JPH0469088B2 - - Google Patents
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- JPH0469088B2 JPH0469088B2 JP58173570A JP17357083A JPH0469088B2 JP H0469088 B2 JPH0469088 B2 JP H0469088B2 JP 58173570 A JP58173570 A JP 58173570A JP 17357083 A JP17357083 A JP 17357083A JP H0469088 B2 JPH0469088 B2 JP H0469088B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- column
- furnace
- main pipe
- sending
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えば小型サイクロトロンにより合成
したラジオアイソトープ(RI)すなわち放射性
炭素同位元素11Cを用いて医学の診断を行うため
11Cをシアン化水素に合成する装置に関するもの
で、例えば脳を初めとする各臓器の定量器、動態
的診断、脳卒中、心筋硬塞、悪性腫瘍の早期発
見、精神病の原因究明など新しい診断等に使用す
るものである。
〔従来の技術〕
サイクロトロン核医学は11C,13N,15O,18F等の
短寿命ポジトロン放出該種を生理学的トレーサー
として医学診断を行うものである。サイクロトロ
ンのターゲツト系ではこれらの該種が無機ガス等
の単純な化学形で生成するので、これをそのまま
の形で、あるいはより複雑な化学形に変換されて
診断に用いる。11C,13N,15O,18Fの中でも11Cは有
機化合物の骨格を成す元素の同位体であるため、
最も応用性が広く、重要な生体物質の多くを標識
することが可能である。
11C−標準化合物の合成は一部はターゲツト系
で生成される11CO2、あるいば11COを原料として
行われるが、大部分は合成中間体としてC1化合
物を経由して行われる。このC1化合物として最
も用途が広いのが11C−シアン化水素(H11CN)
であり、H11CNより糖、アミノ酸、アミン類等
多くの重要な生体物質の標識体を得ることが可能
である。
しかしかヽる11C等の放射性核種は半減期が20
分程度と短寿命であるからその標識合成を迅速に
行わなければならないと共にその出発段階におい
て大量の放射能を取り扱う必要があるので、作業
者に被曝の危険があり、その合成は熟練し合成技
術者しか行うことができず、ルーチンな核医学診
断には不可能であつた。
〔本発明の目的〕
本発明はかヽる11C放射性核種の合成の自動化
を目的とするもので、種々の標識化合物を合成す
るための中間物質となるH11CNをオンラインで
製造するものである。
〔実施例の構成〕
以下図面につき本発明の一実施例を詳細に説明
する。
第1図示のように炭素同位元素11Cを含むシア
ン化水素の原料となるN2ガスを充填したボンベ
1は小型サイクロトロン2のターゲツトボツクス
3に連通し、このターゲツトボツクス3はポンプ
4を介して11CO2を原料としてH11CNを合成する
装置の主管路5に連通する。
この11C−シアン化水素(H11CN)製造装置は
11CO2をH2とNi触媒により11CH4に還元する部分
6と11CH4とNH3によりH11CNを合成する部分
7とに分けられる。第1図示のように11CH4を還
元する部分6ではH2ガスボンベ10をバルブV1、
サーマルマスフローコントローラ11を介して主
管炉5を連通し、この主管路5には電気炉12内
の還元触媒入りのカラム13及びソーダライムカ
ラム14を直列に接続する。
第2図示のように主管路5のバルブV2の下流
側にはアンモニアガスのボンベ15をバルブV3、
マスフローコントローラ16を介して連結し、更
にその主管路5はドライアイス17で冷却したデ
ユアー瓶18の液化したNH3を溜める容器19
の下部に連通する。この容器19の上部に嵌合し
たテフロン接手20内には液面センサ21を深く
挿入し、この液面センサ21の信号で前記バルブ
V3を制御する。この容器19の出口はバルブV4、
チエツクバルブCV1を介してアンモニアガスの排
出口22に連通し、また圧力制御用のバルブV5
を介して真空排出口23に連通し、このバルブ
V5はそれに接続した圧力センサ24の信号によ
り制御する。
次にこの容器19の出口はバルブV6を介して
電気炉25内の白金カラム26の入口に接続し、
この白金カラム26の出口は精製装置27の5酸
化燐のカラム28、チエツクバルブCV2、バルブ
V7を介してデユアー瓶29の容器30の下部に
連通し、この容器30の出口はバルブV8を介し
て取出口31に連通する。なおこの精製装置27
内の配管は酸処理を行うものとする。
上記のH11CN製造装置全体は放射線防護用の
ホツトセル内に設置し、外部の操作盤による遠隔
操作で人体の放射線被曝なく操作しうるようにす
る。
上記バルブV1,V2…V8、マスフローコントロ
ーラ11,16、電気炉12,25の各ステツプ
P1,P2,…P9における動作は下表の通りである。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to medical diagnosis using, for example, radioisotope (RI), that is, radioactive carbon isotope 11 C, synthesized using a small cyclotron.
