있다.

본 발명에 따른 합성모듈은 상기와 같은 구성요소를 포함하여, 단순하고, 저렴하게 제작될 수 있으며, 자동화된 방사성 화합물 합성장치와 함께 사용함으로써 방사성 화합물의 제조시간을 단축할 수 있으며, 사용 이후 격리실로 자동폐기가 가능하여, 사용자의 피폭을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 본체
10: 유입로 11:제 1유입로 12:제 2유입로
13: 제 1유입구 14:제 2유입구 15:제 3유입구
20: 리액터(reactor)
30: 배출로 31: 배출구
40: 연결구
50: 제 1필터
60: 제 2필터
70: 제 1가스통로 71: 제 2가스통로
80: 거치부
a: 유입부 b:반응부 c: 배출부

Claims

본체;
상기 본체 내부에 구비되며, 방사성 화합물의 합성에 필요한 물질이 이동하는 통로인 유입로;
상기 유입로상에 탈착 가능하게 설치되며, 상기 방사성 화합물 합성에 필요한 물질 중 일부 물질을 필터링하는 제 1필터;
상기 본체 내부에 구비되며, 상측이 상기 유입로와 연결되고, 상기 방사성 화합물의 합성반응이 일어나는 리액터;
상기 본체 내부에 구비되며, 일단이 상기 리액터의 밑단에 연결되어 구성되며, 상기 방사성 화합물의 합성반응 후 생성물과 잔여물을 상기 리액터 외부로 배출하는 통로를 형성하는 배출로; 및
상기 배출로상에 탈착 가능하게 설치되며, 상기 생성물 및 상기 잔여물 중 일부를 필터링하는 제 2필터를 포함하여 구성된 방사성 화합물 합성모듈.
제 1항에 있어서,
상기 리액터는 저면에 상기 배출로와 연결되는 연결구가 구비되며,
합성반응 중 상기 리액터 내부의 물질은 물질 간 응집력에 의해 상기 연결구를 통해 배출되지 않는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 연결구의 내경은 500㎛이하로 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 본체는 외측에 구비되는 펌프와 연결 가능하게 구성되며,
상기 리액터에 수용된 물질은 상기 펌프에 의해 발생되는 상기 리액터와 상기 배출로 사이의 압력차에 의해 상기 배출로로 배출되는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 배출로는 상기 본체 외측에 구비되는 펌프와 연결 가능하게 구성되며, 상기 방사성 화합물의 합성 반응 후, 상기 리액터 내부의 물질은 상기 펌프의 흡입에 의해 상기 배출로를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 배출로는 상기 본체 외측에 구비되는 펌프와 연결 가능하게 구성되며, 상기 방사성 화합물의 합성 중, 상기 펌프로부터 유입되는 가스가 상기 연결구를 통해 상기 리액터 내측으로 공급되어 상기 리액터에 수용된 물질을 혼합시키는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 유입로는,
일단이 상기 본체의 외측에 형성되는 제 1유입구 및 제 2유입구와 연결되고, 상기 제 1필터가 탈착 가능하게 구비되는 제 1유입로; 및
일단이 상기 본체의 외측에 형성되는 복수의 제 3유입구와 연결되는 제 2유입로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 7항에 있어서,
상기 제 1유입로는 상기 제 1유입구 및 상기 제 2유입구로부터 형성된 유로가 합류하고 제 1필터를 경유하여 상기 리액터와 연결되도록 구성하고,
상기 제 2유입로는 상기 복수의 제 3유입구로부터 형성된 유로가 합류하여 상기 리액터와 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 배출로는 상기 리액터로부터 상기 제 2필터를 경유하고 분기되며, 상기 본체 외부로 형성된 상기 복수의 배출구와 각각 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 7항에 있어서,
상기 제 1유입구는, 상기 방사성 화합물이 포함된 유체가 유입되며,
상기 제 1필터는, 상기 유입된 유체 중 방사성 동위원소만를 흡착하고,
상기 제 2유입구는, 상기 제 1필터에 흡착된 상기 방사성 동위원소와 함께 리액터 내부로 이동하는 물질이 유입되는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 본체는 연결되는 제 1가스통로 및 제 2가스통로를 포함하여 구성되며,
상기 본체 외부로부터 공급되는 가스가 상기 제 1가스통로로 유입되고, 상기 리액터의 상측을 통과하여, 상기 리액터 내부의 결로현상을 방지하고, 상기 제 2가스통로로 배출되는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 유입로에는 복수의 유입구, 제 1가스통로 및 제 2가스통로가 형성되고, 상기 배출로에는 복수의 배출구가 형성되며, 상기 유입구, 상기 제 1가스통로, 상기 제 2가스통로 및 상기 배출구는 본체 외부에 동일한 방향을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 7항에 있어서,
상기 제 1필터는 상기 방사성 동위원소 중 ¹⁸F를 흡착하며,
상기 제 2필터는 상기 방사성 화합물의 합성반응 후 존재하는 극성 잔여물을 흡착하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 2항에 있어서,
상기 본체는,
내부에 상기 리액터가 구비되며, 상기 방사선 화합물의 합성반응 중 외부기기가 접촉되어 상기 리액터를 가열 및 냉각 가능하게 구성된 반응부;
상기 리액터부의 상측에 배치되며, 상기 유입로가 내부에 형성되어 상기 리액터의 상측과 연결되고, 상기 제 1필터를 설치 가능하며, 상기 방사성 화합물의 합성에 필요한 물질이 외부로부터 유입가능하게 구성되는 유입부; 및
상기 리액터부와 연결되며, 내부에 상기 리액터의 밑단과 연결되는 상기 배출로가 구비되고, 상기 제 2 필터를 설치가능하며, 상기 방사성 화합물의 생성물 및 상기 잔여물을 외부로 배출가능하게 구성되는 배출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체는, 외부 기계가 상기 본체를 파지 가능하도록 구성된 거치부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성모듈.