本发明领域涉及核医学。更具体地讲，本发明涉及制备用于核医 学的具有高放射性和高化学纯度的放射性物质的方法。

使用放射性物质用于核医学是已知的。放射性物质可以用于大量 的诊断和治疗目的。例如，就诊断医学来说，放射性物质(即一种示踪 物)可以注入到病人的臂静脉中，放射性物质在体内或身体一部分中的 分布可以以一系列的图像进行描绘。图像可以以示踪物放射的γ射线为 基础。随着在示踪物内的放射性物质的衰变，γ射线放出体外，用闪烁 照相机记录。闪烁照相机含有辐射检测器，辐射检测器检出γ射线与检 测器的相互作用并在检测器面板上检出何处发生了相互作用。这种相 互作用可以用于作出体内的γ射线来源于何处的图片或图像。

另外，半衰期较短的放射性物质(例如，2-72小时)可以用于治疗 的目的，例如用于某些类型的肿瘤(例如癌症肿瘤)的医治。一般地， 这种物质结合到富集在肿瘤位点的生物化试剂(biolocalization agent)上。通过该物质在肿瘤位点的定位，放射物可以在自然衰变减 少辐射水平或血液循环将该物质运送到身体的其它部分之前以最大值 对肿瘤作用。

用于诊断或治疗的放射性物质经常针对应用进行处理。位点具有 比较高的循环速度时，可以使用半衰期很短的物质。位点循环速度越 低时，可以使用半衰期越长的物质。

当用于核医学的放射性物质很有效时，这种物质的制备和操作也 具有其固有的难点和危险。由于与某些物质相关的半衰期短，因此它 们不能长时间储藏。经常是具有最大效益的物质不能使用，因为其不 能在便于使用的场所制备。由于核医学的重要性，需要存在改进的用 于提供高放射性和高化学纯度的短半衰期放射性物质的方法。

发明概述

提供了一种利用色谱分离过程自动分离放射性核素的方法和装 置。该方法包括的步骤有：在显示器上显示表明放射性核素通过具有 多个分离处理元件的第一组分离元件流动的第一流程图，但仅仅在色 谱分离过程的第一步中显示第一流程图，和在显示器上显示表明放射 性核素通过具有多个分离处理元件的第二组分离元件流动的第二流程 图，但仅仅在色谱分离过程的第二步中显示第二流程图。

本发明提供了一种利用色谱分离过程自动分离放射性核素的方 法，该方法包括的步骤有：

提供适合于在色谱分离过程的每一步中控制放射性核素通过多个 分离处理元件流动的控制器(12)，其中所述控制器(12)包括显示 器(23)，该显示器(23)适合于在色谱分离过程中主动显示放射性 核素通过多个分离处理元件的流动；

在显示器(23)上显示表明放射性核素通过具有多个分离处理元 件的第一组分离元件流动的第一流程图，但仅仅在色谱分离过程的第 一步中显示第一流程图；和

在显示器(23)上显示表明放射性核素通过具有多个分离处理元 件的第二组分离元件流动的第二流程图，但仅仅在色谱分离过程的第 二步中显示第二流程图。

在一个实施方案中，该方法进一步包括将多个分离处理元件的一 个分离处理元件限定为装有色谱分离材料的分离柱(30)。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括从运输容器 (40)中取出母核放射性核素。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括将母核放射 性核素转移到第二个容器(38)，在第二个容器(38)中放射性衰变 产生需要的子核放射性核素。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括将子核放射 性核素和母核放射性核素装入分离柱(30)。

在一个实施方案中，其中将子核放射性核素和母核放射性核素装 入分离柱(30)的步骤进一步包括母核放射性核素和子核放射性核素 通过分离柱(30)，由此使子核放射性核素被分离柱(30)捕获。

在一个实施方案中，其中子核放射性核素和母核放射性核素通过 分离柱(30)的步骤进一步包括将已经通过分离柱(30)的母核放射 性核素输送到储存容器(36)中。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括从装有洗液 的容器(44)中取出洗液。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括用洗液冲洗 分离柱(30)以除去任何残留的母核放射性核素。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括从装有洗提 溶液的容器(42)中取出洗提溶液。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括用洗提溶液 通过分离柱(30)使子核放射性核素从分离柱(30)中洗提。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括使用装有一 种或多种色谱分离材料的第二根柱子作为保护柱(32)来从子核放射 性核素中捕获任何残留的微量母核放射性核素。

