特開 2022-97320 １８Ｆ標識化合物製造装置及び１８Ｆ標識化合物製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022097320

(43)【公開日】2022-06-30

(54)【発明の名称】１８Ｆ標識化合物製造装置及び１８Ｆ標識化合物製造方法

(51)【国際特許分類】

   G21G 4/08 20060101AFI20220623BHJP

   G21G 1/12 20060101ALI20220623BHJP

【ＦＩ】

G21G4/08

G21G1/12

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020210851

(22)【出願日】2020-12-19

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】516344904

【氏名又は名称】株式会社京都メディカルテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100170025

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 一

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 成人

(57)【要約】      （修正有）

【課題】１８Ｆ標識化合物の収率を飛躍的に向上させることができる１８Ｆ標識化合物製造装置を提供する。
【解決手段】導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する。照射制御部１１は、ネオンが導入された核反応容器１０ａにガンマ線Ｒを所定の時間照射させることで、当該ネオンに核反応を起こさせる。調整制御部１２は、核反応容器１０ａから排出された核反応後の生成核種の１８Ｆと１８Ｎｅとを含むネオンを、当該核反応容器１０ａと合成容器１３ａとの間を接続する流路１２ａ内に案内し、当該流路１２ａ内のネオンの流速又は流路１２ａの長さを調整することで、前記１８Ｎｅが１８Ｆに変換されるまでの所定の時間、前記ネオンを流路１２ａ内で滞留させる。合成制御部１３は、滞留後のネオンに含まれる１８Ｆを、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体化合物Ｃに合成容器１３ａ内で反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネオンを核反応容器に導入する導入制御部と、
前記ネオンが導入された前記核反応容器にガンマ線を所定の時間照射させることで、当該ネオンに核反応を起こさせる照射制御部と、
前記核反応容器から排出された核反応後の生成核種の１８Ｆと１８Ｎｅとを含むネオンを、当該核反応容器と合成容器との間を接続する流路内に案内し、当該流路内のネオンの流速又は前記流路の長さを調整することで、前記１８Ｎｅが１８Ｆに変換されるまでの所定の時間、前記ネオンを前記流路内で滞留させる調整制御部と、
前記滞留後のネオンに含まれる１８Ｆを、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体化合物に前記合成容器内で反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成する合成制御部と、
を備える１８Ｆ標識化合物製造装置。

【請求項2】

前記調整制御部は、核反応後のネオンを前記流路に案内する前に、当該流路に接続された真空引き装置を駆動して、前記流路内を真空にして、当該流路内に存在する水分を除去する、
請求項１に記載の１８Ｆ標識化合物製造装置。

【請求項3】

前記導入制御部は、ネオンを前記核反応容器に導入する前に、当該核反応容器に接続された真空引き装置を駆動して、前記核反応容器内を真空にして、当該核反応容器内に存在する水分を除去する、
請求項１又は２に記載の１８Ｆ標識化合物製造装置。

【請求項4】

ネオンを核反応容器に導入する導入制御ステップと、
前記ネオンが導入された前記核反応容器にガンマ線を所定の時間照射させることで、当該ネオンに核反応を起こさせる照射制御ステップと、
前記核反応容器から排出された核反応後の生成核種の１８Ｆと１８Ｎｅとを含むネオンを、当該核反応容器と合成容器との間を接続する流路内に案内し、当該流路内のネオンの流速又は前記流路の長さを調整することで、前記１８Ｎｅが１８Ｆに変換されるまでの所定の時間、前記ネオンを前記流路内で滞留させる調整制御ステップと、
前記滞留後のネオンに含まれる１８Ｆを、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体化合物に前記合成容器内で反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成する合成制御ステップと、
を備える１８Ｆ標識化合物製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１８Ｆ標識化合物製造装置及び１８Ｆ標識化合物製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、陽電子放射断層撮影（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、ＰＥＴとする）検査が、放射線を利用したがん診断法の趨勢になっている。

【0003】

ＰＥＴ検査では、放射性同位元素標識化合物（ＲＩ標識化合物）が基本的に使用されている。このＲＩ標識化合物は、ガンの病巣部に集積されやすい化合物の特定の位置にある原子を放射性同位体（ＲＩ）で置き換えて、通常の化合物と化学的性質は同じであることを利用している。ＲＩ標識化合物は、通常の化合物と異なり、ＲＩから放射される放射線を検出することにより、そのＲＩ標識化合物が生体のどの部位に蓄積されているかが特定される。ＰＥＴ検査では、ＲＩ標識化合物の代表例としては、グルコース（ブドウ糖）に１８－フッ素同位体（１８Ｆ）を組み込んだ１８Ｆ－２－フルオロ－２－デオキシ－Ｄ－グルコース（１８Ｆ－ＦＤＧとする）をガン患者に投与し、１８Ｆ－ＦＤＧの１８Ｆから放出される陽電子が電子と対消滅し、５１１ｋｅＶのエネルギーを持つ２本のガンマ線を放出するので、これらを、体外に設置された放射線測定器で検出することで、体内の１８Ｆ－ＦＤＧの分布を撮影し、グルコースの代謝が著しいガン患部を特定する。

【0004】

ＰＥＴ検査では、特殊なＲＩ標識化合物を用いることから、その検査費用が高いという課題がある。例えば、ＰＥＴ検査は、一回１０万円ほどかかると言われている。日本では、ＰＥＴ検査に毎年、数千億円の費用をかけて、ガン治療のための画像診断を行っている。

