JP2012513373A - 放射性核種標識化合物の合成方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、固相抽出樹脂を用いて放射性核種標識または放射性核種標識化合物を溶離させるための方法、このような方法を実施するための装置およびこのような装置を制御するためのコンピュータプログラムに関する。具体的には、本発明に係る方法は、アニオン交換樹脂または逆相樹脂を用いた放射性核種標識化合物の自動合成を可能にし、溶離剤での「パルス」溶離を実施することによってアニオン交換樹脂に結合された放射性核種標識（フッ素１８など）または逆相樹脂に結合された放射性核種標識化合物を除去または溶離させる工程を含む。

Description

本発明は、固相抽出樹脂を用いて放射性核種標識または放射性核種標識化合物を溶離させるための方法、このような方法を実施するための装置およびこのような装置を制御するためのコンピュータプログラムに関する。

アニオン交換樹脂または逆相樹脂などの固相抽出樹脂を用いた放射性核種標識化合物の自動合成方法は、かなり以前から当該技術分野において公知である。このような方法は、特に、さまざまな種類の生物学的利用分野向けのトレーサー分子として使用できる放射性標識化合物を生成するために利用されてきた。このような利用分野としては、生物学的関連性をもつ分子に連結されている放射性陽電子放出同位体を使用する核医学における診断法である、陽電子放出型断層撮影法（ＰＥＴ）、マイクロ−ＰＥＴまたは単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）が含まれる。

ＰＥＴで使用されるものとして公知の放射性核種標識化合物としては、患者に投与される放射性トレーサーとしての¹⁸Ｆ−放射性標識分子があり、放射性同位体の崩壊により放出されたガンマ放射線は、検出システムすなわちいわゆるＰＥＴスキャナーにより検出される。

ＰＥＴ走査は、細胞、組織または生体内のそれぞれの放射性トレーサーの生物学的分布パターンを表示する三次元画像を提供し、生体内での生物学的プロセスの検査を可能にする。

トレーサーとして使用される化合物を標識するために用いられる多くの放射性同位体は、比較的短い半減期を有する。詳細には、ＰＥＴ走査において使用される放射性核種は、典型的に、短かい半減期をもつ陽電子放出同位体、例えば炭素１１（半減期は約２０分）、窒素１３（半減期は約１０分）、酸素１５（半減期は約２分）、フッ素１８（半減期は約１１０分）、ヨウ素１３１（半減期は約８日）そしてヨウ素１２４（半減期は約４．２日）である。したがって、迅速にかつ高い収率で実施可能である放射性核種標識化合物を生成するための合成方法を提供することが望ましい。このことは、上述のような医療用途に使用すべき放射性核種標識化合物について特に言えることである。例えば、ＰＥＴのために使用される¹⁸Ｆ標識トレーサーは、できるだけ急速に合成および精製される必要がある。

したがって、短時間で実施できて、最終生成物である放射性核種標識化合物の無補正放射化学的収率を増大させる合成方法を提供することが望ましい。

さらに、放射性核種標識化合物を生成するために自動合成方法を使用する場合には、例えば最終生成物の無補正放射化学的収率によって測定される合成結果が、同じ方法を用いて一貫性ある形で反復可能であることが重要である。しかしながら、技術的現状において公知の自動合成の方法は、収率に一貫性のない生成物の生成を結果としてもたらすことが判明した。

したがって、本発明の基礎を成す課題は、固相抽出樹脂上に放射性核種標識または放射性核種標識化合物を溶離させるための方法を提供することにある。本発明は、一貫性ある収率、改善された放射能収率ならびに短い合成時間を可能にする。

溶離方法は、溶離剤を用いたパルス溶離を行うことにより固相抽出樹脂に結合された化合物を除去または溶離する工程を含み、ここでこの化合物は放射性核種標識または放射性核種標識化合物である。

任意には、本発明の方法は、固相抽出樹脂が用いられている放射性核種標識化合物の合成中に使用される。

この課題は、本発明の方法、本発明の装置および本発明のコンピュータプログラムによって解決され、これら全てについて以下でより詳しく記述する。

具体的には、固相抽出（ＳＰＥ）樹脂を使用する放射性核種標識化合物の合成、詳細には自動合成のための本発明に係る方法は、溶離剤でパルス溶離を行うことにより固相抽出樹脂に結合された化合物を除去または溶離する工程を含む。

「自動合成」という用語は、人手を介すること無く実施される化学合成を意味する。換言すると、それは、少なくとも１台の機械により駆動され制御され、手作業による干渉なく完成されるプロセスを意味する。

以下でさらに詳細に説明するパルス溶離は、意外にも、放射性核種標識化合物の一貫して高い収率および比較的短かい合成時間を可能にする。

この方法は、以下で記述する通り、異なる固相抽出樹脂で実施可能である。本方法では異なる固相抽出樹脂を使用できることから、パルス溶離を、自動合成の異なる工程において起こすことができる。具体的には、パルス溶離は、標識反応の前または後で実施することができ、この反応の中で前駆体分子が反応容器内で放射性核種により標識されて放射性核種標識化合物を形成する。

好ましい実施形態においては、パルス式に溶離される固相抽出樹脂に結合された化合物は、前駆体分子と反応して放射性核種標識化合物を形成するために使用できる放射性核種標識であり得る。代替的には、固相抽出樹脂に結合されている化合物は、例えば反応容器内での前駆体分子と放射性核種標識の反応によって生成された放射性核種標識化合物でもあり得る。

前駆体を標識する目的で前駆体分子と反応させるために生成される放射性核種標識は、イオン交換樹脂の形をした固相抽出樹脂に結合されることが好ましい。

さらに、例えば反応容器内で放射性核種標識と前駆体分子の反応により生成された放射性核種標識化合物が逆相樹脂の形をした固相抽出樹脂上に結合されていることも、同様に好ましい。

