９９ｍＴｃを作るための方法およびデバイス

本発明は、 ^９９ｍ Ｔｃを作る方法およびデバイスに関する。 ^９９ｍ Ｔｃはとりわけ、ＳＰＥＣＴ画像などの医用画像で使用される。

商業的に利用可能な^９９ｍ Ｔｃ発生器は、壊変している^９９ Ｍｏを含むソースから準安定状態アイソトープである^９９ｍ Ｔｃを抽出する機器である。

そして^９９ Ｍｏは通常、ターゲットとして高濃縮ウラン^２３５ Ｕを使用する方法から得られる。 ^９９ Ｍｏは、そのターゲットにニュートロンを照射することによる核分裂生成物として作り出される。 しかしながら、国際協定の結果、将来的には高濃縮ウランを伴う反応器を操作することがこれまで以上に困難になり、それはＳＰＥＣＴ画像に対する放射性核種の供給不足につながり得る。

従って、本発明の目的は、 ^９９ｍ Ｔｃの代替的な製造のための方法及びデバイスを特定することである。

本発明の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。 本発明の有利な進歩性は、従属請求項の特徴において見出される。

本発明による^９９ｍ Ｔｃを作るための方法は、以下の段階：
− ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンを有する溶液を提供する段階と、
− ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンが照射を受けたときに^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃ核反応を誘発するのに適したエネルギーを有する陽子ビームを提供する段階と、
−前記溶液に陽子ビームを照射し、 ^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃ核反応を誘発する段階と、
−前記溶液から^９９ｍ Ｔｃを抽出するための抽出方法を適用する段階と、
を含む。

従って^９９ｍ Ｔｃは、陽子ビームとモリブデン原子との相互作用の結果として生じる、 ^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃの式による核反応に基づいて、直接得られる。 陽子ビームのエネルギーは２０ＭｅＶより大きく、故に前述の核反応に対する実効断面積（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ）が位置する範囲にある。 結果として、 ^９９ｍ Ｔｃ原子を数多く得ることができ、それは^９９ｍ Ｔｃの製造に十分である。 モリブデン原子が溶液中でモリブデン酸イオンとして存在するという事実の結果、結果として生じる^９９ｍ Ｔｃは続いて、抽出方法を用いた単純な方法で溶液から抽出できる。 抽出された^９９ｍ Ｔｃはそして、さまざまな目的、具体的にはＳＰＥＣＴ画像に対する放射性核種を作るために使用することができる。

陽子ビームは、少なくとも２０ＭｅＶのエネルギーまで加速される。 粒子ビームは望ましくは、２０ＭｅＶから２５ＭｅＶのエネルギーまで加速される。 最大エネルギーを３５ＭｅＶ未満、より具体的に３０ＭｅＶまで、最も具体的には２５ＭｅＶに制限することにより、例えば^９９ｍ Ｔｃ以外のＴｃアイソトープなどの望ましくない反応生成物をもたらす核反応を回避できるが、望ましくない反応生成物は高すぎるエネルギーを有する粒子ビームの結果としてもたらされ、それはそして、望ましくない反応生成物を再び除去する方法による追加的な段階を再度必要とする。 モリブデン酸イオンを有する溶液が含まれるチャンバーは、出現する粒子ビームが少なくとも１０ＭｅＶのエネルギーを有するように設計されるか、または寸法が決められ得る。 このように、陽子ビームのエネルギー範囲は、発生する核反応が依然として制御可能な状態であり、望ましくない反応生成物が許容できる程度でのみ発生する範囲に保持されることができる。

陽子を前述のエネルギーまで加速することは通常、平均サイズの単一の加速器ユニットのみを必要とし、それはまた、その場で設置し、使用することができる。 前述の方法を使用すると、例えば病院環境などの、所望の使用場所の近くまたはまわりで、 ^９９ｍ Ｔｃを局所的に作ることができる。 従来とは対照的に、原子炉などにある大きな装置の使用によって達成される非局所的な製造方法は、それに関連する分配問題（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ）を有するが、局所的な製造は多くの問題を解決する。 核医学ユニットは、互いに独立してそれらのワークフローを計画でき、コンプレックスロジスティックスおよびインフラストラクチャーに依存しない。