This is related to equipment that synthesizes 11 C into hydrogen cyanide, and is used for new diagnostics such as quantifiers for various organs including the brain, dynamic diagnosis, early detection of stroke, myocardial infarction, and malignant tumors, and investigation of causes of mental illness. It is something to do. [Prior Art] Cyclotron nuclear medicine is a method of medical diagnosis using short-lived positron-emitting species such as 11 C, 13 N, 15 O, and 18 F as physiological tracers. In the target system of the cyclotron, these species are produced in simple chemical forms such as inorganic gases, so they are used for diagnosis either as they are or after being converted into more complex chemical forms. Among 11 C, 13 N, 15 O, and 18 F, 11 C is an isotope of the element that forms the skeleton of organic compounds, so
It has the widest applicability and is capable of labeling many important biological substances. The synthesis of 11 C-standard compounds is partly carried out using 11 CO 2 or 11 CO produced in the target system as a raw material, but most of the synthesis is carried out via C 1 compounds as synthetic intermediates. The most widely used C1 compound is 11C -hydrogen cyanide ( H11CN ).
It is possible to obtain labeled substances of many important biological substances such as sugars, amino acids, and amines from H 11 CN. However, radionuclides such as Kawaru 11 C have a half-life of 20
Since it has a short lifespan of about 1 minute, the labeled synthesis must be carried out quickly, and a large amount of radioactivity must be handled at the starting stage, so there is a risk of exposure to radiation for the workers, and the synthesis is carried out by skilled synthesis techniques. It was impossible for routine nuclear medicine diagnosis. [Object of the present invention] The purpose of the present invention is to automate the synthesis of 11 C radionuclides, and to produce H 11 CN, which is an intermediate material for synthesizing various labeled compounds, online. be. [Configuration of Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in the first diagram, a cylinder 1 filled with N2 gas, which is a raw material for hydrogen cyanide containing the carbon isotope 11C , is communicated with a target box 3 of a small cyclotron 2, and this target box 3 is connected via a pump 4 to 11CO2 gas. It communicates with the main pipe 5 of an apparatus for synthesizing H 11 CN using H 11 CN as a raw material. This 11 C-hydrogen cyanide (H 11 CN) production equipment is
It is divided into part 6, which reduces 11 CO 2 to 11 CH 4 using H 2 and a Ni catalyst, and part 7, which synthesizes H 11 CN with 11 CH 4 and NH 3 . As shown in the first diagram, in the part 6 where 11 CH 4 is reduced, the H 2 gas cylinder 10 is connected to the valve V 1 ,
A main pipe furnace 5 is communicated through a thermal mass flow controller 11, and a column 13 containing a reduction catalyst and a soda lime column 14 in an electric furnace 12 are connected in series to the main pipe 5. As shown in the second diagram, an ammonia gas cylinder 15 is connected to a valve V 3 on the downstream side of the valve V 2 in the main pipe 5.
It is connected via a mass flow controller 16, and its main line 5 is connected to a container 19 for storing liquefied NH 3 from a Duer bottle 18 cooled with dry ice 17.
It communicates with the bottom of. A liquid level sensor 21 is deeply inserted into the Teflon joint 20 fitted to the upper part of this container 19, and a signal from this liquid level sensor 21 is used to control the valve.