したがって、本方法では、放射性核種標識を精製するためのアニオン交換樹脂である固相抽出樹脂を使用することが好ましい。固相抽出樹脂は同様に、詳細には高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）を用いて、放射性核種標識化合物を精製するための逆相樹脂であり得る。

例えばアニオン交換樹脂または逆相樹脂の形をした固相抽出樹脂は、あらゆる種類の異なる材料を含むかまたはそれから作られていてよい。好適であるのは、シリカまたはその誘導体例えばオクタデシル−シリカ（単官能性Ｃ１８、三官能性ｔＣ１８）、Ｃ８、ｔＣ２、Ｃ４、フェニル、ＨＬＢ（親水性−新油性平衡）Ｓｅｐ‐Ｐａｋ Ｄｒｙ（無水硫酸ナトリウム）およびケイ酸マグネシウム（Ｆｌｏｒｉ−ｓｉｌ（登録商標））；Ａｃｃｅｌｌ^TMＰｌｕｓＣＭ（カルボン酸塩）、Ａｃｃｅｌｌ^TMＰｌｕｓＱＭＡ（第４級メチルアンモニウム）、アルミナＡ（酸性）、アルミナＢ（塩基性）、アルミナＮ（中性）、アミノプロピル（ＮＨ₂）、シアノプロピル（ＣＮ）、ジオール、ＷＣＸ（弱カチオン交換）、ＭＣＸ（中カチオン交換）、ＳＣＸ（強力カチオン交換）、ＷＡＸ（弱アニオン交換）、ＭＡＸ（中アニオン交換）、ＳＡＸ（強アニオン交換）、ＨＩＬＩＣ（親水性相互作用液体クロマトグラフィ）、およびＤＮＰＨ−シリカ（シリカ吸着剤上にコーティングされた酸性化ジニトロフェニルヒドラジン試薬）からなる群から選択された材料を含むかまたはこの材料である。これらの材料は全て、樹脂を含む固相抽出カートリッジ内でのそれらの使用に関しても公知である。

本方法は、事実上あらゆる放射性核種標識を用いて実践可能である。放射性核種標識は、フッ素−１８［¹⁸Ｆ］、ブロモ−７７［⁷⁷Ｂｒ］、ブロモ−７６［⁷⁶Ｂｒ］、酸素−１５［¹⁵Ｏ］、窒素−１３［¹³Ｎ］、炭素−１１［¹¹Ｃ］、ヨウ素−１２３［¹²³Ｉ］、ヨウ素−１２４［¹²⁴Ｉ］、ヨウ素−１２５［１２５Ｉ］、ヨウ素−１３１［¹³¹Ｉ］および放射性金属例えばガリウム−６７［⁶⁷Ｇａ］、ガリウム−６８［⁶⁸Ｇａ］、イットリウム−８６［⁸⁶Ｙ］、イットリウム−９０［⁹⁰Ｙ］、ルテチウム−１７７［¹⁷⁷Ｌｕ］、テクネシウム−９９ｍ［⁹⁹ｍＴｃ］、テクネシウム−９４ｍ［⁹⁴ｍＴｃ］、レニウム１８６［¹⁸⁶Ｒｅ］、レニウム１８８［¹⁸⁸Ｒｅ］およびインジウム−１ｌｌ［¹¹¹Ｉｎ］からなる群から選択されることが好ましい。より好ましくは、放射性核種標識はフッ素−１８［¹⁸Ｆ］である。

本発明の方法において、溶離は好ましくは、使用される固相抽出樹脂およびその上に結合される化合物にとって適切であるような溶媒または溶離剤で実施される。固相抽出樹脂の質量との関係における溶離剤の体積の比は通常１：１〜１：１５である。より好ましくは、この比は１：２〜１：１０であり、さらに一層好ましくは１：２．５〜１：５である。典型的な体積は、樹脂の質量のおよそ２．５倍である。例えば、１００ｍｇの樹脂は、２５０μｌの溶離剤で溶離させることができる（溶離剤の体積対ＳＰＥ樹脂の体積の比＝２．５）

溶離は、１０℃〜１００℃の温度で実施可能である。好ましくは、それは２０℃〜５０℃の間で実施される。好ましい実施形態において、溶離は周囲温度で実施される。樹脂を溶離するために使用される溶離剤を、好ましくは２０℃〜１００℃、好ましくは２０℃〜５０℃の温度まで加熱することも同様にまたは付加的に可能である。

固相抽出樹脂の溶離は、使用される樹脂の種類と同様樹脂から溶離させるべき化合物にも左右される。溶離剤は、（さまざまなｐＨ値の）水、水性緩衝溶液、低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノールおよびイソプロパノール、有機溶媒、例えばアセトン、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジクロロメタン（ＤＣＭ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、トルエン、ヘキサン、エーテル、酢酸エチルまたは以上のものの混合物を含むかまたはそれらからなる群から選択され得る。溶離剤が水であるかまたは水を含む場合、その水は、ｐＨ値を低くするために異なる酸（例えばＨＣｌ、Ｈ₂ＳＯ₄、Ｈ₃ＰＯ₄）を使用し、あるいはｐＨ値を高くするために、異なる金属含有塩基（例えばアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、シュウ酸塩、水酸化物）または有機塩基（例えば水酸化アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウム、水酸化テトラアルキルアンモニウムまたは炭酸水素テトラアルキルアンモニウム、水酸化テトラアルキルホスホニウムまたは炭酸水素テトラアルキルホスホニウム）を使用して、その水のｐＨ値を異なるものにすることができる。溶離剤は同様に、イオン液体および／またはキレート部分、例えば１８−クラウン−６またはクリプトフィックス２．２．２またはこれらの混合物も含んでなるまたは含有すると考えられる。

