專利名稱：氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種正電子放射藥物合成的裝置，具體涉及在同一模塊上可以使用兩種碳-11和氟-18核素合成出相應(yīng)的放射性藥物的裝置。
背景技術(shù)：
隨著正電子發(fā)射體斷層(PET)技術(shù)的發(fā)展，臨床需要更多的不同類型的放射性藥物，以滿足個(gè)性化醫(yī)療的要求。目前PET常用的放射性核素有兩個(gè)，分別為碳-11和氟-18 ； 研究人員為這兩種核素分別開發(fā)了多款多功能合成模塊，合成了超1000種的放射性藥物。 兩種核素合成時(shí)的原料及反應(yīng)有一定的區(qū)別，碳-11的原料為氣體(碳-11 二氧化碳)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的活性原料為氣相碘代甲燒[Gomez-ValleioV,Llop I. , Fully automated and reproducible radiosynthesis of high specific activity [llC]raclopride and [11C] Pittsburgh compound—B using the combination of two commercial synthesizers,Nucl Med Commun. 2011]，因此合成碳-11藥物的反應(yīng)是氣-液相反應(yīng)；而氟_18反應(yīng)原料為水溶性氟離子，合成氟-18藥物的反應(yīng)是液-液相反應(yīng)。因此合成這兩種核素藥物的模塊為一核素專用，即用于合成碳-11正電子放射性藥物的模塊(本專利統(tǒng)稱“碳-11模塊”)只能用于合成碳-11藥物，不能用于合成氟-18藥物，同樣，現(xiàn)有的合成氟-18正電子放射性藥物的模塊(本專利統(tǒng)稱“氟-18模塊”)也不能用于合成碳-11藥物。但兩種核素藥物合成具有共性一面，即合成后的HPLC純化及溶劑轉(zhuǎn)化，特別是HPLC純化系統(tǒng)是合成模塊的核心之一。正電子放射性藥物有別于常規(guī)藥物的特點(diǎn)為藥物具有放射性，合成操作該類藥物必需在有防護(hù)的條件下操作，提供正電子藥物防護(hù)的是60mm的鉛屏蔽熱室。為配套多個(gè)合成模塊，需相應(yīng)配備多個(gè)鉛屏蔽熱室，需提供較大面積的房間。因此，一種核素配一種多功能豐吳塊，存在以下不足(I)半制備HPLC的浪費(fèi)，兩種核素多功能模塊后的HPLC —樣用途，配置一樣。(2)鉛屏蔽熱室的浪費(fèi)。(3)房間的浪費(fèi)，對(duì)許多PET中心來(lái)講，房間資源最緊張。因此，有必要開發(fā)一種將兩種核素的合成合二為一的多功能模塊。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在同一模塊上完成氣相和液相放射性藥物合成， 即氟-18和碳-11藥物合成的一體化模塊。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為一種氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，包括氟-18模塊，加速器的另一個(gè)出口連入碳-11捕獲裝置，該捕獲裝置前端通過(guò)多通閥接入氟-18模塊的氮?dú)庀到y(tǒng)，后端通過(guò)多通閥接入氟-18模塊中合成反應(yīng)裝置的前端。進(jìn)一步的，在碳-11捕獲裝置與氟-18模塊合成反應(yīng)裝置之間還設(shè)有盛放碘代甲烷的裝置。[0011]進(jìn)一步的，在盛放碘代甲烷的裝置后面還設(shè)有盛放Triflate-甲烷的裝置。本實(shí)用新型提供的裝置，用于合成氟-18正電子放射性藥物的模塊與用于合成碳-11正電子放射性藥物的兩種模塊相對(duì)獨(dú)立，但有共用部分(I)氮?dú)庀到y(tǒng)共用一氣體流量計(jì)，通過(guò)氟/碳合成模塊操作界面的切換，可選擇性的將氮?dú)夥峙渲练蛱嫉暮铣山缑嫔?，在碳界面上氮?dú)庾鳛榈獯淄榈妮d帶氣體，在氟界面上，氮?dú)馐莿?dòng)力氣(淋洗QMA)和共沸除水的氣體；(2)本實(shí)用新型的加速器裝置、HPLC純化和固相萃取裝置也都是共用的，在同一模塊上可分批次合成出碳-11和氟-18的放射性藥物，也可以一次裝料，無(wú)需干預(yù)同一天合成出碳-11和氟-18藥物，既避免了鉛屏蔽熱室的浪費(fèi)，又節(jié)約了大量的空間。