在一个实施方案中，其中第一步或第二步进一步包括从储存容器 (36)中取出母核放射性核素。

在一个实施方案中，其中从储存容器(36)中取出母核放射性核 素的步骤进一步包括将母核放射性核素返回生长容器(38)用于再生 长子核放射性核素。

在一个实施方案中，进一步包括用母核放射性核素的溶液使分离 柱(30)平衡。

本发明还提供了一种用于实施上述方法以自动分离放射性核素的 装置，该装置包括：

适合于在色谱分离过程的每一步中控制放射性核素通过多个分离 处理元件流动的控制器(12)，其中所述控制器(12)包括显示器(23)， 该显示器(23)适合于在色谱分离过程中主动显示放射性核素通过多 个分离处理元件的流动，其中所述显示器用于显示表明放射性核素通 过具有多个分离处理元件的第一组分离元件流动的第一流程图，但仅 仅在色谱分离过程的第一步中显示第一流程图；和

用于显示表明放射性核素通过具有多个分离处理元件的第二组分 离元件流动的第二流程图，但仅仅在色谱分离过程的第二步中显示第 二流程图。

在一个实施方案中，其中多个分离处理元件的一个分离处理元件 进一步包括装有色谱分离材料的分离柱(30)。

在一个实施方案中，其中进一步包括用于从运输容器(40)中取 出母核放射性核素的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括用于将母核放射性核素转移 到第二个容器(38)的设备，在第二个容器(38)中放射性衰变产生 需要的子核放射性核素。

在一个实施方案中，其中进一步包括用于将子核放射性核素和母 核放射性核素装入分离柱(30)的设备。

在一个实施方案中，其中用于将子核放射性核素和母核放射性核 素装入分离柱(30)的设备进一步包括用于将母核放射性核素和子核 放射性核素通过分离柱(30)的设备，由此使母核放射性核素和子核 放射性核素之一被分离柱(30)捕获。

在一个实施方案中，其中用于将母核放射性核素和子核放射性核 素通过分离柱(30)的设备进一步包括用于将已经通过分离柱(30) 的放射性核素输送到储存容器(36)中的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括用于从装有洗液的容器(44) 中取出洗液的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括使用洗液冲洗分离柱(30) 以除去任何残留的母核放射性核素的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括用于从装有洗提溶液的容器 (42)中取出洗提溶液的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括利用洗提溶液通过分离柱 (30)使子核放射性核素从分离柱(30)中洗提的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括使用装有一种或多种色谱分 离材料的第二根柱子作为保护柱(32)来从子核放射性核素中捕获任 何残留的微量母核放射性核素的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括用于从储存容器(36)中取 出母核放射性核素的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括将母核放射性核素返回生长 容器(38)用于再生长子核放射性核素的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括用母核放射性核素的溶液使 分离柱(30)平衡的设备。

在一个实施方案中，其中进一步包括适合于从运输容器(40)取 出母核放射性核素的注射泵(16)。

在一个实施方案中，其中进一步包括适合于将母核放射性核素转 移到第二个容器(38)的第一种阀的布置，在第二个容器(38)中放 射性衰变产生需要的子核放射性核素。

在一个实施方案中，其中进一步包括适合于将母核放射性核素和 子核放射性核素通过分离柱(30)的第二种阀的布置，由此使子核放 射性核素被分离柱(30)捕获并且将母核放射性核素排入储存容器 (36)。