本発明の中心的側面は、固相抽出樹脂のパルス溶離である。このパルス溶離は、第１、第２および第３の期間のシーケンスで構成されるものと理解することができる。第１の期間中に、樹脂からの化合物の溶離のため、樹脂上に溶離剤が適用される。この第１の期間の後には第２の期間が続き、この期間中は樹脂上に溶離剤が一切適用されない。その代り、溶離剤は、樹脂からの化合物の効果的な溶離を可能にするため化合物が結合されている樹脂と共にインキュベートされる。次に、溶出液（すなわち溶離剤およびそれまで樹脂に結合していた化合物）が、短い（正または負）の圧力期間（第３の期間）により樹脂から除去され、この圧力期間は、例えば少なくとも１本のカップリングライン好ましくはパルス溶離を可能にするように構成された少なくとも１つのバルブを用いて溶離すべき固相抽出樹脂と連結されているポンプ（圧力ポンプまたは真空ポンプ）または流量調節装置などの、固相抽出樹脂のパルス溶離の実施用手段によって発生させることができる。固相抽出樹脂のパルス溶離を行うための手段が樹脂に直接連結されている、例えば連結用カップリングラインを介してポンプから樹脂に圧力が加えられるようにバルブが開放されている第３の期間の長さは、１０〜１００秒、好ましくは３０〜５０秒であり得る。

好ましくは、溶離剤が溶離のため樹脂内に流入する第１の期間とそれに続く、溶離剤が樹脂内に一切流入しない第２の期間そして樹脂を溶離させるための第３の期間の少なくともさらにもう一回のシーケンスが、本発明の方法において実施される。

第１の溶離期間の長さは、０．１〜８秒、好ましくは０．５〜２秒であり得る。第２の期間は、第１の期間とは独立して、同様に０．１〜８秒、好ましくは０．５〜２秒持続し得る。樹脂を溶離させるために加えられる圧力は、一般に、使用される樹脂の種類、溶離剤の種類などにより左右される。例えば、１．５バール（１００ｋＮ／ｍ²）の正圧を使用することができる。

好ましい実施形態においては、少なくとも第１および第２の期間、任意には第３の期間も少なくとも一回反復される。樹脂からより多くの化合物を溶離させるのに必要である場合、本発明において、第１、第２および任意には第３の期間を含むシーケンスのさらなる反復を実施することができる。第１および第２の期間のみが反復される場合は、第１および第２の期間の反復が実施された後に第３の期間が適用される。反復回数は好ましくは１〜１０、より好ましくは３〜５回である。

例えば、本発明の方法においては、１秒の第１の期間としての「オン・サイクル」とそれに続く１秒の第２の期間としての「オフ・サイクル」を用いて、溶離剤の１ｍｌ溶液で溶離を実施することができる。これは好ましくは３〜４回反復される。記述された通りのシーケンスが実施された後、固相抽出樹脂に対して連結されているカップリングライン内のバルブが、例えば５０秒間開放される。

意外にも、上述の通りの第２の期間中の固相抽出樹脂上の溶離剤のインキュベ―ションおよび短い圧力および時間サイクルでのその放出を伴って実施されるパルス溶離は、溶離溶液がカラム上で再度平衡化しより大量の化合物を樹脂から溶離できることから、化合物のより均質な溶離を結果としてもたらす、ということを発明人らは発見した。

本発明の方法は、当業者により認識されるように、標識すべき少なくとも１つの前駆体分子から広範囲の放射性核種標識または放射性核種標識化合物を得るために使用可能である。

詳細には、本発明は好ましくは、次の４つの異なる群の放射性標識化合物を合成するために使用可能である：
ａ）第１の化合物群は、参照により本明細書に援用されている国際公開第２００６／０６６１０４号（ＷＯ２００６／０６６１０４）に記載されている。非常に好適な化合物群は、

という構造式ＩＩＩにより表わされる。

ｂ）第２の化合物群は、参照により本明細書に援用されている国際公開第２００８／０２８５３３号（ＷＯ２００８／０２８５３３）および米国特許第６，８７０，０６９号（ＵＳ６，８７０，０６９）に記載されているフェニルオキシアニリン誘導体であり、

という構造式ＩＶにより表わされる［式中、Ｒは、以上でおよび本明細書中で記述されている通りの放射性核種であり、Ｆはフッ素である］。

本方法で得ることのできるこの群の特に好ましい化合物は、

という構造式ＩＩで示されているＮ−［２−（２−［¹⁸Ｆ］−フルオロエトキシ）−５−メトキシベンジル］−Ｎ−（５−フルオロ−２−フェノキシフェニル）−アセトアミド（［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡ）である。