一実施形態では、抽出方法は、より具体的にはメチルエチルケトンを使用する液体−液体抽出方法であり得る。

この抽出方法は、 ^９９ｍ Ｔｃが溶液に存在しているため適切である。 ^９９ｍ Ｔｃはメチルエチルケトンに溶解し、モリブデン酸イオンは水溶液中に残り続ける。 これにより、 ^１００ Ｍｏから^９９ｍ Ｔｃを分離することが可能になる。 ^９９ｍ Ｔｃを含むメチルエチルケトンは例えば、 ^９９ｍ Ｔｃがその後、例えば放射性医薬品を作るために使用され得るように、乾燥され得る。

一実施形態では、 ^９９ｍ Ｔｃの抽出後に残存している溶解された^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンは、例えば閉鎖ループで（ｉｎ ａ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）、後に照射される溶液に戻されることができる。 これは、親材料（ｐａｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ）、つまり^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンが特に効率良く使用されることを確保する。

一実施形態において、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンを有する溶液は、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩の溶液であり、そこで少なくとも１つのカチオン最終生成物をもたらす核反応が、溶液中で、陽子ビームを伴う照射によって、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩のカチオンにおいて誘発され、前記反応はより具体的には、後に照射される初期の溶液には存在しなかったカチオン最終生成物をもたらすが、それは、不安的であり、かつ／または潜在的に人体に対して有害なイオンである。 “カチオン最終生成物”との用語は、最終生成物がカチオンでなければならないということを必ずしも意味せず、それは単に、最終生成物が塩のカチオンから生じるという事実を意味する。

この場合、残存している溶解された^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンは、 ^９９ｍ Ｔｃの抽出後に照射溶液に戻されることができ、そこで少なくとも１つのカチオン最終生成物はその供給前に、より具体的にはイオン交換体を用いて除去される。

この実施形態は、後に照射される溶液に戻される溶液が、陽子ビームによる新たな照射のときに、カチオン最終生成物とは異なるさらなる照射生成物をもたらす成分を含まない点で、有利であり得る。 例として、照射のときにさらなる新たな核反応をもたらすだろう溶液に、カチオン最終生成物が供給されるのを回避することができる。 これにより、モリブデン酸イオンが戻るにもかかわらず、制御されていない、または管理し難い核反応を回避することができる。

一実施形態において、抽出された^９９ｍ Ｔｃでは、カチオン最終生成物から生じる不純物が、より具体的にはイオン交換体を用いて洗浄される。

これにより例えば、さらなる処理の前に、抽出された^９９ｍ Ｔｃ溶液の潜在的に望ましくない成分を除去することができる。 従って、例えば、放射性核種または異なる半減期を有する他の放射性核種の製造前に、潜在的に人体に対して有毒な成分を除去することができる。

一変形実施形態では、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩は^６ Ｌｉ _２ ^１００ ＭｏＯ _４を含む。 ^６ Ｌｉは核反応^６ Ｌｉ（ｐ，３Ｈｅ） ^４ Ｈによって^４ Ｈに壊変し、それは次に、トリチウムに直ちに壊変する。

^７ Ｌｉが使用された場合、陽子ビームによる照射が反応^７ Ｌｉ（ｐ，ｎ） ^７ Ｂｅを引き起こすが、 ^７ Ｂｅは再度除去されなければならない。 ^６ Ｌｉの使用はこれを回避する。

この結果、陽子ビームの新たな照射のときに、制御されていない一連の核反応を後にもたらし得るカチオン最終生成物は作り出されない。 作り出されるカチオン最終生成物を除去する洗浄ステージは、場合によっては省くことができる。

別の変形実施形態では、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩はＮａ _２ ^１００ ＭｏＯ _４を含む。 ここで、少なくとも１つのカチオン最終生成物は^１８ Ｆを含む。 自然に生じる^２３ Ｎａは、陽子ビームでの照射によって、反応^２３ Ｎａ（ｐ，ｎ） ^２３ Ｍｇの結果として^２３ Ｍｇに変換されるが、前記^２３ Ｍｇは次に、素早く^２３ Ｎａに壊変する。 さらなる核反応は^２３ Ｎａ（ｐ，ｘ） ^１８ Ｆである。 全体として、 ^１８ Ｆはここではまた、照射後にカチオン最終生成物として存在し、前記^１８ Ｆは初期の溶液には存在していない。 ^１８ Ｆは、例えば^９９ｍ Ｔｃの抽出後に^９９ｍ Ｔｃを含む溶液から、または^９９ｍ Ｔｃの抽出後に残存しているモリブデン酸塩を含み初期の溶液に戻される溶液から、イオン交換体を用いて除去することができる。 結果として、これにより、 ^１８ Ｆの照射および制御し難い一連の核反応を引き起こすリターンループを回避することができる。