【0005】

ここで、ＰＥＴ検査で使用される１８Ｆ－ＦＤＧの１８Ｆは、通常、小型サイクロトロンによる陽子ビームを１８－酸素同位体（１８Ｏ）に照射し、１８Ｏ（ｐ，ｎ）１８Ｆ反応を利用することで、１８Ｏから１８Ｆを製造する。

【0006】

ところで、天然の酸素は１６－酸素同位体（１６Ｏ）の存在比が、９９．７６２％で、１７－酸素同位体（１７Ｏ）の存在比が、０．０３８％で、核反応で利用する１８－酸素同位体（１８Ｏ）の存在比は、０．２００％と非常に低い。そのため、ＰＥＴ検査用の１８Ｆの製造では、１８Ｏを濃縮した高価な１８Ｏ濃縮水が使用されている。例えば、特開２００４－５９３５６号公報（特許文献１）には、１８Ｆフッ化物イオン生成原料用の１８Ｏ濃縮水に関する技術が開示されている。

【0007】

又、１８Ｆを製造するために利用する小型サイクロトロンを用いると、１８Ｆの製造にかかわる作業者がかなりの放射線被ばくを受けることが避けられない。つまり、１８Ｏ濃縮水に小型サイクロトロンからの大強度の陽子ビームを照射させて１８Ｆを製造することから、この陽子ビームの取り出し窓等に由来する大量の放射線物質が必然的に混入する。ビーム取り出し窓は破損のおそれもあり、定期的に交換し、陽子ビームの照射装置の保守を定期的に行う必要がある。この作業により大量の放射線被ばくが必然的に発生する。

【0008】

そのため、近年では、１８Ｏ濃縮水を用いない１８Ｆの製造方法が各種開発されている。例えば、特開２０１８－８４５７０号公報（特許文献２）には、ネオンガスにガンマ線を照射して、ネオンの核反応により、１８Ｆを生成し、１８Ｆを液体化合物に反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成するＲＩ標識化合物製造装置が開示されている。これにより、ターゲットガスは再利用可能であり、放射性同位体の製造効率が高く、放射線被ばくの可能性をゼロに近づけ、更に、低価格で供給することが可能となるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００４－５９３５６号公報

【特許文献2】特開２０１８－８４５７０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１に記載の技術では、１８Ｏ濃縮水を用いる必要があるとともに、不純物ＲＩの混入や大量の放射線被ばくの課題がある。又、特許文献２に記載の技術では、低価格で１８Ｆ標識化合物を合成することが出来るものの、気体状態のネオンをガンマ線に核反応させることから、１８Ｆの収率が悪いという課題がある。

【0011】

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、１８Ｆ標識化合物の収率を飛躍的に向上させることが可能な１８Ｆ標識化合物製造装置及び１８Ｆ標識化合物製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る１８Ｆ標識化合物製造装置は、導入制御部と、照射制御部と、調整制御部と、合成制御部と、を備える。導入制御部は、ネオンを核反応容器に導入する。照射制御部は、前記ネオンが導入された前記核反応容器にガンマ線を所定の時間照射させることで、当該ネオンに核反応を起こさせる。調整制御部は、前記核反応容器から排出された核反応後の生成核種の１８Ｆと１８Ｎｅとを含むネオンを、当該核反応容器と合成容器との間を接続する流路内に案内し、当該流路内のネオンの流速又は前記流路の長さを調整することで、前記１８Ｎｅが１８Ｆに変換されるまでの所定の時間、前記ネオンを前記流路内で滞留させる。合成制御部は、前記滞留後のネオンに含まれる１８Ｆを、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体化合物に前記合成容器内で反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成する。

【0013】

又、本発明に係る１８Ｆ標識化合物製造方法は、導入制御ステップと、照射制御ステップと、調整制御ステップと、合成制御ステップと、を備える。本発明に係る１８Ｆ標識化合物製造方法の各ステップは、本発明に係る１８Ｆ標識化合物製造装置の各部に対応する。

【発明の効果】

【0014】

本発明では、１８Ｆ標識化合物の収率を飛躍的に向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る１８Ｆ標識化合物製造装置の概念図である。

【図2】本発明の実施形態に係る１８Ｆ標識化合物製造方法の実行手順を示すフローチャートである。

【図3】本発明の実施形態に係る１８Ｆ標識化合物製造装置の試作品の斜視図である。

【図4】１８Ｆの採取時点における放射線のスペクトルである。

【図5】経過時間毎の放射線量の減衰曲線である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

【0017】

本発明の基礎になる、ネオン（Ｎｅ）をターゲットに用い、ガンマ線を照射することで１８Ｆを製造する過程は２通りあり、１つは、２段階を経る２０Ｎｅ（γ，２ｎ）１８Ｎｅ，１８Ｎｅ→１８Ｆ＋β－であり、もう一つは、直接的な２０Ｎｅ（γ，ｐｎ）１８Ｆ反応である。第１の過程の中間段階で生じる１８Ｎｅの半減期は１．６７秒と大変短いので、１８Ｎｅは、２０秒程度で１８Ｆに変換してしまう。

【0018】

ところが、逆に言えば、第１の過程において、第一段階の核反応後、１８Ｎｅは、２０秒程度経過しないと、１８Ｆに変換しないということになる。本発明者が先に出願し、権利化した先行の特許（特許第６２７４６８９号）は、この点が考慮されていなかったために、１８ＦＤＧの収率が低かった。