ｃ）第３の化合物群は、参照により本明細書に援用されている国際公開第２００８／０２２３９６号（ＷＯ２００８／０２２３９６）に記載されており、

という構造式Ｖにより表わされる［式中、Ｄ、ＧおよびＬは独立して、ＣＨ、ＣおよびＮからなる群から選択され、ＪおよびＭは、ＪおよびＭの少なくとも一方がＣであることを条件として、ＣおよびＮからなる群から独立して選択され、ここでＤ、Ｇ、Ｍ、ＪおよびＬのうち少なくとも２つがＮであり；
Ｘは、Ｏ、ＮＨ、（ＣＨ₂）_nおよびＳからなる群から選択され；
Ｙは不在であるかまたは、Ｏ、ＮＨおよび（ＣＨ₂）_nおよびＳからなる群から選択され；
ＺはＮＲ₁Ｒ₂およびアリールからなる群から選択され；
Ｒ₁およびＲ₂は独立して、水素、Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキル、Ｃ₁−Ｃ₁₀アルケニル、Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択され、各々が任意には、ハロゲン、Ｃ₁−Ｃ₆アルキルという置換基のうちの１つ以上により置換されているか；
あるいはＲ₁およびＲ₂は、それらが付着させられている窒素と共に、任意にはハロゲンおよびＣ₁−Ｃ₆アルキルといった置換基の１つ以上と置換された３〜７個の環成員を有する複素環を形成し；
Ｒ₃は、ハロゲン、Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキルおよびＯ−（Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキル）からなる群から選択から選択され、ここでＣ₁−Ｃ₁₀アルキル基は任意には置換されており；
Ｅはアリール基またはヘテロアリール基であり、ここで各々は１つ以上の放射性核種標識、例えば¹⁸Ｆまたは、Ｃ₁−Ｃ₆アルキル、Ｃ₂−Ｃ₁₀アルケニル、Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル、ＱＣ₁−Ｃ₁₀アルキル、ＱＣ₂−Ｃ₁₀アルケニル、ＱＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル、Ｑ（ＣＨ₂）_p−Ｑ−（ＣＨ₂）_qＣＨ₃またはＱ（ＣＨ₂）_P−Ｑ−（ＣＨ₂）_q−Ｑ−（ＣＨ₂）ｒＣＨ₃（なおこれらの各々は１つ以上の放射性核種標識、例えば¹⁸Ｆで置換され、ここでｐ、ｑおよびｒは独立して１〜３の整数であり、ＱはＮＨ、ＯおよびＳからなる群から選択されている）という置換基のうちの１つ以上で置換されており；
ｍは、０〜３の数字であり；
ｎは、１〜４の数字であり、ここでＸ中のｎはＹ中のｎと同じかまたは異なるものであり；
ここでＲ₃がフルオロ置換基であるか、または基Ｅはフルオロ置換基を含むか、または基Ｚがフルオロ置換基を含むことが条件であり、さらにまたＥが４−フルオロフェニルでないことが条件である］。

本方法で標識できるこの群の特に好ましい化合物は、

という構造式Ｖｂで示されるＰＢＲ１１１である。

ｄ）第４の化合物群は、参照により本明細書に援用されている国際公開第２００７／１３４３６２号（ＷＯ２００７／１３４３６２）に記述されており、

という構造式ＶＩにより表わされる［式中、Ｒは放射性核種で置換されたアルキル、または放射性核種で置換されたアルコキシであり；
Ｒ₁、Ｒ₂およびＲ₃は各々独立してＨまたは疎水基であり；Ｒ₄およびＲ₅は各々独立して、任意にはハロで置換されたアルキルまたは任意にはハロで置換されたアルコキシである］。

本方法で標識可能であるこの群の特に好ましい化合物は、

という構造式ＶＩｂ中で示されている［¹⁸Ｆ］ＤＰＡ−７１４、すなわちＮ，Ｎ−ジエチル−２−（２−［４−（２−フルオロ−エトキシ）−フェニル］−５，７−ジメチル−ピラゾロ［１，５−ａ］ピリミジン−３−イル）−アセトアミドである。

以上で示された放射性核種標識化合物の合成は、好ましくは、放射性核種標識の代わりに離脱基を担持する前駆体から実施される。放射性標識反応は好ましくは、離脱基を放射性核種標識で置換することにより実施される。

ＰＥＴ内で使用すると有利であるという理由から、放射性核種標識化合物が¹⁸Ｆ標識化合物であることが特に好ましい。

放射性核種標識化合物が¹⁸Ｆ標識化合物である場合には、それは好ましくは、［¹⁸Ｆ］−フルオロチミジン（［¹⁸Ｆ］−ＦＬＴ）、６−［^l8Ｆ］−フルオロ−Ｌ−ＤＯＰＡ、［¹⁸Ｆ］−フルオロミソニダゾ−ル、１−（５−デオキシ−５−［¹⁸Ｆ］−フルオロ−α−Ｄ−アラビノフラノシル）−２−ニトロイミダゾール（［¹⁸Ｆ］−ＦＡＺＡ）、［¹⁸Ｆ］−フルオロエチルスピペロン、１６ａ−［¹⁸Ｆ］−フルオロエストラジオール、シス−４−［¹⁸Ｆ］−フルオロ−Ｌ−プロリン、２−［¹⁸Ｆ］−フルオロ−１，３，５−トリ−Ｏ−ベンゾイル−α−Ｄ−リボフラノース（［¹⁸Ｆ］−ＦＭＡＵ）、［¹⁸Ｆ］−ゼローダ、９−［（４［¹⁸Ｆ］−フルオロ）−３−ヒドロキシメチルブチル］−グアニジン（［¹⁸Ｆ］−ＦＨＢＧ）、１４−［¹⁸Ｆ］−フルオロ−６−チアヘプタデカン酸（［¹⁸Ｆ］−ＦＴＨＡ）、［¹⁸Ｆ］［¹⁸Ｆ］−フルオロエチルチロシン（［¹⁸Ｆ］−ＦＥＴ）、２−［¹⁸Ｆ］−フルオロ−３−［２（Ｓ）−２−アゼチジニル−メトキシ］−ピリジンタルトレート（［¹⁸Ｆ］−ＦＡＰ）、［¹⁸Ｆ］−フルオロアセテート、［¹⁸Ｆ］−ファリプリド、［¹⁸Ｆ］−フルマゼニル、［¹⁸Ｆ］−フルオロ−アルタンセリン、［¹⁸Ｆ］−フルオロ−セトペロン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−［¹⁸Ｆ］−フルオロ−メチルタモキシフェン、Ｎ−スクシンイミジル−４−［¹⁸Ｆ］−フルオロベンゾエート（［¹⁸Ｆ］−ＳＦＢ）、および２−（１，１−ジシクロプロペン−２−イル）−６−（［¹⁸Ｆ］−フルオロエチル）−メチルアミノ）−ナフタレン（［¹⁸Ｆ］−ＦＤＤＮＰ）を含む群から選択される。Ｎ−［２−（２−［¹⁸Ｆ］−フルオロエトキシ）−５−メトキシベンジル］−Ｎ−（５−フルオロ−２−フェノキシフェニル）−アセトアミド（［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡ）を合成するために本明細書中で記載した方法を使用することが特に好ましい。［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡは、患者の体内の神経情報を検出するためにＰＥＴ画像形成で使用するのに特に適している。