所述的合成反應(yīng)裝置通過(guò)外部金屬塊進(jìn)行加熱，金屬塊與反應(yīng)管之間設(shè)有套管， 套管與金屬塊之間為螺紋連接；反應(yīng)管底部的金屬塊內(nèi)設(shè)有冷卻氣管，與現(xiàn)有通過(guò)熱風(fēng)加熱的方式相比，可更精確控制加熱溫度。針對(duì)碳-11氣液相反應(yīng)的特點(diǎn)，將碳-11的反應(yīng)管下部變細(xì)，可達(dá)到與氟-18大加熱管相近加熱面積。由于在反應(yīng)管外加了一個(gè)套管，使用時(shí)只需更換套管就可以使用同一加熱塊加熱不同形狀的反應(yīng)管。實(shí)際使用時(shí)，合成前更換不同核素的套管和反應(yīng)管，安裝所需試劑，通過(guò)選擇自動(dòng)切換兩種核素合成線路，即可自動(dòng)合成出所需藥物，使用方便。

附圖I為本實(shí)用新型提供的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2. I為氟-18藥物反應(yīng)合成裝置示意圖，附圖2. 2為碳-11藥物合成反應(yīng)裝置。圖中，I-反應(yīng)管帽,2-反應(yīng)管,3-加熱金屬塊,4-螺紋,5-套管,6-冷卻氣管。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作更為詳細(xì)的描述。一種氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，如附圖I所示，包括氟-18模塊， 氟-18模塊的加速器、QMA柱、合成反應(yīng)裝置順次連接，合成反應(yīng)裝置的出口通過(guò)多通閥與HPLC純化裝置相連，HPLC純化裝置后為固相萃取裝置，N2輸入裝置與盛放反應(yīng)試劑及 K2. 2. 2的容器連接，可根據(jù)需要將反應(yīng)試劑壓入合成反應(yīng)裝置或?qū)2. 2. 2壓入QMA柱中。 該合成模塊一體裝置還包括11CO2捕獲裝置，捕獲裝置的一個(gè)進(jìn)口端與氟-18模塊的一個(gè)出口相連接，另一個(gè)進(jìn)口端通過(guò)多通閥并接入氟-18模塊的氮?dú)廨斎胂到y(tǒng)。11CO2捕獲裝置內(nèi)裝有碘代甲烷，在nCO2捕獲裝置后為在線轉(zhuǎn)化Triflate-甲烷的裝置，Trif late-甲烷裝置的末端通過(guò)多通閥并接入氟-18模塊的合成反應(yīng)裝置。用于合成碳-11正電子放射性藥物的前體被提前預(yù)裝在反應(yīng)裝置中或其他柱體內(nèi)。所述的反應(yīng)裝置如附圖2. I所示，包括反應(yīng)管帽I、反應(yīng)管2、金屬加熱塊3、螺紋
4、套管5。金屬加熱塊設(shè)有內(nèi)螺紋、套管5設(shè)有外螺紋，且螺紋之間相互配合。套管5為內(nèi)部中空的柱體，反應(yīng)管2在套管內(nèi)的空腔內(nèi)，且頂部蓋有反應(yīng)管帽I。在反應(yīng)管2底部，金屬塊3上開有冷卻氣管6。盡管利用附圖2. I所示的反應(yīng)管2既可以用來(lái)合成氟-18正電子放射性藥物，也可以用作碳-11正電子放射性藥物的合成，但在合成碳-11正電子放射性藥物時(shí)，最好換成如附圖2. 2所示的合成反應(yīng)裝置。在附圖2. 2所示的反應(yīng)裝置中，反應(yīng)管2 下部的管徑變小，以更適合碳-11正電子放射性藥物制備過(guò)程中IlC核素與前體之間進(jìn)行氣-液反應(yīng)。在默認(rèn)的開機(jī)狀態(tài)下，氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置為合成碳-11 正電子放射性藥物的，即加速器的出口是與nC02捕獲裝置相通的，且氮?dú)庀到y(tǒng)、在線轉(zhuǎn)化 Triflate-甲烷的裝置也分別通過(guò)多通閥Kl與11CO2捕獲裝置相通。若此時(shí)要制備碳-11 藥物，則由于各連通的裝置構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立碳-11模塊，根據(jù)需要進(jìn)行生產(chǎn)即可。若要制備氟-18藥物，則通過(guò)操作界面進(jìn)行切換，將加速器及多通閥Kl接通至包括QMA柱在內(nèi)的系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)需要進(jìn)行氟-18正電子放射性藥物的生產(chǎn)。下面通過(guò)具體制備例來(lái)說(shuō)明如何利用本實(shí)用新型進(jìn)行相關(guān)藥物的制備。I. 一體機(jī)先后合成11C-膽堿和18F-FLT在一體模塊上安裝合成11C-膽堿的試劑和18F-FDG的試劑。