【0019】

本発明では、この点を改良し、１８Ｆの収率を大きく向上させた。すなわち、核反応部分からのネオンを１８Ｆ標識化合物の合成部分まで導入する際にかかる時間を、１８Ｎｅが１８Ｆに変換するのに十分な時間を設けるようなシステム（装置）にした。

【0020】

本発明の実施形態に係る１８Ｆ標識化合物製造装置１（１８Ｆ標識化合物製造システム）は、図１に示すように、導入制御部１０と、照射制御部１１と、調整制御部１２と、合成制御部１３と、を備える。

【0021】

導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する。照射制御部１１は、ネオンが導入された核反応容器１０ａにガンマ線Ｒを所定の時間照射させることで、当該ネオンに核反応を起こさせる。

【0022】

調整制御部１２は、核反応容器１０ａから排出された核反応後の生成核種の１８Ｆと１８Ｎｅとネオンを、当該核反応容器１０ａと合成容器１３ａとの間を接続する流路１２ａ内に案内（供給）し、当該流路１２ａ内のネオンの流速（流量）又は流路１２ａの長さを調整することで、１８Ｎｅが１８Ｆに変換するまでの所定の時間、ネオンを流路１２ａ内で滞留させる。

【0023】

合成制御部１３は、滞留後のネオンに含まれる１８Ｆを、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体化合物Ｃに合成容器１３ａ内で反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成する。

【0024】

これにより、１８Ｆ標識化合物の収率を飛躍的に向上させることが可能となる。即ち、本発明では、ネオンにガンマ線Ｒを照射させることで、上述のように、第一の過程の２０Ｎｅ（γ，２ｎ）１８Ｎｅから１８Ｆへのβ崩壊を経て１８Ｆへ変換させるとともに、第二の過程の２０Ｎｅ（γ，ｐｎ）１８Ｆ反応から１８Ｆへ変換させる核反応（光核反応）を採用する。この核反応は、放射性不純物の発生が飛躍的に少ないため、１８Ｆの製造に極めて有用である。

【0025】

ここで、本発明者は、上述の各反応を長年研究しており、この核反応が、第一の過程において、ネオンがガンマ線Ｒに照射された時点から、核反応が進行して、核反応後の生成核種の１８Ｎｅから１８Ｆが生成する時点まで、所定の時間（例えば、２０秒程度）が掛かることが分かっている。

【0026】

つまり、第一の過程において、ネオンのガンマ線照射時点から１８Ｆの生成時点までの間は、１８Ｎｅは、言わば、中間体の状態であり、この中間体が、液体化合物に接触したとしても、中間体に１８Ｆが存在しないことから、１８Ｆ標識化合物を全く生成することが出来ない。

【0027】

一方、核反応後、一定時間が経過したネオンは、１８Ｆを含有するものの、１８Ｆは、微小な水分を含む不純物と極めて反応し易いため、１８Ｆが生成された後、直ちに、１８Ｆを液体化合物に接触させなければ、生成された１８Ｆが不純物と反応してしまう。これにより、１８Ｆ標識化合物の収率が下がる。

【0028】

そこで、本発明では、ネオンのガンマ線照射時点から１８Ｆの生成時点までの間の所定の時間だけ、当該ネオンを流路１２ａ内に滞留させて、１８Ｆの生成まで、ネオン中に含まれる１８Ｎｅを放置する。この所定の時間は、１８Ｎｅの崩壊時間に相当する。これにより、安定な２０Ｎｅから生成した第一の過程の１８Ｎｅの中間体を経て１８Ｆまで確実に変換させることが可能となる。尚、第二の過程において生成した１８Ｆは、ネオンに当然含まれた状態である。

【0029】

更に、本発明では、滞留後のネオンを直ちに合成容器１３ａに導入して、液体化合物と反応させて、１８Ｆ標識化合物を合成する。これにより、第一の過程及び第二の過程において生成された１８Ｆを効率的に１８Ｆ標識化合物に利用することが出来るため、効率よく大量の１８Ｆ標識化合物を製造することが可能となり、全体として、１８Ｆ標識化合物の収率を上げることが可能となるのである。

【0030】

更に、本発明では、ネオンを流すことで、１８Ｆ標識化合物を連続的に合成する構成としていることから、これらの制御は、コンピュータ等の制御装置で可能な構成としている。つまり、本発明の各構成要素を全自動で行うことが出来るため、遠隔操作で１８Ｆ標識化合物を得ることが出来る。そのため、作業員が装置に近づく頻度は殆ど無く、放射線被ばくの可能性を低減することが出来る。

【0031】

ここで、導入制御部１０の構成に特に限定は無いが、例えば、ネオンを貯留するネオンボンベからコンプレッサー１０ｂを介して核反応容器１０ａの入口開閉弁１０ｃに接続され、導入制御部１０が、コンプレッサー１０ｂを駆動し、入口開閉弁１０ｃを開放することで、ネオンを核反応容器１０ａに導入する。