在一个实施方案中，其中进一步包括适合于用洗液冲洗分离柱 (30)以除去任何残留的母核放射性核素的第三种阀的布置。

在一个实施方案中，其中进一步包括适合于利用洗提溶液通过分 离柱(30)使子核放射性核素从分离柱(30)中洗提的第四种阀的布 置。

在一个实施方案中，其中进一步包括适合于捕获残留在洗提后的 子核放射性核素中的任何残留的微量母核放射性核素的保护柱(32)。

附图的简要说明

图1是根据本发明举例说明的一种实施方案中用于分离放射性核素 的装置的框图；

图2是可用于图1系统的分离模块的连接图；

图3是一种可用于图1系统的计算机程序屏幕；

图4描述了可用于图1系统的程序编制步骤；

图5描述了可用于图1系统的附加的程序编制步骤；

图6描述了可用于图1系统的操作选择步骤；和

图7-17描述了可以由图1系统提供的分离方法的步骤，其中

图7为步骤#1-取出母核/子核混合物-2ml；

图8为步骤#2-将混合物装到分离柱上-2ml；

图9为步骤#3-将洗液装入注射器-1ml；

图10为步骤#4-将洗液加入到柱子-1ml；

图11为步骤#5-将更多洗液装入注射器-2ml；

图12为步骤#6-清洗留有微量母核放射性的柱子-2ml；

图13为步骤#7-洗提溶液装入注射器-1ml；

图14为步骤#8-排出溶液以清洗注射器-1ml；

图15为步骤#9-洗提溶液装入注射器-1ml；

图16为步骤#10-洗提柱子的子核放射性-1ml；

图17为步骤#11-从暂时储存容器中取出装入溶液和洗液-3ml。

优选实施方案的详细说明

图1是分离系统10的框图，用于总体上显示放射性物质的分离。系 统10提供了用于诊断或治疗核医学的临床有效量的高纯度放射性物质 的快速色谱分离。

分离系统10可以用于从子核放射性核素中分离母核放射性核素， 其中子核放射性核素可以通过母核放射性核素的衰变制备。可以通过 收集母核放射性核素(即使用常规的发生器和正向的COW过程)或者通过 收集子核放射性核素(即使用选择性逆向发生器和反向COW过程)进行分 离。尽管系统10将要按照多个柱选择性逆向发生器进行描述，但是应 当理解的是二种方法的每一种都可以使用。

系统可以被制造成质轻的、便携的模块化系统10的形式，系统10 在放射性核素产生机构、核药房或医疗环境中使用简单。模块化系统10 可以包括计算机控制器(例如便携式计算机)12、电源/接口模块13、放 射隔离罩15和分离模块14。隔离罩15可以是任何适当的材料(例如玻 璃、有机玻璃、塑料、铅、贫化铀)并且可以位于便携式计算机12和分 离单元14之间，用于在分离过程中保护工作者(未显示)。

质轻的隔离材料(例如塑料、有机玻璃等等)可以用于隔离产生低 能粒子(例如α射线、β射线等等)的放射性核素。重的隔离材料可以用 于隔离高能的γ射线。

控制器12可以包括中央处理器(CPU)18、键盘22和显示器23。内存 19可以用于提供分离程序和设定值的存储与检索。一种或多种软件计 时器21可以用于控制分离过程。

当控制器12按照利用键盘22进行控制来描述时，应当理解的是键 盘22可以用触摸屏技术或其它先进的用户输入装置所代替。因此，控 制器12可以包含支持触摸屏接口的适当硬件和软件。

图2是更详细的图1的分离模块14的处理元件的连接图。分离模块14 可以包括高速注射泵16，多通阀24、26、28和一组装有一种或多种高 化学选择性物质的色谱柱30、32。

分离模块14可以通过计算机系统12经接口13远距离控制。用计算 机12控制分离模块14简化了操作，并且坚持严格遵守了放射性核素纯 化的审定规程。分离模块14尺寸小简化了隔离罩，并且当结合远距离 操作时，模块14将对于临床的工作人员和/或病人的放射性照射减到最 小。

分离的化学作用、硬件和软件可以容易地适合于满足任何范围的 核医学医师的需要。例如，系统10特别好地适于用作进行快速(例如小 于5分钟)分离以获得超高纯度产物(例如去杂系数106或更高)的放射性 核素发生器。通过初级分离柱30之后的一种独特的保护柱32提高了最 终产物的超高纯度。

根据诊断或治疗的目标，可以选择分离柱30、32用于纯化各类放 射性核素。已经发现该装置特别适合用于放射治疗的钇-90、铋-212和 213或铼-188的纯化或用于诊断成象的锝-99m、铊-201、氟-18或铟-111 的纯化。

现在详细说明系统10，将说明其硬件和软件。硬件和软件的说明 之后将提供使用系统10的实例。

放射性核素在系统10内的输送依赖于注射泵16和多通阀24、26、 28。注射泵16可以是带有相对精确的体积控制器的任何小体积装置(例 如Advanced Liquid Handling of Milwaukee，WI提供的型号MBP2000 的注射泵)。注射泵16可以包括注射管身18和线性传动装置20。注射管 身18可以是可变排量式仪器(例如具有5毫升(ml)、10ml等的最高容 量)。

线性传动装置20可以在注射管身18的最大容积状态和注射管身18 的零容积状态之间提供2000个等级的分辨率。例如，在一个实施方案 中注射管身18可以具有5毫升的最大容积状态。当然可以使用任何尺寸 的注射器18。

