JP3279914B2 - オンカラムfdg合成装置 - Google Patents

オンカラムfdg合成装置

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JP3279914B2 JP07553296A JP7553296A JP3279914B2 JP 3279914 B2 JP3279914 B2 JP 3279914B2 JP 07553296 A JP07553296 A JP 07553296A JP 7553296 A JP7553296 A JP 7553296A JP 3279914 B2 JP3279914 B2 JP 3279914B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、陽電子放射断層
画像(Positron Emission Tomography)(以下PETとい
う)システムにおける標識化合物としてのFDGを合成
する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医療分野において、人体内部の状態を画
像によって観察し診断する方法の一つとして、近年、陽
電子を出す物質を用いたPETシステムによる画像診断
法が注目されている。PETシステムによる画像診断法
によれば、ガンなどの疾患の形態画像のみならず、体内
における血液や酸素の動きなどの機能画像を得ることが
でき、脳障害や心臓病などの診断に大きな威力が発揮さ
れる。
【0003】PETシステムは、短半減期の放射性同位
元素を用いた画像診断システムであって、システムの概
略は次の通りである。 (1)サイクロトロンにおいてイオンを高エネルギーに
加速する。 (2)加速されたイオンを、反応容器であるターゲット
ボックスにおいて、ターゲットと呼ばれる材料に照射す
ることにより、放射性核種を生成する。 (3)上記放射性核種を原料とし、標識化合物合成装置
において、人体に投与できる放射性同位元素で標識され
た化合物を調製する。 (4)このようにして調製された標識化合物を人体内に
投与し、そして、スキャナによって人体内に取り込まれ
た上記標識化合物の分布を検出し、検出結果をコンピュ
ータにより画像化する。
【0004】PETシステム用の標識化合物としてFD
G(Fluoro deoxy glucose:フルオロデオキシグルコー
)が知られている。FDGはグルコースの一部を陽電
子放出核種のF−18(半減期119.7分)に置き換
えた標識化合物であり、脳の機能や悪性腫瘍の診断に使
用されている。
【0005】FDGの合成方法として、Hamacher等の方
法が知られている。この方法は、放射性同位元素である
F−18を化合物に結合させる標識反応の工程、および、
標識した中間生成物から保護基(通常アセチル基)を分
離する加水分解反応の工程からなっている。図1に従来
のFDGの合成方法を示す。
【0006】図示しないサイクロトロンで加速したプロ
トン粒子をO−18水に照射し、ターゲットボックス内で
F−18マイナスイオンを製造する。このように製造し
た、F−18マイナスイオンが含まれているO−18水(以
下ターゲット水という)をターゲットボックス1から取
り出して、図1に示すように、ターゲット水中間容器2
に送る。次いで、ターゲット水中間容器2からターゲッ
ト水を陰イオン交換樹脂3に通して、F−18マイナスイ
オンを陰イオン交換樹脂でトラップし、O−18水を回収
容器4に回収する。
【0007】次いで、炭酸カリウム水溶液を容器5から
シリンジ6で吸い取り、そして、陰イオン交換樹脂3に
流して、F−18を抽出する。このように抽出されたF−
18は反応容器7へ送られる。次いで、Kryptofix222のア
セトニトリル溶液を容器8から反応容器7に送る。次い
で、反応容器7を加熱して容器内の水分を蒸発させる。
更に、反応容器7内の水分が蒸発した後、アセトニトリ
ルを容器9からシリンジ10で吸い取り、そして、反応
容器7に送り、再度、反応容器7を加熱して容器内の水
分を充分に蒸発させる。
【0008】次いで、反応容器7の蒸発が充分に行われ
た後、反応基質である1、3、4、6−テトラ−O−ア
セチル−2−O−トリフルオロメタンスルホニル−β−
D−マンノピラノース(1,3,4,6-Tetra-O-acetyl-2-O-t