好ましい実施形態においては、本方法は、放射性核種標識化合物がワンポット合成において合成されるような形で実施可能である。ワンポット反応は、単一のバイアル内で実施可能である化学反応であり、この単一のバイアルに対し必要な全ての試薬が続けて添加され、所望の放射性核種標識化合物を得るための後続する化学反応のために反応溶液またはその一部分を別のバイアルに移す必要は全く無い。この点において、例えば、酸または塩基の添加による１つまたは複数の保護基の分割が後続する［¹⁸Ｆ］放射性標識化反応を、ワンポット反応とみなすことができる。

さらに、ワン工程合成方法である本発明の方法で放射性核種標識化合物を生成することが可能である。ワン工程反応は、必要な試薬全てを一度に混合することができ、所望の放射性核種標識化合物を得るために別の試薬を後から添加する必要が全くない化学反応である。

本発明の基礎をなす課題は同様に、放射性核種標識または放射性核種標識化合物を溶離させるため、詳細には、以上でおよび本明細書中に記述に記述されている通りの方法を実施するための装置によっても解決される。このような装置は、化合物を結合させるのに適した固相抽出樹脂を伴う少なくとも１つのカートリッジと、少なくとも１つの溶離手段または溶離剤を用いて固相抽出樹脂からの化合物のパルス溶離を行うための手段とを含んでなるかまたは収納している。この溶離手段は、ポンプまたは流量調整弁であってよい。

固相抽出樹脂からの化合物のパルス溶離は、
ａ）少なくとも１つの気体、好ましくは不活性ガス例えばヘリウム、アルゴン、窒素またはその任意の混合物を用いて固相抽出樹脂に対して圧力を加えることまたは、
ｂ）固相抽出樹脂に真空を加えること、
のいずれかによって行なうことができる。

固相抽出樹脂のパルス溶離は、圧力または真空をパルス式に樹脂に加え、結果として、樹脂に結合された化合物のパルス溶離を得ることができるような形で、少なくとも１つのバルブを通して固相抽出樹脂と溶離手段を連結する少なくとも１本のカップリングラインを開閉することにより、実施される。したがって、溶離手段は、例えば、真空ポンプ、（正）圧ポンプまたは流量調整弁であり得る。圧力または真空により溶離され得る固相抽出樹脂を収納するモジュールは、当該技術分野において公知であり、市販されている。

装置は同様に、放射性核種と前駆体とを反応させるための反応容器を含んでいてよい。装置の追加の特徴は、詳細には、本発明に係る装置の好ましい実施形態を記述する図３の説明から演繹されてよい。

本発明の基礎をなす課題は同様に、詳細にはフロッピー（登録商標）ディスク、ＵＳＢスティックまたはＣＤなどの記憶装置上に記憶された場合の、詳細にはコンピュータ上で使用された場合の、以上でおよび本明細書中で記述されている通りの装置を制御するためのコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品によっても解決される。このようなプログラムは、溶離剤を用いた固相抽出樹脂のパルス溶離を行うために少なくとも１つのポンプを制御することにより、化合物を結合させるための、詳細には以上および本明細書中に記述されている通りに化合物を結合させるための、固相抽出樹脂を収納するカートリッジのパルス溶離を可能にするような形で構成されている。

詳細には、このプログラムは、溶離剤と共にパルス式に（正）圧力または真空（負圧）を加えることにより化合物を溶離させるべき固相抽出樹脂とポンプなどの溶離手段とを連結している少なくとも１本のカップリングラインを開閉させるための少なくとも１つのバルブの開閉を制御する。

装置およびコンピュータプログラムのさらなる特徴は、本明細書中で示されている方法についての記述から明らかである。

［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの放射性合成のための反応スキームを示す。 典型的な¹⁸Ｆ−標識化合物の合成の工程の流れ図を示す。 放射性核種標識化合物として［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの自動合成に特に適した、少なくとも１つの固相抽出樹脂を伴う放射性核種標識化合物の自動合成用の装置を示す。 ［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの放射性合成において非パルス溶離方法を使用した後に自動合成装置内部で使用されたＱＭＡカートリッジ上に残された残留活性の表を示す。 ［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの放射性合成においてパルス溶離方法を使用した後に自動合成装置内部でＱＭＡカートリッジ上に残された残留活性の表を示す。 ［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの放射性合成において非パルス溶離方法を使用した後に自動合成装置内部でＣｈｒｏｍａｆｉｘ Ｃ１８カートリッジ上に残された残留活性の表を示す。 ［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの放射性合成においてパルス溶離方法を使用した後に自動合成装置内部でＣｈｒｏｍａｆｉｘ Ｃ１８カートリッジ上に残された残留活性の表を示す。 ［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡについてのＵＶおよび放射能（ガンマ）クロマトグラフィを示す。１０分間水中４５％ＭｅＣＮと１０分間水中９５％ＭｅＣＮで１ｍｌ／分の流量で、ＡＣＥ Ｃ１８ ３μ ４．６×５０ｍｍカラムの形をした固相抽出樹脂を用いた放射性核種標識化合物としての［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡのＨＰＬＣ。

図１は、［¹⁸Ｆ］の形をした放射性核種標識を用いた標識を通して前駆体分子としての化合物（Ｉ）から［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡ（ＩＩ）を放射性合成するための反応スキームを示す。