控制器12驱动线性传动装置20的步进速率限定了进入或流出注射 管身18的流速。例如，如果注射管身18具有5毫升的最大容积并且线性 传动装置在最大容积和零容积之间具有2000个定位，则传动装置20的 每级(即施加的激励脉冲)导致在注射管身18内容积变化0.0025毫升。 以每秒一个脉冲的速度，在进入或流出注射泵16的流速将是0.0025毫 升/秒。另外，线性传动装置20可以以高达2000脉冲/秒的速度驱动产 生5毫升/秒的流速，或产生在其间的任一速度。

多通阀的大小足以适应注射泵16的预期流速。多通阀A24可以是 任何恰当大小的多位阀(例如Hamilton Co.Reno，NV的型号6-5MVP的 旋塞阀，配给6个阀口)，多通阀A有一公共阀口连接到多通阀C26。同 样地，多通阀B28可以是任何恰当大小的多位阀(例如Hamilton Co. Reno的型号4-5MVP的旋塞阀，配给4个阀口)，多通阀B有一公共阀口 连接到分离柱30。多通阀C26可以是作为注射泵16组件一部分供给的4 阀口的专用阀(如上面给出的注射泵16的零件号码中)或者可以作为单 独的独立阀组件提供。合适的阀位控制器(例如Hamilton的带有数字TTL 交换的′Modular Valve Positioner′(MVP))可以用作接口模块13的 元件。附加的阀位控制器和注射泵可以连接到接口模块13以提供另外 的液体输送和控制功能。

分离柱30和保护柱32可以制造成每端带有管接口的柱状构造(例如 1/2英寸×2英寸)。分离柱30和保护柱32可以装满适合分离放射性核素 的色谱分离物质(例如离子交换树脂、萃取色谱分离材料等等)。保护 柱32可以包括一个、两个或更多个分开的分离材料段(图中显示了三 个)。

分离元件16、24、26、28、30、32、36、38和外部容器40、42、44、 46、48可以用合适的耐化学制剂的管(例如聚四氟乙烯)连接。管和配 件的直径(例如2毫米)要减少分离模块14内的无效空间。

控制器12可以装备有图形用户接口(GUI)17，将即时的流程图和工 艺参数提供到显示器23上。流程图和工艺参数使工作者不用直接察看 模块14就可以监测模块14的操作。监测模块14的机械操作是重要的， 因为在操作过程中在分离模块14内处理的材料可能放射出放射线导致 工作者不能直接察看模块14。

分离器14的阀和泵的操作顺序可以由储存的设定规程来控制，设 定规程储存在控制器12的存储器19中。工作者可以使用预先设定的现 有的规程，或者建立新规程。工作者可以直接点击显示器上特定的图 标然后继续手控进入运行参数以创建新的规程。另外，可以提供一个 专门的图形用户接口使工作者可以创建新的规程。另外的选择是工作 者可以直接输入装置和操作活动的识别符。

启动规程创建软件，计算机程序屏幕100(图3)可以出现在工作者 面前。工作者可以点击“创建新规程”按扭104以创建新的分离程序。

接下来工作者可以点击模式框106。控制器12响应，向工作者给出 一选择框110(图4)，选择框110提供给工作者许多可能的操作。工作 者可以点击取出框112。然后工作者可以点击阀A、阀B或阀C方框以分 别限定阀24、28、26的位置来进行选择步骤。可以简单地直接在阀识 别符下显现的方框中指定图2所示的阀口编号入口来限定数值。

例如，如果工作者点击取出框112后应该点击阀C的方框，然后方 框116显现以提供给工作者许多取材料的来源。点击“洗提”可以自动 地编程阀A和C。另外，工作者可以逐一地点击和编程阀。

选择模式之后，工作者可以点击体积框102。选择体积框102之后， 工作者可以使用键盘22输入总体积。使用此处描述的步骤，工作者可 以建立适合于放射性核素处理的分离程序。

工作者可以激活″装载现有规程″框120(图5)来代替创建新程序。 工作者也可以点击个别的步骤(例如步骤4)。作为选择个别步骤的响 应，流程图122可以出现在工作者面前以显示选择的步骤提供的流程。

工作者还可以编辑现有的程序。例如，工作者可以点击“添加步 骤”按扭122以增加另一个处理步骤或″删除步骤″按扭124以取消一个 步骤。另外，工作者可以点击″插入步骤″按扭126以插入另一个步骤。 完成一个规程，紧接着工作者可以激活″保存到文件″按钮以存储该规 程，然后点击退出以关闭该规程分离程序。

为了执行一个特定的规程，工作者可以点击位于显示器23上的重 新定义图标。控制器12作出响应，向工作者给出规程选择屏幕130(图 6)。工作者可以点击″选择规程″按扭132，然后输入规程识别符到选择 窗口134中。