rifluoromethanesulfonyl-β-D-mannopyranose:以下ト
リフレートという)のアセトニトリル溶液を容器11か
ら反応容器7に送り、そして、80℃の温度で約5分
間、標識反応を行う。
【0009】次いで、標識反応の終了後、水を容器12
からシリンジ13で吸い取って、反応容器7に送る。次
いで、反応容器7内の溶液を反応容器7からSepPakC-18
カートリッジ14に通して、反応中間体である、溶液中
の4-acetyl-FDGを前記カートリッジ14にトラップさ
せ、未反応のF−18およびKryptofix222を含む廃液を廃
液容器15に送る。このように、4-acetyl-FDGは、未反
応のF−18およびKryptofix222から分離される。
【0010】次いで、アセトニトリルを容器9からシリ
ンジ10で吸い取り、精製した前記反応中間体を、カー
トリッジ14から抽出して、再度、反応容器7に送る。
次いで、反応容器7を加熱して有機溶媒を蒸発させた
後、塩酸水溶液を容器16からシリンジ17で吸い取っ
て、反応容器7に加える。次いで、反応容器7を130
℃の温度で10〜20分間加熱して、加水分解反応を行
う。
【0011】次いで、加水分解反応の終了後、水を容器
12からシリンジで吸い取って、反応容器7に加える。
次いで、このように処理した反応容器7内の溶液をイオ
ン遅延樹脂カラム18、精製カラム19に順次通して、
合成されたFDGをFDG容器20に収容する(以下、
先行技術1という)。
【0012】先行技術1において、Kryptofix222の代わ
りにテトラブチルアンモニウム炭酸塩を使用する以外
は、先行技術1と同一プロセスで処理して、合成された
FDGを得る(以下、先行技術2という)。
【0013】先行技術1および2においては、標識反応
時にKryptofix222またはテトラブチルアンモニウム炭酸
水素塩(TBAHCO3 )の相間移動触媒を反応容器に
添加するので、標識反応終了後、反応容器内に残留す
る、これ等相間移動触媒を除去するプロセスが必要にな
る。更に、上述した相間移動触媒を使用するため、標識
反応を阻害する水分を蒸発乾固によって完全に除去する
必要があり、水分の除去に時間がかかるという問題点が
ある。更に、O−18水の回収のために、陰イオン交換樹
脂を使用するプロセスが必要であり、FDG合成操作プ
ロセスが複雑になるという問題点がある。F−18の半減
期は約2時間であり、合成に時間がかかり過ぎるとFD
Gの収量を低下させるという問題点がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の目
的は、先行技術の有する上述した問題点を解決するため
になされたものであって、FDG合成装置におけるプロ
セスが簡略化され、合成収率が向上し、そして、合成時
間が短縮化されたFDG合成装置を提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、標識反
応を行う従来の反応容器の代わりに、ポリスチレン樹脂
にホスホニウム塩を固定化することからなる固定化相間
移動触媒樹脂を充填したカラムを使用することにより、
FDG合成プロセスが簡略化され、合成収率が向上し、
そして、合成時間が短縮化されたFDG合成装置を得る
ことができることを知見した。
【0016】本発明のオンカラムFDG合成装置は、上
記知見に基づきなされたものであって、F−18マイナ
スイオンが含まれているターゲット水に含まれているF
−18マイナスイオンをトラップし、次いで前記F−1
8マイナスイオンと1、3、4、6−テトラ−O−アセ
チル−2−O−トリフルオロメタンスルホニル−β−D
−マンノピラノースとの間で標識反応を行うための、固
定化相間移動触媒樹脂を充填したカラムからなる標識反
応用樹脂カラム、および、前記標識反応によって得られ
た中間生成物を収容し、強酸または強アルカリ水溶液を
加えて、加水分解反応を行うための加水分解用反応容器
からなり、前記固定化相間移動触媒樹脂は、ポリスチレ
ン樹脂にホスホニウム塩を固定化したものからなること
に特徴を有するものである。
【0017】更に、本発明のオンカラムFDG合成装置
は、前記固定化相間移動触媒樹脂が、ポリスチレン樹脂
にホスホニウム塩を固定化することからなることを特徴
とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。図2は、この発明のFDG合成装置の
1実施態様を示す概略説明図である。本発明の装置は、
F−18マイナスイオンをトラップし、次いで前記F−
18マイナスイオンとトリフレートとの間で標識反応を
行うための、標識反応用樹脂カラム、前記標識反応によ
って得られた中間生成物を収容し、加熱し、加水分解反
応を行うための加水分解用反応容器、イオン遅延樹脂カ
ラムおよび精製カラムからなっている。図2において、
5は樹脂カラムであり、15は加水分解用反応容器であ
り、22はイオン遅延樹脂カラムであり、そして、23
は精製カラムである。樹脂カラム5は、ポリスチレン樹
脂にホスホニウム塩を固定化した、即ち、固定化ホスホ
ニウム塩からなる固定化相間移動触媒樹脂を充填したカ
ラムからなっている。樹脂カラム5では、ターゲット水
を通過させて、ターゲット水に含まれているF−18マ
イナスイオンをトラップし、次いで、アセトニトリル溶
液を通過させて、カラム内を乾燥させ、そして、次い
で、トリフレート溶液を通過させて、トラップされたF
−18マイナスイオンとトリフレートとの間で標識反応
が行われる。
【0019】樹脂カラム5を通過し、トラップされたF
−18マイナスイオンと分離されたO−18水は、バルブ1
0操作によって、回収容器6に回収され、アセトニトリ
ル溶液等は、バルブ操作によって、廃液容器11に回収
される。上述したように、樹脂カラムにおいて、F−18
マイナスイオンがトラップされ、そして、次いで標識反
応が行われるので、O−18水の回収のための別個のプロ
セスが不要になり、標識反応を阻害する水分の除去が、
反応容器をカラム化することによって、有機溶媒をカラ
ムに通すだけで、カラム内の水分除去が可能になる。更
に、触媒が樹脂に固定化されているため、触媒を分離除
去する別個のプロセスが不要になると共に、標識反応率
が向上する。
【0020】加水分解用反応容器15においては、樹脂
カラム5で標識反応によって標識された中間生成物から
保護基(通常アセチル基)を分離する加水分解反応のプ
ロセスが行われる。即ち、F−18マイナスイオンがトラ
ップされた樹脂カラム5にトリフレート溶液を通過さ
せ、標識反応が行われた溶液を加水分解用反応容器15
に収容し、次いで加熱によって、アセトニトリルを蒸発
させ、次いで、強酸または強アルカリ水溶液、例えば、
塩酸水溶液または水酸化ナトリウム水溶液を加え、加水
分解用反応容器15を加熱して加水分解反応を行う。
【0021】加水分解反応を行った加水分解用反応容器
15に無菌水を加えた後、イオン遅延樹脂カラム22お
よび精製カラム23を順次通過させて、FDGを合成す
る。イオン遅延樹脂カラム22においては、不要な塩酸
水溶液または水酸化ナトリウム溶液を除去する。精製カ
ラム23においては、更に精製する。
【0022】ターゲット水容器2、アセトニトリル容器
8、トリフレ−ト容器12が、シリンジポンプ3、7、
および、3方バルブ4、9、13を介して、樹脂カラム
5に連絡されている。更に、樹脂カラム5には、O−18
水回収容器6、廃液容器11が連絡されている。加水分
解用反応容器15は、樹脂カラム5と連絡されており、
そして、無菌水容器19、塩酸容器16と、シリンジポ
ンプ17、および、3方バルブ20、18を介して連絡
されている。更に、加水分解用反応容器15は、3方バ
ルブ21を介してイオン遅延樹脂カラム22、精製カラ
ム23と連絡されている。
【0023】
【実施例】本発明の装置を実施例によって、詳細に説明
する。本発明の装置において使用する標識反応用樹脂カ
ラムは、エタノールと水の混合溶媒に、100〜200
メッシュの樹脂を混ぜ合わせてスラリー状としたもの
を、内径2mm長さ5cmの円筒形の、例えば、ステン
レス製のカラムに充填することによって形成されてい
る。図2に示すように、ターゲットボックス1から、タ
ーゲット水、即ち、照射済みのF−18マイナスイオンを
含むO−18水をターゲット水容器2に送液した。ターゲ
ット水容器2からシリンジポンプ3にターゲット水を吸
い込み、3方バルブ4を切り換えて、ターゲット水を樹
脂カラム5に送り、F−18を樹脂中にトラップすると同
時に、O−18水を分離して回収容器6に送った。次にシ
リンジポンプ7でアセトニトリル容器8に入っているア