Control V 3 . The outlet of this container 19 is a valve V 4 ,
It communicates with the ammonia gas outlet 22 through the check valve CV 1 , and also has a pressure control valve V 5.
communicates with the vacuum outlet 23 through this valve.
V 5 is controlled by a signal from a pressure sensor 24 connected thereto. The outlet of this vessel 19 is then connected to the inlet of a platinum column 26 in an electric furnace 25 via a valve V6 ,
The outlet of this platinum column 26 is connected to a phosphorus pentoxide column 28 of a purifier 27, a check valve CV 2 , and a valve
It communicates with the lower part of the container 30 of the dewar bottle 29 via V 7 , and the outlet of this container 30 communicates with the outlet 31 via the valve V 8 . Note that this purification device 27
The internal piping shall be treated with acid. The entire H 11 CN manufacturing equipment described above is installed in a radiation-protected hot cell, and can be operated remotely using an external control panel without exposing the human body to radiation. Each step of the above-mentioned valves V 1 , V 2 ...V 8 , mass flow controllers 11, 16, electric furnaces 12, 25
The operations at P 1 , P 2 , ...P 9 are shown in the table below.
【表】【table】
次のこの装置の動作を説明する。
先づステツプP1でバルブV4,V2,V6,V5を開
き、マスフローコントローラ11,16を開き、
配管内を真空排気する。また電気炉12,25に
電流を流す。
次にステツプP2でバルブV3を開き、マスフロ
ーコントローラ11を閉じ、またマスフローコン
トローラ16を設定値にして容器19内に液化し
たNH3を貯溜する。
次にステツプP3で前記電気炉12,25を所
定の温度に制御する。
次にステツプP4でサイクロトロン2及びポン
プ4を起動し、ステツプP5でバルブV1を開く。
これによつてボンベ1内の窒素ガスはターゲツト
ボツクス3に送られてその一部が14N(P、α)
11C反応で炭素同位原子11Cとなり、酸素と化合
し、11CO2となつてポンプ4により主管路5内に
送られる。一方ボンベ10内のH2ガスはバルブ
V1を通り、サーマルマスフローコントローラ1
1でその流量を制御されながら主管路5に送ら
れ、ターゲツトボツクス3からの放射線ガス
(11CO2)と混合し、電気炉12中に装着したNi
触媒入りのカラム13内で500〜600℃に加熱さ
れ、11CO2の還元を行い、11CH4のメタンガスを合
成する。次にこれらのガスはソーダライムカラム
14に送られ、ここで未反応の11CO2はソーダラ
イムにより吸収される。
次にステツプP6でバルブV2,V6が開き、11CH4
ガスは次の11CNを合成する部分7に送られる。
このH11CNを合成する部分7では予め前記のス
テツプP2でボンベ15内のアンモニアガスがバ
ルブV3、マスフローコントローラ16を介して
デユアー瓶18内に送られ、このNH3を−80℃
のドライアイス温度で冷却し、デユアー瓶18の
容器19中に液化させて溜めている。NH3を液
化させるのは反応の妨げとなる水分を低温でトラ
ツプするためである。NH3の液量は赤外線利用
の液面センサ21により監視し、所定の液量に達
すれば、自動的に反応が進行する。これに11CH4
を通じることにより11CH4とNH3の混合を行う。
この混合されたガスはステツプP7により一定の
最大圧力Pmax以下に圧力制御される。
次にステツプP8でバルブV7,V8がオンとなり、
上記混合ガスは白金カラム26内に送られ、電気
炉25により1000℃付近に加熱され、11CH4+
NH3→H11CN+3H2の反応でH11CNに転化され
る。次にこのガスは精製装置27のP2O5カラム
28を通り、過剰のNH3は除去される。かくし
て精製したH11CNはチエツクバルブCV2を通し
てデユアー瓶29の容器30に送られ、ドライア
イス温度で、あるいはアルカリ水溶液により捕集
される。このチエツクバルブCV2はこのトラツブ
中の溶液33の逆流を防ぐ。
最後にステツプP9でバルブV1,V2,V4,V6,
V7,V8が閉じ、合成作業を終了する。
〔効果〕
以上のように本発明によれば11Cのシアン化水
素を自動的に合成でき作業者に被曝の危険がなく
安全にその作業を行うことができるものである。
したがつて、本発明によりH11CNのオンライン
合成が可能になり、糖、アミノ酸等の重要な生体
物質の標準合成が容易になり、専門家のいない一
般の病院でもこれら標準化合物を利用したルーチ
ンな核医学診断が可能になり、大いにサイクロト
ロン核医学の普及、発展に寄与するものである。
The operation of this device will be explained next. First, in step P1 , open valves V 4 , V 2 , V 6 , and V 5 , open mass flow controllers 11 and 16,
Evacuate the inside of the piping. Further, electric current is passed through the electric furnaces 12 and 25. Next, in step P2 , the valve V3 is opened, the mass flow controller 11 is closed, and the mass flow controller 16 is set to a set value to store the liquefied NH 3 in the container 19. Next, in step P3 , the electric furnaces 12 and 25 are controlled to a predetermined temperature. Next, in step P4 , the cyclotron 2 and pump 4 are started, and in step P5 , the valve V1 is opened.