图7-17描述了用于一个特定分离过程的程序屏幕。为了进行说 明，假定母核放射性核素已经预先由外部源(运输容器)40转移到内部 储存容器38中(图2)。

同时假定已经经过了足够的时间使一些母核放射性核素已经衰变 为子核放射性核素。因而，储存容器38可能含有母核放射性核素和子 核放射性核素的混合物。

图7-17的程序可以自动地执行或每次一步地执行。执行模式可以 通过选择开关148选择。

以手控模式时，工作者可以通过起动“开始”按扭146启动每一步 骤。自动或手控处理的每一步骤过程中，即时的流程图(图7-17)出现 在工作者面前以显示该工序正在执行。为了监测流速，可以提供累计 流量指示器142和经过时间指示器150或进度条窗口。

处理步骤#1显示在图7中。如所示，控制器12已经将阀A24移动 到阀口#5(图2)并且将阀C26移动到阀口#1。处理还没有开始的事 实反映在时间显示器142留在零处。

可以看出步骤#1选择的体积是2毫升。一旦起动开始按钮146，控 制器12就可以启动线性传动装置20从储存容器38中抽出母核放射性核 素。

一旦第一个步骤完成，控制器12可以自动地进行第二个步骤(图 8)。如图8所示，第二个步骤是将母核放射性核素和子核放射性核素装 上分离柱30。

对于步骤#2，控制器12已经将阀A24移动到阀口#4处。阀C26 的位置没有变化。阀B28已经移到阀口#1处以流入暂时储存容器36。

一旦起动开始按扭146，控制器12指示线性传动装置20向上移动注 射管身18的活塞以使母核放射性核素和子核放射性核素流入分离柱 30。

在分离柱30内，子核放射性核素被捕获到树脂内，树脂作为多个 柱选择性逆向发生器的一部分起作用。为了使处理效率达到最大，活 塞的运动速率可以设计程序以调节最佳色谱分离流速用在分离柱30 上。通常，每平方厘米柱截面面积的流速可以选择1毫升每秒(1 ml/min/cm2)。

一旦第二个步骤完成，控制器12移到第三个步骤(图9)。在这种情 况下，控制器12已经移动阀C26到阀口#2以回收洗液。在这种情况下， 显示器显示已经传送2.000毫升通过柱30并且将装入1毫升作为冲洗 液。

在第四个步骤中(图10)，阀C26已经返回阀口#1。在这种情况下， 洗液通过分离柱30以从柱中清洗出残留的母核放射性核素。在第五个 和第六个步骤中(图11和12)，重复这些过程。

图13表明步骤#7。在步骤#7中，从外部的洗提溶液容器42中装 入洗提溶液。使用的洗提溶液是专门针对在分离柱30内的色谱分离物 质的，这些洗提溶液起作用促使色谱分离物质释放子核放射性核素。

在步骤#8中，洗提溶液排放入废料容器48。步骤#8中引入和丢弃 初始体积的洗提溶液的用途是清洗注射管身18的残留母核放射性核 素。

在步骤#9和10中，再次引入洗提溶液然后流过分离柱30和保护柱 32。保护柱32的用途是除去仍然存在于子核放射性核素中的残留的母 核放射性核素。得到的结果(流到产物容器46)是高度纯化的子核放射 性核素的溶液。

在步骤#11中，母核放射性核素可以从暂时的储存容器36中回收 然后返回储存容器38。

虽然图7-17的步骤以手控模式进行展示，应该理解的是它们也可 以自动发生(即在前的步骤结束后没有人的干预，立刻开始下一步骤)。 如果是自动地运行，图7-17展示的即时流程图随之更新。总体积可以 与注射管身18内活塞的相对位置一起显示。

线性传动装置20的运行可以是开环的或者闭环的。如果用闭环模 式控制，活塞位置的反馈可能用来将处理步骤从一个步骤推进到下一 个步骤。如果用开环模式，可以使用计时器21在运行后面接着的处理 步骤之前将活塞前进到预定的位置。

已经描述了用于分离放射性核素的方法和装置的具体实施方案以 便举例说明实施和使用本发明的方式。应当理解的是实施本发明及其 各方面的其它变化和修饰对于本领域技术人员来说是显而易见的，本 发明不受此处描述的具体实施方案的限制。因此，本发明将包括本发 明以及属于此处公开和要求的基本原则的真正精神和范围内的所有修 饰、变化或等效物。