さらなる変形実施形態では、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩はＫ _２ ^１００ ＭｏＯ _４を含み、カチオン最終生成物は^４１ Ｃａを含む。 自然に生じる^４１ Ｋは、以下の核反応： ^４１ Ｋ（ｐ，ｎ） ^４１ Ｃａ、 ^４１ Ｋ（ｐ，γ） ^４２ Ｃａ、 ^４１ Ｋ（ｐ，αγ） ^３８ Ａｒで、陽子ビームによって変換される。 同様に自然に生じる^３９ Ｋは、以下の核反応： ^３９ Ｋ（ｐ，ｄ） ^３８ Ｋ、 ^３９ Ｋ（ｐ，γ） ^４０ Ｃａで、陽子ビームによって変換される。 ^３８ Ｋは^３８ Ａｒに壊変する。 作り出される全てのＣａイオンの中で、 ^４１ Ｃａのみが不安定である。 全てのイオンは、イオン交換体によって除去され得る。 陽子ビームとの相互作用に対する相互作用断面積が^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃ核反応に対する相互作用断面積とは異なる領域であるため、 ^３８ Ａｒへの回帰は批判できない。 ^３８ Ａｒへの回帰および^３８ Ａｒの照射は故に、制御されていない最終生成物を有する核反応連鎖を作り出さない。

^９９ｍ Ｔｃを作るためのデバイスは、
− ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンを有する溶液と、
− ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンが照射を受けたときに^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃ核反応を誘発するのに適したエネルギーを有する陽子ビームを提供し、前記溶液を照射し、かつ^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃ核反応を誘発するための加速器と、
−前記溶液から前記^９９ｍ Ｔｃを抽出するための抽出ステージと、
を含む。

一変形実施形態では、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンを有する溶液は、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩の溶液であり、少なくとも１つのカチオン最終生成物をもたらす核反応が溶液中で、陽子ビームを伴う照射によって、前記^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩のカチオンにおいて誘発され、前記デバイスは追加的に、前記抽出ステージの下流に第１洗浄ステージを有し、洗浄ステージにおいて、前記抽出された^９９ｍ Ｔｃでは、カチオン最終生成物から生じる不純物が洗浄され得る。

一変形実施形態では、例えば閉鎖ループによって、 ^９９ｍ Ｔｃの抽出後に残存している、後に照射される溶液の溶解された^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンが再供給され得ることで、循環が提供される。 より具体的には、 ^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンを有する溶液が^１００ Ｍｏ−モリブデン酸塩の溶液である場合、デバイスは追加的に、残存している溶解された^１００ Ｍｏ−モリブデン酸イオンが供給される前に、ループの間に挟まれた洗浄ステージを有するが、その中で少なくとも１つのカチオン最終生成物が、より具体的にはイオン交換体を用いて除去される。

個別の特徴、並びにその利点および効果の上記の説明および以下の説明は、デバイスのカテゴリーと方法のカテゴリーの両方に関連するが、これはそれぞれの場合において、詳細に明確に述べられてはいない；その際に開示された個別の特徴はまた、示された１つよりも他の組み合わせにおいて、本発明にとって本質的となり得る。

従属請求項の特徴のように有利な進歩性を有する本発明の実施形態が、添付の図面に基づいてより詳細に説明されるが、それらに制限されない。

リチウム−モリブデン酸塩から

^９９ｍ Ｔｃを作るためのデバイスの設計を示す。

ナトリウム−モリブデン酸塩から

^９９ｍ Ｔｃを作るためのデバイスの設計を示す。

カリウム−モリブデン酸塩から

^９９ｍ Ｔｃを作るためのデバイスの設計を示す。

図１の実施形態によると、 ^６ Ｌｉ _２ ^１００ ＭｏＯ _４が溶解している水溶液１１が初めに提供される。

溶液１１はその後、照射チャンバー１３に送られ、それは、例えばサイクロトンなどの加速器ユニット１７によって生成された陽子ビーム１５によって照射される。 ここで陽子ビーム１５は、照射チャンバー１３内への侵入時に２０から２５ＭｅＶのエネルギーを有し、出口では略１０ＭｅＶのエネルギーを有する。 このエネルギー範囲において、陽子ビーム１５は^１００ Ｍｏと相互作用し、核反応^１００ Ｍｏ（ｐ，２ｎ） ^９９ｍ Ｔｃに基づく核反応で、 ^１００ Ｍｏを直接^９９ｍ Ｔｃに部分的に変換する。