【0032】

又、導入制御部１０の導入方法に特に限定は無いが、例えば、核反応容器１０ａの出口開閉弁１０ｄが設けられ、導入制御部１０が、コンプレッサー１０ｂを駆動し、入口開閉弁１０ｃを開放するとともに、出口開閉弁１０ｄを閉塞することで、ネオンを核反応容器１０ａに充填し、その後、導入制御部１０が、入口開閉弁１０ｃを閉塞することで、ネオンを核反応容器１０ａ内に密封しても良い。又、コンプレッサー１０ｂと入口開閉弁１０ｃとの間に調整バルブ１０ｅが設けられ、導入制御部１０が、コンプレッサー１０ｂを駆動し、入口開閉弁１０ｃと出口開閉弁１０ｄとを開放し、調整バルブ１０ｅでネオンの流速を調整することで、ネオンが核反応容器１０ａ内を流れるようにしても良い。この場合、照射制御部１１がガンマ線を照射することで、ネオンの核反応を連続的に行うことが出来る。

【0033】

又、導入制御部１０はネオンを核反応容器１０ａに導入する際に、導入したネオンの圧力を常圧（０．１ＭＰａ）以上の高圧にしても構わない。ネオンを高圧にすることで、核反応容器１０ａ内のネオンの密度を高めて、一回のガンマ線照射に対するネオンの核反応を促進させ、１８Ｆの生成量を増加させることが可能となる。尚、ネオンは、気体でも高密度な液体でも構わない。

【0034】

又、核反応容器１０ａの構成に特に限定は無いが、例えば、熱伝導が優れる素材を採用することが出来る。具体的には、熱伝導が銅と同程度のＳｉＣセラミック容器を採用することにより、ガンマ線Ｒの吸収により容器内に発熱が生じても、熱伝導により熱が発散して、容器内の圧力増加を防止することが出来る。又、ＳｉＣが１８Ｆと化学反応しないことから、製造した１８Ｆの純度を保証することが出来る。その他に、生成されるフッ素の浸蝕性を加味して、耐蝕性に優れるテフロン（登録商標）素材で内面がコーティングされた容器を採用しても良い。

【0035】

又、導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する前に、核反応容器１０ａを開放し、核反応容器１０ａに設置された加熱装置を駆動して、核反応容器１０ａ内を加熱して、核反応容器１０ａ内に存在する水分を気化させて外部に放出させるように構成しても良い。具体的には、核反応容器１０ａの外面には、加熱装置を設け、導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する前の段階で、入口開閉弁１０ｃと出口開閉弁１０ｄとを開放し、加熱装置を駆動させて、核反応容器１０ａ内を加熱して、核反応容器１０ａ内に存在する水分を気化させて、水分を外部に放出させるように構成しても良い。その後、導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する。これにより、生成される１８Ｆが水分に反応することを防止することが可能となる。加熱装置の構成に特に限定は無いが、例えば、ヒーターや加熱媒体の循環など、どのような構成でも構わない。

【0036】

又、導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する前に、核反応容器１０ａに接続された真空引き装置を駆動して、核反応容器１０ａ内を真空にして、核反応容器１０ａ内に存在する水分を除去するように構成しても良い。具体的には、入口開閉弁１０ｃと出口開閉弁１０ｄとのいずれか又は両方に真空引き装置を接続して、導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する前の段階で、真空引き装置が接続された開閉弁を開放し、他の開閉弁を閉塞して、真空引き装置を駆動させて、核反応容器１０ａ内を真空にする。その後、導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する。これにより、生成される１８Ｆが水分と反応することを防止することが可能となる。もちろん、上述の加熱装置と真空引き装置とを組み合わせても良い。

【0037】

又、照射制御部１１の構成に特に限定は無いが、例えば、照射制御部１１は、所定のエネルギーを有する電子線を照射する電子線照射部１１ａと、核反応容器１０ａの近傍に設けられ、電子線が照射されると、ガンマ線Ｒを放出するガンマ線放出部１１ｂとを備える。これにより、容易にガンマ線Ｒを照射することが出来る。ここで、ガンマ線放出部１１ｂは、例えば、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）等の電子線によりガンマ線Ｒを生じる標的が選択される。具体的には、３０ＭｅＶのエネルギーを持つ電子線をタングステンに照射することで、制動輻射のガンマ線Ｒが発生することを利用する。

【0038】

ここで、電子線を標的に照射することで、標的の制動輻射のガンマ線Ｒを利用する場合、標的窓は、ＳｉやＣで出来ており、光核反応によって生成される残留放射性物質の半減期は、ミリ秒程度であるので、事実上、放射化物は無い。又、長寿命残留放射化物は、生じず、標的装置の取り換えの必要が全く無い。

【0039】

電子線照射部１１ａは、例えば、電子線型加速器（電子ライナック）を用いると、スイッチ一つで操作することが可能となり、全自動化、遠隔操作の制御が容易となる。電子線型加速器では、素人でも取り扱うことが可能である。電子線型加速器では、放射化物は殆ど無く、大分が産業廃棄物として処理出来るため、廃棄の点でも、電子線型加速器に利点がある。

【0040】

更に、ガンマ線を用いることで、核反応容器１０ａ（標的ターゲット）を厚く構成することが出来る。本発明では、ガンマ線Ｒを使用し、且つ、電子線型加速器によりガンマ線Ｒを生じさせる構成とすることで、放射線被ばくの可能性を飛躍的に軽減することが出来る。

【0041】

又、照射制御部１１がガンマ線Ｒを照射する所定時間（照射時間）に特に限定は無いが、例えば、生成される１８Ｆの半減期の１倍から５倍の範囲内と設定されるのが好ましい。１８Ｆの半減期は、１１０分であるため、例えば、照射時間は１１０分から５５０分の範囲内と設定される。