As a result, the nitrogen gas in the cylinder 1 is sent to the target box 3, and a part of it is 14 N (P, α).
In the 11 C reaction, the carbon isotope becomes 11 C, combines with oxygen, becomes 11 CO 2 , and is sent into the main pipe 5 by the pump 4. On the other hand, the H2 gas in the cylinder 10 is controlled by a valve.
V 1 through thermal mass flow controller 1
1, the Ni gas is sent to the main pipe 5 while its flow rate is controlled, mixed with radiation gas ( 11 CO 2 ) from the target box 3, and charged into the Ni gas installed in the electric furnace 12.
It is heated to 500 to 600°C in a column 13 containing a catalyst to reduce 11 CO 2 and synthesize methane gas of 11 CH 4 . These gases are then sent to the soda lime column 14 where unreacted 11 CO 2 is absorbed by the soda lime. Next, in step P 6 , valves V 2 and V 6 are opened, and 11 CH 4
The gas is then sent to section 7 where 11 CN is synthesized.
In the section 7 for synthesizing H 11 CN, the ammonia gas in the cylinder 15 is previously sent into the dewar bottle 18 via the valve V 3 and the mass flow controller 16 in step P2, and the NH 3 is heated to -80°C.
The liquid is cooled to a dry ice temperature of 200 mL, and is liquefied and stored in a container 19 of a Duer bottle 18. The purpose of liquefying NH 3 is to trap moisture at low temperatures, which would interfere with the reaction. The liquid level of NH 3 is monitored by a liquid level sensor 21 using infrared rays, and when a predetermined liquid level is reached, the reaction automatically proceeds. 11 ch 4 for this
Mixing of 11 CH 4 and NH 3 is carried out by passing.
The pressure of this mixed gas is controlled to be below a certain maximum pressure Pmax in step P7 . Next, in step P8 , valves V7 and V8 are turned on,
The above mixed gas is sent into the platinum column 26, heated to around 1000°C by the electric furnace 25, and converted into 11 CH 4 +
It is converted to H 11 CN by the reaction of NH 3 →H 11 CN + 3H 2 . This gas then passes through a P 2 O 5 column 28 in a purifier 27 to remove excess NH 3 . The thus purified H 11 CN is sent to the container 30 of the dewar bottle 29 through the check valve CV 2 and collected at dry ice temperature or with an aqueous alkaline solution. This check valve CV 2 prevents backflow of solution 33 in this tube. Finally, in step P9 , the valves V 1 , V 2 , V 4 , V 6 ,
V 7 and V 8 close, completing the synthesis work. [Effects] As described above, according to the present invention, 11 C hydrogen cyanide can be automatically synthesized and workers can perform the work safely without risk of exposure.
Therefore, the present invention enables online synthesis of H 11 CN, which facilitates the standard synthesis of important biological substances such as sugars and amino acids, and allows routine synthesis using these standard compounds even in general hospitals without specialists. This makes nuclear medicine diagnosis possible and greatly contributes to the spread and development of cyclotron nuclear medicine.