図２は、¹⁸Ｆ−放射性標識化合物を生成するための好ましい合成方法の工程の流れ図を示す。

図３は、放射性核種標識化合物の自動合成用の装置１（合成機）のスキームを示す。詳細には、図示した装置は、以上でおよび本明細書で記述されている通りの少なくとも１つの固相抽出（ＳＰＥ）樹脂を含む放射性核種標識化合物の自動合成用の方法を実施するために使用可能である。この装置は、［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの自動放射性合成に特に適している。

図３に示されている装置１の使用は、図１に示した反応にしたがった前駆体分子（Ｉ）からの［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡ（ＩＩ）の合成と合わせて記述される。前駆体分子（Ｉ）は、反応中で¹⁸Ｆ−放射性核種標識により置換される保護（離脱）基としてメシレート基を含んでいる。

使用される化学物質および反応パラメータに関する詳細は、それが本明細書中に言及されていないかぎり、例えばＭaｄｉｎｇら、Ａｎｎｕａｌ ｒｅｐｏｒｔ ２００２、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ＦＺＲ−３６３、４０から得ることができる。

放射性核種標識として、標的流体中に含まれる［¹⁸Ｆ］−フッ素イオンが、第１のバルブ３と第２のバルブ４を含む第１の補給ライン２を介して第４級メチルアンモニウム樹脂（ＱＭＡ）の形をした第１の固相抽出樹脂１０上に導入される。ＱＭＡカラム１０は、吸着に基づく標的流体からの［¹⁸Ｆ］−フッ素イオンの抽出を可能にする。第１の固相抽出樹脂１０は、第１の固相抽出樹脂上の放射能を測定するために測定用チャンバ（図示せず）内に位置づけされる場合がある。ここでは、０．５ｍｏｌ／ｌのＫ₂ＣＯ₃溶液で前処理され水で洗浄されたＱＭＡカートリッジの形をした第１の固相抽出樹脂１０上に５ＧＢｇ［¹⁸Ｆ］が捕捉された。

第１の固相抽出樹脂１０は、第２のバルブ４も同じく収納する第１のカップリングラインを介して、第１の貯蔵容器５と連結されている。この第１の貯蔵容器５は、含水アセトニトリル中のＫｒｙｐｔｏｆｉｘ２．２．２および炭酸カリウムの溶液（溶離剤）を収納している。第１の貯蔵容器５の中味は、真空または窒素などのキャリヤガスを用いて第１の固相抽出樹脂１０上に適用され得る。さらに、第１の固相樹脂１０は、反応容器２０にも連結されており、この容器内で前駆体分子と放射性核種標識（ここでは［¹⁸Ｆ］−フッ素）の標識化が発生する。第１の固相抽出樹脂１０は、第３のバルブ８および第４のバルブ９を収納する第２のカップリングライン１７を介して反応容器２０と連結されている。

第１の固相抽出樹脂１０から、第３のバルブ８とのカップリングラインを介して第１の固相抽出樹脂１０から第２の貯蔵容器内へと、分離された［¹⁸Ｏ］Ｈ₂Ｏが除去される。

図３を見ればわかるように、反応容器２０は、第７のバルブ２８を伴う第３のカップリングライン１８を介して、放射性核種で標識すべき前駆体分子のための第３の貯蔵容器２２に連結される。反応容器２０は同様に、第８のバルブ２９を伴う第４のカップリングライン１９を介して溶離剤のための第４の貯蔵容器２４にも連結されている。第２のカップリングライン１７および第３のカップリングライン１８を介して、放射性核種標識（ここでは［¹⁸Ｆ］−フッ素）と前駆体分子（図１の化合物Ｉ）の両方を、前駆体の標識が起こる反応容器２０内に運ぶことができ、こうして放射性核種標識化合物（ここでは［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡ）が形成される。抽出物は、第２のカップリングライン１７および第３のカップリングライン１８を通して、真空または水素などの気体を用いて反応容器２０内に運ばれる。反応容器２０を、第５のカップリングライン２１を通してヘリウムなどの不活性ガスで充填することができる。反応容器２０から気体を放出するために、反応容器２０の排気を可能にする第５のバルブ１４および第６のバルブ１６を伴って、第６のカップリングライン１３が反応容器２０に連結されている。

放射性核種標識（ここでは［¹⁸Ｆ］−フッ素）は、パルス溶離を用いてＱＭＡカラム１０の形をした第１の固相抽出樹脂から溶離させられる。溶離剤として、ｃｒｙｐｔｏｆｉｘ Ｋ２．２．２．／Ｋ₂ＣＯ₃の溶液（０．２ｍｌのＨ₂Ｏと０．８ｍｌのアセトニトリル（ＡＣＮ）中に１．０ｍｇのＫ₂ＳＯ₃と５．０ｍｇのＫ２．２．２）を溶解させたものが使用され、これは５秒の第１の期間中ＱＭＡカラム１０内に注入され、その後に５秒の第２の期間（インキュベーション期間）が続く。その後、５秒間ＱＭＡカラム１０内への溶離剤の注入がもう一度実施され（別の第１の期間）、その後、５秒のインキュベーション期間（別の第２の期間）が続く。第１および第２の期間は、パルス溶離シーケンスの一部である。

具体的には、ＱＭＡカートリッジ１０から溶離された［¹⁸Ｆ］は反応容器２０内に移された。溶離は、上述の通り、５秒のサイクル時間で第２のバルブ４（ＡＣＧ−ＳＶ１）により輸入管類（afferent tubing）をくり返し閉鎖および再開放することによって、パルスパターンで実施された。溶離剤は、第１のカップリングライン１７を介して反応容器２０内に移動し、そこで真空および窒素を用いて乾燥させる。反応容器２０内への溶離剤の移送は、真空ポンプ２３の形をした溶離手段によって生成されている真空を用いて、第３の期間中実施される。真空ポンプ２３は、このポンプにより生成される真空が第１の固相抽出樹脂１０からの放射性核種標識（ここでは［¹⁸Ｆ］−フッ素）の溶離および反応容器２０内へのその移送を可能にするような形で第３のバルブ８および第４のバルブ９と共に位置づけされる必要のある第５のバルブ１４および第６のバルブ１６を伴う第６のカップリングライン１３を介して、反応容器２０に連結されている。