【0042】

又、調整制御部１２の構成に特に限定は無いが、核反応後のネオンの滞留方法によって適宜設計される。例えば、核反応後のネオンの流速を調整する場合は、核反応容器１０ａの出口開閉弁１０ｄと合成容器１３ａの入口開閉弁１３ｂとの間の流路１２ａの上流側に、上流側調整バルブ１２ｂを設けるとともに、流路の１２ａの下流側に、下流側調整バルブ１２ｃを設け、調整制御部１２が、上流側調整バルブ１２ｂの開閉具合と下流側調整バルブ１２ｃの開閉具合とを調整することで、流路１２ａを流れるネオンの流速を調整し、所定の時間、核反応後のネオンを流路１２ａ内で滞留させることが出来る。尚、ネオンの流速の調整は、上流側調整バルブ１２ｂ又は下流側調整バルブ１２ｃのいずれか一方でも良いし、両方でも構わない。又、上流側調整バルブ１２ｂと下流側調整バルブ１２ｃとの間に、圧力計１２ｄを設けて、調整制御部１２が、圧力計１２ｄの値を確認しながら、上流側調整バルブ１２ｂの開閉具合と下流側調整バルブ１２ｃの開閉具合とを調整しても良い。

【0043】

又、例えば、核反応後のネオンが流れる流路１２ａの長さを調整する場合は、核反応容器１０ａの出口開閉弁１０ｄと合成容器１３ａの入口開閉弁１３ｂとの間の流路１２ａを伸ばしたり、蛇行させたりすることで、流路１２ａを延長し、流路１２ａを流れるネオンの流速を調整し、所定の時間、核反応後のネオンを流路１２ａ内で滞留させることが出来る。流路１２ａの長さは、例えば、流路１２ａに導入されるネオンの流速にも寄るものの、１ｍ～４０ｍの範囲内であると好ましく、１ｍ～２０ｍの範囲内であると更に好ましい。又、同様に、流路１２ａの上流側に、上流側調整バルブ１２ｂを設け、流路の１２ａの下流側に、下流側調整バルブ１２ｃを設け、調整制御部１２が、上流側調整バルブ１２ｂの開閉具合と下流側調整バルブ１２ｃの開閉具合とを調整して、流路１２ａの長さとともにネオンの流速を調整しても良い。又、流路１２ａには、ネオンの流速を調整するために、適宜、バッファーを設けても良い。

【0044】

又、調整制御部１２が調整するネオンの流速は、所定の時間、ネオンを流路１２ａ内に滞留させることが可能であれば、特に限定は無いが、例えば、小型の製造装置であれば、５０ｍＬ／分～２００ｍＬ／分の範囲内であると好ましい。

【0045】

又、調整制御部１２は、核反応後のネオンを流路１２ａに案内する前に、流路１２ａを開放し、流路１２ａに設置された加熱装置を駆動して、流路１２ａ内を加熱して、流路１２ａ内に存在する水分を気化させて外部に放出させるように構成しても良い。その後、調整制御部１２は、核反応後のネオンを流路１２ａに案内する。これにより、同様に、１８Ｆが水分と反応することを防止することが出来る。加熱装置は、上述と同様である。

【0046】

又、調整制御部１２は、核反応後のネオンを流路１２ａに案内する前に、流路１２ａに接続された真空引き装置を駆動して、流路１２ａ内を真空にして、流路１２ａ内に存在する水分を除去するように構成しても良い。具体的には、調整制御部１２の流路１２ａの両端のいずれか又は両方に真空引き装置を接続して、調整制御部１２が、核反応後のネオンを流路１２ａに案内する前の段階で、真空引き装置が接続された端部を開放し、他の端部を閉塞して、真空引き装置を駆動させて、流路１２ａ内を真空にする。その後、調整制御部１２は、核反応後のネオンを流路１２ａに案内する。これにより、同様に、１８Ｆが水分と反応することを防止することが出来る。真空引き装置は、上述と同様である。もちろん、上述の加熱装置と真空引き装置とを組み合わせても良い。

【0047】

又、流路１２ａの出口開閉弁付近と合成容器１３ａの入口開閉弁１３ｂとの間に、圧力計１２ｅを設けて、調整制御部１２が、圧力計１２ｅの値を確認しながら、上流側調整バルブ１２ｂの開閉具合と下流側調整バルブ１２ｃの開閉具合とを調整しても良い。

【0048】

又、合成制御部１３の構成に特に限定は無いが、例えば、１８Ｆ標識化合物が１８Ｆ－ＦＤＧである場合、合成制御部１３は、液体化合物Ｃとしてグルコース（例えば、Ｄ－グルコース、Ｌ－グルコース）やマンノースなどの糖類溶液を貯留する合成容器１３ａと、流路１２ａの出口開閉弁と接続される入口開閉弁１３ｂと、流路１２ａから排出されたネオンを合成容器１４ａの液体化合物Ｃ中にバブリングするバブリング部１３ｃと、を備えている。これにより、滞留後のネオンを液体化合物Ｃのグルコース溶液内でバブリングすることで、ネオン内の１８ＦがグルコースＣと反応し、１８Ｆ－ＦＤＧを簡単に合成することが出来る。ここで、具体的には、グルコースの水酸基が１８Ｆに置換され、１８Ｆ－ＦＤＧを生成させる。核反応していない気体ネオンは、不活性なため、グルコースＣにバブリングされても、反応することなく通過する。これにより、気体ネオンを回収して、再度、原料として利用することが出来る。