第1,2図は本発明の一実施例の11CO2をH2と
Ni触媒で還元する部分と11CH4とNH3により
H11CNを合成する部分を夫々示す説明図、第3
図はその制御装置のブロツク図、第4図はそのフ
ロー図である。
1……ボンベ、2……小型サイクロトロン、3
……ターゲツトボツクス、4……ポンプ、5……
主管路、6,7……装置、10……H2ガスボン
ベ、12……電気炉、13……Niカラム、14
……ソーダライムカラム、15……アンモニアガ
スのボンベ、19……NH3を液化させる容器、
V5……圧力制御用バルブ、25……炉、26…
…白金カラム、27……精製装置、P1,P2,P3
……ステツプ。
Figures 1 and 2 show 11 CO 2 and H 2 in one embodiment of the present invention.
Part reduced by Ni catalyst and 11 by CH 4 and NH 3
Explanatory diagram showing the parts for synthesizing H 11 CN, Part 3
The figure is a block diagram of the control device, and FIG. 4 is its flow diagram. 1...Cylinder, 2...Small cyclotron, 3
...Target Box, 4...Pump, 5...
Main pipeline, 6, 7... Equipment, 10... H2 gas cylinder, 12... Electric furnace, 13... Ni column, 14
...soda lime column, 15...ammonia gas cylinder, 19...container for liquefying NH3 ,
V 5 ... pressure control valve, 25 ... furnace, 26 ...
...Platinum column, 27...Purification device, P 1 , P 2 , P 3
...Step.
Claims (1)
となるN2ガスを充填したボンベは小型サイクロ
トロンのターゲツトボツクスに連通し、このター
ゲツトボツクスはポンプを介して11CO2を原料と
してH11CNを合成する装置の主管路に連通し、
この主管路にはH2ガスボンベを連通し、この主
管路には電気炉内の還元触媒入りのカラム及びソ
ーダライムカラムを直列に接続し、次にこの主管
路にはアンモニアガスのボンベを連結すると共に
液化したNH3を溜める容器に連通し、更にこの
容器の出口には圧力制御用のバルブ及び炉内の白
金カラムを連結し、この白金カラムの出口は精製
装置に連通してなり、サイクロトロンで製造され
た11CO2ガスをH2ガスと共に還元触媒入りの炉に
送る手段と、この炉で合成された11CH4ガスを
NH3ガスと共に炉内の白金カラムに送る手段と、
この白金カラムで合成されたH11CNを精製装置
に送る手段とを備えてなる11C−シアン化水素製
造装置。1 A cylinder filled with N 2 gas, which is a raw material for hydrogen cyanide containing the carbon isotope 11 C, is connected to a target box in a small cyclotron, and this target box synthesizes H 11 CN using 11 CO 2 as a raw material via a pump. communicates with the main pipe of the device,
A H 2 gas cylinder is connected to this main pipe, a column containing a reduction catalyst and a soda lime column in an electric furnace are connected in series to this main pipe, and then an ammonia gas cylinder is connected to this main pipe. The outlet of this container is connected to a pressure control valve and a platinum column in the furnace, and the outlet of this platinum column is connected to a purification device. A means for sending the produced 11 CO 2 gas together with H 2 gas to a furnace containing a reduction catalyst, and a means for sending the 11 CH 4 gas synthesized in this furnace.
means for sending the NH 3 gas to a platinum column in the furnace;
11 C-Hydrogen cyanide production apparatus comprising means for sending H 11 CN synthesized in this platinum column to a purification apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173570A JPS6065715A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Production unit for 11c-hydrogen cyanide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173570A JPS6065715A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Production unit for 11c-hydrogen cyanide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065715A JPS6065715A (en) | 1985-04-15 |
| JPH0469088B2 true JPH0469088B2 (en) | 1992-11-05 |
Family
ID=15963006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58173570A Granted JPS6065715A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Production unit for 11c-hydrogen cyanide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065715A (en) |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP58173570A patent/JPS6065715A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6065715A (en) | 1985-04-15 |
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