その後、第３のカップリングライン１８を介して第３の貯蔵容器２２から反応容器２０に前駆体（ここでは、図１に示されている化合物Ｉ）が添加される。反応容器２０内の反応混合物２０は、１２０℃の温度まで加熱され、５分間インキュベートされる。こうして、ここでは［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡである放射性核種標識生成物が形成される。反応容器２０の所要温度を得るために、装置１は、加熱冷却手段２０ａそして撹拌手段２０ｂを収納している。

反応容器２０内で放射性核種標識化合物を形成するための前駆体の放射性核種標識が完了した後、生成物は、第９のバルブ３２を収納する第７のカップリングライン３１を介して反応容器２０から流体センサー３５まで移動させられる。

流体センサー３５は、第７のカップリングライン３１内の流体を検出し、プリカラム４９の形をした第２の固相抽出樹脂上に合成済みの放射性核種標識化合物を投入するため試料補給バルブ３６の直前に配置されており、このプレカラムからこの放射性核種標識化合物は、逆相樹脂または分取ＨＰＬＣカラム５０の形をした第３の固相抽出樹脂上に投入されている。

ここでは［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡである放射性核種標識化合物の第２の固相抽出樹脂４９および／または第３の固相抽出樹脂５０からの溶離は、この例においてはパルス式に実施されない。しかしながらパルス溶離を可能にするような形でＨＰＬＣポンプ５５を構成することも同様に可能である。このとき、第２の固相抽出樹脂４９および第３の固相抽出樹脂５０のパルス溶離を可能にするべくポンプ５５および／または少なくとも１つのバルブを制御するために、コンピュータ上で動作させられるプログラムまたはコンピュータプログラムによりポンプ５５を制御できると考えられる。

ＨＰＬＣカラム５０から溶離された放射性核種標識化合物は次に、水（１５ｍｌ）の入ったバイアル４５内に移される。結果として得た溶液は、Ｃ１８カラムの形をした第４の固相抽出樹脂６０上に移され、ここで「捕捉される」。Ｃ１８カラムはその後水（２ｍｌ）で洗浄される。このＣ１８カラム６０の溶離は同様にパルス溶離を用いて実施され、これを通して放射性核種標識化合物は生成物バイアル７０内に移送される。Ｃ１８カラム６０からの［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの溶離のためには、第６の貯蔵容器６７内に貯蔵されたエタノール（１０００μｌ）が使用される。このエタノールは、第１０のバルブ７７と第１１のバルブ７８を伴う第８のカップリングライン７５を通して以上で記述したパルス式にＣ１８−カラム６０上に運ばれる（１秒のサイクル時間で）。Ｃ１８−カラム６０の溶離は、さらに３回パルス式に第１２のバルブ８１を開閉しその後５０秒間開放状態に置くことにより実施される。

放射性核種標識化合物としての［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡの合成
図３に示されている自動放射性標識（ここでは放射性フッ素化）用の装置を用いて、［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡを合成した。

０．５ｍｏｌ／ｌのＫ₂ＣＯ₃溶液で前処理し水で洗浄したＱＭＡカートリッジの形をした第１の固相抽出樹脂上で５ＧＢｑ［¹⁸Ｆ］を捕捉した。その後、６０℃に予熱した反応装置内へ、Ｋ₂₂₂／Ｋ₂ＣＯ₃溶液（０．２ｍｌのＨ₂Ｏと０．８ｍｌのアセトニトリル（ＡＣＮ）中に１．０ｍｇのＫ₂ＣＯ₃、５．０ｍｇのＫ₂₂₂）を溶解させたものを用いて［¹⁸Ｆ］を溶離した。５秒のサイクル時間でバルブ（ＡＣＧ−ＳＶ１）により輸入管類をくり返し閉鎖および再開放することで、パルス式に溶離を実施した。

乾燥窒素の穏やかな流れに補助された弱真空下で１０分間１１０℃まで加熱することにより、溶媒を蒸発させた。［¹⁸Ｆ］ＫＦ／Ｋ２．２．２．の乾燥後、ＤＭＦ（６００μｌ）中に溶解させた２ｍｇの前駆体を添加し、１２０℃の反応温度で加熱した。５分後に、加熱を停止し、反応装置を２分間室温まで冷却した。反応混合物を、分取ＨＰＬＣ用に使用される溶離剤（６０／４０の割合のＭｅＣＮ／水）３ｍｌで希釈し、溶液を分取ＨＰＬＣ分離に適用した。

［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡを含む画分を切り離し、水で希釈し、次に、Ｃｈｒｏｍａｆｉｘ Ｃ１８カートリッジの形をした第２の固相抽出樹脂上で捕捉した。カートリッジを水で洗浄し、１秒のサイクル時間とそれに続く５０秒のバルブ開放で、バルブ（ＡＣＧ−ＳＶ１）により輸入管類をくり返し閉鎖し再開放することによって、パルスパターンで１０００μｌのエタノールで［¹⁸Ｆ］−ＦＥＤＡＡを溶離させた。

ＱＭＡカートリッジに対する［¹⁸Ｆ］の添加からＣ１８カートリッジの溶離に至るまでの合計合成時間は５０分かかり、文献（（Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．、２００４、４７、２２２８−２２３５））で報告された２％〜６０％に比べて、一貫して５０％〜６０％の崩壊補正済み放射化学的収率を提供する。

Claims (17)