【0049】

ここで、合成制御部１４は、バブリング後のネオンを放出する出口開閉弁１３ｄと、合成容器１３ａ内に液体化合物Ｃを供給する供給口１３ｅと、合成容器１３ａ内に反応後の１８Ｆ標識化合物を取り出す取り出し口１３ｆと、を備えると好ましい。これにより、液体化合物Ｃの補充と１８Ｆ標識化合物の取り出しを容易にする。供給口１３ｅの上流には、液体化合物Ｃの供給を制御する供給バルブ１３ｇが設けられ、取り出し口１３ｆの下流には、反応後の１８Ｆ標識化合物の取り出しを制御する取り出しバルブ１３ｈが設けられる。合成制御部１３は、必要に応じて、反応容器１３ａの温度を一定に保つ温度調整部を更に備えても良い。

【0050】

ここで、１８Ｆ標識化合物は１８Ｆ－ＦＤＧに特に限定する必要は無い。例えば、１８Ｆ標識化合物がＮａ－１８Ｆである場合、合成制御部１３の合成容器１３ａは、液体化合物Ｃとして水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を貯留し、バブリング部１４ｂは、水酸化ナトリウム水溶液に核反応後の気体ネオンをバブリングする。すると、水酸化ナトリウム水溶液中のＮａＯＨの水酸基が１８Ｆに置換され、Ｎａ－１８Ｆを生成させる。尚、Ｎａ－１８Ｆは、水溶液中で、Ｎａ＋と１８Ｆ－のイオンとなっている。つまり、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体であれば、この液体を１８Ｆ標識化合物にすることが出来る。１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体は、例えば、アルコール、カルボン酸、アミノ酸等を挙げることが出来る。

【0051】

さて、本発明では、合成容器１３ａの出口開閉弁１３ｄからネオンを外部に放出することで、一回のネオンを核反応容器１０ａ、流路１２ａ、合成容器１３ａに通して、１８Ｆ標識化合物を合成するバッチ式の生成方法でも良いし、合成容器１３ａの出口開閉弁１３ｄから放出されるネオンを、再度、ネオンボンベ又はコンプレッサー１０ｂに戻して、ネオンを核反応容器１０ａ、流路１２ａ、合成容器１３ａに繰り返し通して、１８Ｆ標識化合物を合成する循環式の生成方法でも構わない。

【0052】

ここで、循環式の生成方法の場合、合成容器１３ａの出口開閉弁１３ｄから放出されるネオンの不純物を除去する除去制御部１４を設けても良い。除去制御部１４の構成に特に限定は無く、例えば、除去制御部１４は、合成容器１３ａの出口開閉弁１３ｄから放出された反応後のネオンを０度以下まで冷却する冷却容器を備える。これにより、合成容器１３ａで反応後のネオンには、液状化合物Ｃ（例えば、水酸基を有する液体）でバブリングした際に混入される水等の不純物が含まれる可能性が高いため、そのような不純物を除去するために、ネオンを一度０度以下までに冷却する。すると、不純物が液化又は固化し、水等の不純物をネオンから分離させることが出来る。不純物を確実に除去することで、除去後のネオンを核反応容器１０ａに再度戻しても、不純物が１８Ｆと反応することが無いことから、１８Ｆの生成効率を維持し、目的の１８Ｆ標識化合物の収率の低下を防止することが出来る。

【0053】

冷却容器では、簡便さの点から、冷却媒体を利用することが可能であり、冷却媒体は、例えば、マイナス１９６度（７７Ｋ）まで冷却している液体窒素を利用することが出来る。又、冷却媒体は、液体窒素に限らず、例えば、ドライアイスを入れたメタノールでも良い。ドライアイスを入れたメタノールは、マイナス３０度まで冷却することが出来る。

【0054】

又、上述では、除去制御部１４は、反応後のネオンを冷却することで、ネオン中の不純物を液化し、ネオンから不純物を除去する方法を採用したが、他の除去方法を採用しても構わない。例えば、除去制御部１４は、水や低分子の不純物を吸着し、ネオンのみを通過させる不純物吸着部を備えても良い。不純物吸着部では、多孔質の空孔に分子を吸着し、特に水分子を強く吸着するモレキュラーシーブ（乾燥剤）に反応後のターゲットガスを通過させる。他に、除去制御部１４は、触媒を不純物と反応させ、不純物を除去する不純物触媒部を備えても良い。触媒は、例えば、排ガスの浄化装置で使用される、このように、他の除去方法でも良く、除去方法は、単独でも組み合わせでも構わない。

【0055】

又、循環式の生成方法では、ネオンは、循環により、１８Ｆの生成及び１８Ｆ標識化合物の合成に伴って減少していくため、例えば、ネオンを補充するガス補充部を更に備えると好ましい。

【0056】

次に、本発明に係る１８Ｆ標識化合物製造方法の実行手順を説明する。先ず、作業者は、１８Ｆ標識化合物製造装置１を起動すると、１８Ｆ標識化合物製造装置１の導入制御部１０は、ネオンを核反応容器１０ａに導入する（図２：Ｓ１０１）。