セトニトリルを吸い込み、3方バルブ9、3方バルブ1
0を切り替えて樹脂カラム5にアセトニトリルを流し
て、樹脂カラム5内を乾燥させ、アセトニトリルは廃液
容器11に流した。
【0024】次いで、トリフレート容器12からシリン
ジポンプ7でトリフレート溶液を吸い取り、3方バルブ
13、3方バルブ14を切り替えてトリフレート溶液を
樹脂カラム5に流して樹脂カラム内で標識反応を行い、
中間生成物を加水分解用反応容器15に送液した。反応
容器15を加熱してアセトニトリルを蒸発させ、その
後、塩酸容器16からシリンジポンプ17に塩酸水溶液
を吸い込み、3方バルブ18を切り替え、反応容器15
に塩酸水溶液を送液した。その後、反応容器15を加熱
し、130℃の温度で10から15分間加熱して、加水
分解反応を行った。
【0025】加水分解反応後、無菌水容器19から3方
バルブ20を切り替え、無菌水をシリンジポンプ17に
吸い込み、反応容器15に送液した。3方バルブ21を
切り替えて反応溶液をイオン遅延樹脂カラム22、精製
カラム23に通し、FDGを得た。本発明のFDG合成
装置によるFDG合成結果を、表1および表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】 表1から明らかなように、本発明のFDG装置による
と、合成プロセスが先行技術の約半分のプロセスに簡略
化でき、同時に、合成に要する時間が大幅に短縮され
た。更に、表2から明らかなように、本発明のFDG装
置によると、従来技術に比較して、短時間で合成が可能
であり、且つ、高収率が達成された。
【0028】
【発明の効果】本発明の装置によると、FDG合成装置
におけるプロセスが簡略化され、合成収率が向上し、そ
して、合成時間が短縮化されたFDG合成装置を提供す
ることができ、工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、先行技術のFDG合成装置を示す概略
説明図である。
【図2】図2は、この発明のFDG合成装置の1実施態
様を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1 ターゲットボックス 2 ターゲット水容器 3 シリンジポンプ 4 3方バルブ 5 樹脂カラム 6 回収容器 7 シリンジポンプ 8 アセトニトリル容器 9 3方バルブ 10 3方バルブ 11 廃液容器 12 トリフレート容器 13 3方バルブ 14 3方バルブ 15 加水分解用反応容器 16 塩酸容器 17 シリンジポンプ 18 3方バルブ 19 無菌水容器 20 3方バルブ 21 3方バルブ 22 イオン遅延樹脂カラム 23 精製カラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特表 平7−507813(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07H 5/02 C07B 59/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 F−18マイナスイオンが含まれている
    ターゲット水に含まれているF−18マイナスイオンを
    トラップし、次いで前記F−18マイナスイオンと1、
    3、4、6−テトラ−O−アセチル−2−O−トリフル
    オロメタンスルホニル−β−D−マンノピラノースとの
    間で標識反応を行うための、固定化相間移動触媒樹脂を
    充填したカラムからなる標識反応用樹脂カラム、およ
    び、前記標識反応によって得られた中間生成物を収容
    し、強酸または強アルカリ水溶液を加えて、加水分解反
    応を行うための加水分解用反応容器からなり、前記固定
    化相間移動触媒樹脂は、ポリスチレン樹脂にホスホニウ
    ム塩を固定化したものからなることを特徴とするオンカ
    ラムフルオロデオキシグルコース合成装置。
  2. 【請求項2】 前記固定化相間移動触媒樹脂は、100
    から200メッシュの大きさを有していることを特徴と
    する、請求項1記載のオンカラムフルオロデオキシグル
    コース合成装置。
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