1. パルス溶離を行うことにより固相抽出樹脂上で放射性核種標識または放射性核種標識化合物を溶離させる方法。
2. 固相抽出樹脂を用いて放射性核種標識化合物を合成する方法において、
   − パルス溶離を行うことによって固相抽出樹脂から固相抽出樹脂に結合した化合物を溶離させる工程、
   を含む方法。
3. 自動合成方法である請求項２に記載の方法。
4. 前記固相抽出樹脂に結合された化合物が、
   − 前駆体分子と反応して放射性核種標識化合物を形成するための放射性核種標識、または、
   − 反応容器内で放射性核種標識と前駆体分子を反応させることにより生成される放射性核種標識化合物、
   である、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記固相抽出樹脂が、シリカまたはその誘導体、例えばオクタデシル−シリカ（単官能性Ｃ１８、三官能性ｔＣ１８）、Ｃ８、ｔＣ２、Ｃ４、フェニル、ＨＬＢ（親水性−新油性平衡）Ｓｅｐ‐Ｐａｋ Ｄｒｙ（無水硫酸ナトリウム）およびケイ酸マグネシウム（Ｆｌｏｒｉｓｉｌ（登録商標））；Ａｃｃｅｌｌ^TMＰｌｕｓＣＭ（カルボン酸塩）、Ａｃｃｅｌｌ^TMＰｌｕｓＱＭＡ（第４級メチルアンモニウム）、アルミナＡ（酸性）、アルミナＢ（塩基性）、アルミナＮ（中性）、アミノプロピル（ＮＨ₂）、シアノプロピル（ＣＮ）、ジオール、ＷＣＸ（弱カチオン交換）、ＭＣＸ（中カチオン交換）、ＳＣＸ（強力カチオン交換）、ＷＡＸ（弱アニオン交換）、ＭＡＸ（中アニオン交換）、ＳＡＸ（強アニオン交換）、ＨＩＬＩＣ（親水性相互作用液体クロマトグラフィ）、およびＤＮＰＨ−シリカ（シリカ吸着剤上にコーティングされた酸性化ジニトロフェニルヒドラジン試薬）からなる群から選択された材料を含むか、またはこれらの材料で作られている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記固相抽出樹脂が、放射性核種標識を結合させるためのアニオン交換樹脂である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記固相抽出樹脂が、特にＨＰＬＣを用いて、放射性核種標識化合物を精製するための逆相樹脂である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記放射性核種標識が、フッ素−１８［¹⁸Ｆ］、ブロモ−７７［⁷⁷Ｂｒ］、ブロモ−７６［⁷⁶Ｂｒ］、酸素−１５［¹⁵Ｏ］、窒素−１３［¹³Ｎ］、炭素−１１［¹¹Ｃ］、ヨウ素−１２３［¹²³Ｉ］、ヨウ素−１２４［¹²⁴Ｉ］、ヨウ素−１２５［１２５Ｉ］、ヨウ素−１３１［¹³¹Ｉ］および放射性金属、例えばガリウム−６７［⁶⁷Ｇａ］、ガリウム−６８［⁶⁸Ｇａ］、イットリウム−８６［⁸⁶Ｙ］、イットリウム−９０［⁹⁰Ｙ］、ルテチウム−１７７［¹⁷⁷Ｌｕ］、テクネシウム−９９ｍ［⁹⁹ｍＴｃ］、テクネシウム−９４ｍ［⁹⁴ｍＴｃ］、レニウム−１８６［¹⁸⁶Ｒｅ］、レニウム−１８８［¹⁸⁸Ｒｅ］およびインジウム−１ｌｌ［¹¹¹Ｉｎ］からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 固相抽出樹脂の質量に対する固相抽出樹脂から化合物を溶離させるための溶離剤の体積の比が、約１：１〜約１：１５である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記固相抽出樹脂が、水、水性緩衝溶液、低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノールおよびイソプロパノール、有機溶媒、例えばアセトン、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジクロロメタン（ＤＣＭ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、トルエン、ヘキサン、エーテル、酢酸エチルまたはこれらの混合物を含むか、あるいはこれらからなる群から選択される溶離剤を用いて溶離される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記パルス溶離が、
    − 溶離剤が溶離のため固相抽出樹脂中に流入している第１の期間と、それに続く
    − 固相抽出樹脂中に溶離剤が全く流入していない第２の期間と、それに続く
    − 溶出液が固相抽出樹脂から流出している第３の期間と、
    を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. − 第１の期間の長さが０．１秒〜５秒、好ましくは０．５秒〜２秒であり、
    − 第２の期間の長さが０．１秒〜５秒、好ましくは０．５秒〜２秒であり、かつ／または、
    − 第３の期間の長さが１０秒〜１００秒、好ましくは３０秒〜５０秒である、
    請求項１１に記載の方法。
13. 第１の期間および第２の期間のシーケンスが少なくとも１回、好ましくは最高１０回、より好ましくは最高５回反復される、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記放射性核種標識化合物が、式ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩの化合物からなる群から選択される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 放射性核種標識または放射性核種標識化合物を溶離させるため、特に請求項１〜１４に記載の方法を行うための装置において、
    − 化合物を結合させるための固相抽出樹脂を収納するカートリッジと、
    − 固相抽出樹脂のパルス溶離を行うための手段と、
    を備える装置。
16. 固相抽出樹脂のパルス溶離を行うための手段が、圧力ポンプ、真空ポンプまたは流量調整弁である、請求項１５に記載の装置。
17. 請求項１５または１６に記載の装置を制御するための、特にコンピュータ上で使用される場合のコンピュータプログラムにおいて、固相抽出樹脂のパルス溶離を行うためにポンプを制御することにより、化合物を結合させるための固相抽出樹脂を収納するカートリッジのパルス溶離を可能にするように構成されているコンピュータプログラム。

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