【0057】

ここで、導入制御部１０は、例えば、ネオンの導入前に、核反応容器１０ａ内を加熱及び真空引きすることで、核反応容器１０ａ内の水分を除去する。そして、導入制御部１０は、コンプレッサー１０ｂを駆動し、入口開閉弁１０ｃを開放することで、ネオンを核反応容器１０ａに導入する。この際、導入制御部１０は、出口開閉弁１０ｄを閉塞し、核反応容器１０ａにネオンが充填されると、入口開閉弁１０ｃを閉塞して、核反応容器１０ａを密封する。

【0058】

ネオンが核反応容器１０ａに導入されると、次に、１８Ｆ標識化合物製造装置１の照射制御部１１は、ネオンが導入された核反応容器１０ａにガンマ線Ｒを所定の時間照射させることで、当該ネオンに核反応を起こさせる（図２：Ｓ１０２）。

【0059】

ここで、照射制御部１１は、例えば、電子線照射部１１ａで電子線をガンマ線放出部１１ｂに所定時間照射することで、ガンマ線放出部１１ｂからガンマ線Ｒを放出させて、核反応容器１０ａに照射させる。

【0060】

ガンマ線の照射が完了すると、次に、１８Ｆ標識化合物製造装置１の調整制御部１２は、核反応容器１０ａから排出された核反応後の生成核種の１８Ｎｅとネオンを、当該核反応容器１０ａと合成容器１３ａとの間を接続する流路１２ａ内に案内し、当該流路１２ａ内のネオンの流速又は流路１２ａの長さを調整することで、生成核種の１８Ｎｅが１８Ｆに変換するまでの所定の時間、ネオンを流路１２ａ内で滞留させる（図２：Ｓ１０３）。

【0061】

ここで、調整制御部１２は、例えば、ネオンの案内前に、流路１２ａ内を加熱及び／又は真空引きすることで、流路１２ａ内の水分を除去する。調整制御部１２が、核反応容器１０ａの出口開閉弁１０ｄを開放し、核反応後の１８Ｎｅとネオンを流路１２ａ内に案内する。調整制御部１２が、１８Ｎｅを含むネオンの流速を調整する場合は、上流側調整バルブ１２ｂの開閉具合と下流側調整バルブ１２ｃの開閉具合とを調整し、１８Ｎｅを含むネオンの流速を調整して、所定の時間、核反応後の１８Ｎｅとネオンを流路１２ａ内で滞留させる。又、調整制御部１２が、流慮１２ａの長さを調整する場合は、延長された流路１２ａ又は蛇行後の流路１２ａにネオンを案内し、ネオンが所定の長さを有する流路１２ａ内を移動することで、所定の時間、核反応後のネオンを流路１２ａ内で滞留させる。これにより、核反応後の生成核種の１８Ｎｅから効果的に１８Ｆを生成することが可能となる。

【0062】

ネオンの滞留が所定の時間経過すると、合成制御部１３は、滞留後のネオンに含まれる１８Ｆを、１８Ｆと置換可能な水酸基を有する液体化合物Ｃ（グルコース）に合成容器１３ａ内で反応させることで、１８Ｆ標識化合物を合成する（図２：Ｓ１０４）。

【0063】

ここで、合成制御部１３は、例えば、バブリング部１３ｃでネオンを合成容器１３ａのグルコース溶液Ｃ中にバブリングすることで、ネオン内の１８Ｆをグルコース溶液Ｃと反応させて、１８Ｆ標識化合物を合成する。つまり、滞留後のネオンを直ぐに合成容器１３ａに導入することで、生成された１８Ｆを無駄なく液体化合物Ｃに接触することが出来るため、大量の１８Ｆ標識化合物を合成することが可能となる。

【0064】

そして、作業者は、合成された１８Ｆ標識化合物を取り出し口１３ｆから取り出すことで、１８Ｆ標識化合物を取得することが出来る。又、グルコースＣが少なくなれば、作業者は、供給口１３ｅでグルコースＣを供給すれば良い。

【0065】

さらには、ネオンを一度、核反応容器１０ａに導入した後、ガンマ線照射を始める。この時、照射中に出口開閉弁１０ｄを開け、ネオンを、流路１２ａを介して、合成容器１３ａへ導く。さらに、合成容器１３ａで液体化合物Ｃと反応しなかったネオンは、所定の導入管を用いて、合成容器１３ａから核反応容器１０ａまで案内することで、装置内を循環させて、入口開閉弁１０ｃより核反応容器１０ａに戻す。この循環サイクルを、ガンマ線照射中に連続で繰り返し、１８Ｆ標識化合物を合成容器１３ａ内に蓄積させる。これにより、１８Ｆ標識化合物を大量に製造することが出来る。

【実施例0066】

以下、実施例等によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0067】

先ず、図１－図２に示す図面に基づいて１８Ｆ標識化合物製造装置１の試作品（実施例）を作成した。図３に示すように、１８Ｆ標識化合物製造装置１は、導入制御部１０と、調整制御部１２と、を備えている。導入制御部１０は、チューブ状の導入管を介して前方からネオンの導入を受ける核反応容器１０ａと、導入管に設けられ、ネオンの導入を制御する入口開閉弁１０ｃとを備えている。核反応容器１０ａの後方には、図示しない出口開閉弁１０ｄが設けられる。調整制御部１２は、核反応容器１０ａの後方に接続されたチューブ状の流路１２ａと、流路１２ａの所定の位置に、流路１２ａ内の流速又は流量を調整する調整バルブ１２ｂとを備える。