^６ Ｌｉイオンへの照射の結果、以下の核反応もまた生じる： ^６ Ｌｉ（ｐ，３Ｈｅ） ^４ Ｈであって、 ^４ Ｈは即座にトリチウムに壊変する。

照射された溶液は、溶媒抽出のためのチャンバー１９に送られ、その中で^９９ｍ Ｔｃが、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いて水溶液から抽出される。 ＭＥＫに溶解した^９９ｍ Ｔｃは次いで、例えば後続の調剤モジュール（図示せず）で、さらに処理することができる。

残存しているモリブデン酸塩の溶液は、初めに提供された溶液１１に戻される。

図２の実施形態は、Ｎａ _２ ^１００ ＭｏＯ _４が溶解している水溶液２１が初めに提供されるという事実により、図１とは異なる。

Ｎａイオンへの照射の結果、以下の核反応が生じる： ^２３ Ｎａ（ｐ，ｎ） ^２３ Ｍｇおよび^２３ Ｎａ（ｐ，ｘ） ^１８ Ｆ。 今度は^２３ Ｍｇが、安定な^２３ Ｎａに壊変する。 一方、 ^１８ Ｆは放射性である。

照射された溶液は、溶媒抽出のためのチャンバー１９に送られ、その中で^９９ｍ Ｔｃが、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いて水溶液から抽出される。 さらなる処理の前に、 ^１８ Ｆから生じる不純物は、第１イオン交換体２３を用いて除去することができる。

^１８ Ｆは同様に、 ^９９ｍ Ｔｃの抽出後に残存しているモリブデン酸塩の溶液が初めに提供された溶液２１に戻される前に、さらなるイオン交換体２５を用いて除去することができる。

^１８ Ｆが洗浄された、抽出された^９９ｍ Ｔｃ溶液２７は次いで、例えば後続の調剤モジュールで、利用することができる。

図３の実施形態は、Ｋ _２ ^１００ ＭｏＯ _４が溶解している水溶液３１が初めに提供されるという事実により、図１とは異なる。

Ｋイオンへの照射の結果、以下の核反応が生じる： ^４１ Ｋ（ｐ，ｎ） ^４１ Ｃａ、 ^４１ Ｋ（ｐ，γ） ^４２ Ｃａ、 ^４１ Ｋ（ｐ，αγ） ^３８ Ａｒ、 ^３９ Ｋ（ｐ，ｄ） ^３８ Ｋ、 ^３９ Ｋ（ｐ，γ） ^４０ Ｃａ。 作り出される全てのカチオン最終生成物の中で、 ^４１ Ｃａのみが不安定である。

照射された溶液は、溶媒抽出のためのチャンバー１９に送られ、その中で^９９ｍ Ｔｃが、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いて水溶液から抽出される。

さらなる処理の前に、 ^４１ Ｃａから生じる不純物は、第１イオン交換体３３を用いて除去することができる。

^４１ Ｃａおよび他のＣａイオンも同様に、 ^９９ｍ Ｔｃの抽出後に残存しているモリブデン酸塩の溶液が初めに提供された溶液３１に戻される前に、さらなるイオン交換体３５を用いて除去することができる。

^４１ Ｃａが洗浄された、抽出された^９９ｍ Ｔｃ溶液は次いで、例えば乾燥ユニット３７で乾燥でき、後続の調剤モジュール（図示せず）で、利用することができる。

１１、２１、３１ 水溶液 １３ 照射チャンバー １５ 陽子ビーム １７ 加速器ユニット １９ 溶媒抽出のためのチャンバー ２３、３３ 第１イオン交換体 ２５、３５ さらなるイオン交換体 ２７ 洗浄された^９９ｍ Ｔｃ溶液２７
２９ 乾燥デバイス