【0068】

ここで、流路１２ａの先端には、所定の金属缶１５（例えば、アルミ缶）の開口部を接続し、流路１２ａから放出されるネオンを充填出来るようにした。実際の１８Ｆ標識化合物の合成では、金属缶１５を合成容器１３ａに代えることになる。

【0069】

さて、この１８Ｆ標識化合物製造装置１の試作品を、電子線型加速器（電子ライナック）の施設に搬入し、１８Ｆの製造試験を行った。電子線型加速器が、照射制御部１１に該当する。

【0070】

核反応容器１０ａは、直径が２ｃｍ、長さが５０ｃｍであり、出口開閉弁１０ｄを閉塞して、核反応容器１０ａの入口開閉弁１０ｃからネオンを核反応容器１０ａに封入した。その後、入口開閉弁１０ｃを閉塞し、電子線型加速器の先端にタングステンを設け、電子線型加速器で電子線をタングステンに照射して、制動輻射のガンマ線Ｒを核反応容器１０ａに照射し、ネオンにガンマ線Ｒを所定の時間照射させた。電子線型加速器の電子線エネルギーは４０ＭｅＶ、電流値は３μＡ、フォトンフラックスは１０^１２ｐｈｏｔｏｎ／ｓｅｃであった。その後、出口開閉弁１０ｄを開放するとともに、１８Ｆと１８Ｎｅとを含むネオンを流路１２ａに案内し、調整バルブ１２ｂにより、ネオンの流速を最小限にして、ネオンを流路１２ａ内で所定の時間（約２０秒）滞留させた。その後、滞留後のネオンを金属缶１５に充填して採取した。金属缶１５の外面に放射線検出用のＣｄＴｅ検出器の検出面を当てて、金属缶１５に充填した１８Ｆから発生する放射線のスペクトルを経時的に測定し、スペクトルの経時変化を求めた。又、放射線のスペクトルの解析は、所定の端末装置で行った。

【0071】

１８Ｆの採取時点における放射線のスペクトルは、図４に示すように、縦軸に計数（ｃｏｕｎｔ／ｋｅＶ）、横軸にエネルギー（ｋｅＶ）で表現されるが、エネルギーが５１１ｋｅＶのピークのみが極めて強く見られることが理解される。この５１１ｋｅＶのピークは、１８Ｆのβ＋崩壊で生じるピークに対応する。更に、驚くべきことに、５１１ｋｅＶのピークの計数は、１２００以上となった。先行の特許（特許第６２７４６８９号）では、６００程度であることから、今回の実施例では、極めて多くの１８Ｆの製造量を確認出来た。

【0072】

次に、経過時間毎に測定された放射線のスペクトルの面積を算出して、放射線量の減衰曲線を作成した。作成した放射線量の減衰曲線は、図５に示すように、縦軸に全計数（ｃｏｕｎｔ／２００ｓｅｃ）、横軸に経過時間（ｓｅｃ）で表現される。ここで、１８Ｆの半減期の１０９．７７分を用いて、減衰曲線の式を挿入すると、時間経過による放射線量の減衰は、１秒から８０００秒まで１８Ｆの半減期の減衰曲線にフィットした。これにより、金属缶に収集された製造物は、ほぼ１８Ｆであることを確認することが出来た。尚、減衰曲線から、経過時間０秒での１８Ｆの放射能は約３０ｋＢｑであることが分かった。

【0073】

図４－図５により、５１１ｋｅＶのピークの計数の比率と他の条件とを加味した結果、今回の実施例では、１８Ｆの製造に関して、先行の特許（特許第６２７４６８９号）の収率と比較して約４倍の収率であった。この１８Ｆを液体化合物（例えば、グルコース）と反応させることで、先行の特許と比較して、１８Ｆ標識化合物の収率を更に高めることが出来た。

【0074】

従って、１８Ｆ標識化合物製造装置１の試作品では、極めて高い収率で１８Ｆ標識化合物を製造出来ることを確認出来た。

【0075】

次に、１８Ｆ標識化合物製造装置１の試作品の流路１２ａのうち、調整バルブ１２ｂを開放した状態で、流路１２ａの長さを所定の長さ（約２０ｍ）まで伸ばして、核反応容器１０ａの出口開閉弁１０ｄの開放により放出されたネオンが流路１２ａ内に所定の時間（約２０秒）を掛けて通過し、金属缶１５に到達するように調整した。そして、同様に、ネオンにガンマ線を照射して、１８Ｆを製造したところ、上述と同様に、大量の１８Ｆを製造することが出来た。

【産業上の利用可能性】

【0076】

以上のように、本発明に係る１８Ｆ標識化合物製造装置及び１８Ｆ標識化合物製造方法は、ＰＥＴ検査等の１８Ｆ標識化合物を用いる全ての検査に有用であり、医療用に限らず、研究用、産業用、食品用等、様々な業界で使用される１８Ｆ標識化合物の製造に利用出来る。又、１８Ｆ標識化合物の収率を飛躍的に向上させることが可能な１８Ｆ標識化合物製造装置及び１８Ｆ標識化合物製造方法として有効である。

【符号の説明】

【0077】

１ １８Ｆ標識化合物製造装置
１０ 導入制御部
１１ 照射制御部
１２ 調整制御部
１３ 合成制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】