11C-膽堿的試劑主要有合成碘代甲烷的試劑及前體N，N- 二甲基乙醇胺再接安裝于D和E間的C-18柱上，將B 點(diǎn)與C點(diǎn)相連，Sep-PaK柱為CM柱，K4、K5、K6下瓶分別為乙醇、水和生理鹽水。18F-FLT的試劑主要有將QMA、K2旁邊的試劑共有5個(gè)，分別為K2. 2. 2、乙腈、FLT前體、IN鹽酸、NaOH 和10%乙醇，HPLC流動(dòng)相為10%乙醇，V18后直接產(chǎn)品瓶。首先合成11C-膽堿，由加速器生成的11CO2經(jīng)捕獲后在氮?dú)獾妮d帶下在碘代甲烷轉(zhuǎn)化成碳-11碘代甲烷，后者在氮?dú)廨d帶下經(jīng)C點(diǎn)與預(yù)裝在D和E點(diǎn)的C-18柱上的前體N， N-二甲基乙醇胺反應(yīng)生成碳-11膽堿，打開K4，乙醇純化，將未反應(yīng)的前體洗脫，再打開K5， 純水純化，最后打開K6和K10，用生理鹽水將產(chǎn)品從CM柱上淋洗下來(lái)。退出合成系統(tǒng)，再進(jìn)入系統(tǒng)選擇氟-18藥物，然后可以立即合成18F-FLT。打開Kl 切換到氟的藥物合成。由加速器生產(chǎn)的18F離子傳到QMA柱上，用K2. 2. 2淋洗液將18F離子，經(jīng)K2入反應(yīng)管，經(jīng)除水，氟離子與前體在加熱下反應(yīng)，親核后再經(jīng)酸水解和，堿中和，粗產(chǎn)品傳到HPLC柱上純化，經(jīng)V18收集產(chǎn)品峰，過(guò)無(wú)菌濾膜后可供注射。2.合成 11C-PIB首先，在一體模塊上安裝合成11C-PIB的試劑，同時(shí)將D和E點(diǎn)直接。此時(shí)，QMA為空置，其余設(shè)備均利用。由加速器生成的11CO2經(jīng)捕獲后在氮?dú)獾妮d帶下在碘代甲烷轉(zhuǎn)化成碳-11碘代甲烷，并在線轉(zhuǎn)換成活性更高的11C-Triflate-甲烷，后者在氮?dú)廨d帶下通往反應(yīng)管(此時(shí)將反應(yīng)裝置更換為如圖2所示的裝置)，常溫與前體PIB-O反應(yīng)，將粗產(chǎn)品HPLC純化，并經(jīng)固相萃取裝置將含乙腈的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成可供注射的含10%乙醇產(chǎn)品。3 合成 18F-FDG在開機(jī)狀態(tài)下選擇氟-18，打開Kl，同時(shí)將反應(yīng)管換成氟-18反應(yīng)管即可在一體模塊上安裝合成18F-FDG的試劑。選擇氟藥物，打開Kl切換到氟的藥物合成。由加速器生產(chǎn)的18F離子傳到QMA柱上，作用K2. 2. 2淋洗將18F離子，經(jīng)K2入反應(yīng)管，經(jīng)除水，氟離子與前體在加熱下反應(yīng)生成中間產(chǎn)品，中間產(chǎn)品用水稀釋后傳到固相萃取的C-18柱上，打開K4用純水清洗C-18柱，打開K5將堿加到C-18柱上水解中間體，打開K6和KlO用注射水將產(chǎn)品18F-FDG從C-18柱上淋洗下來(lái)經(jīng)純化柱即可。
權(quán)利要求1.一種氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置,包括氟-18模塊,其特征在于加速器的另一個(gè)出口連入碳-11捕獲裝置，該捕獲裝置前端通過(guò)多通閥接入氟-18模塊的N2系統(tǒng)，后端通過(guò)多通閥接入氟-18模塊中合成反應(yīng)裝置的前端。
2.如權(quán)利要求I所述的氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，其特征在于在碳-11捕獲裝置與氟-18模塊合成反應(yīng)裝置之間還設(shè)有盛放碘代甲烷的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，其特征在于在盛放碘代甲烷的裝置后面還設(shè)有盛放Triflate-甲烷的裝置。
4.如權(quán)利要求I或2所述的氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，其特征在于 合成反應(yīng)裝置外部為加熱金屬塊(3)，金屬塊(3)與反應(yīng)管(2)之間設(shè)有套管(5)，套管(5) 與金屬塊(3)之間為螺紋連接。
5.如權(quán)利要求4所述的氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，其特征在于反應(yīng)管(2)底部的金屬塊(3)內(nèi)設(shè)有冷卻氣管(6)。
6.如權(quán)利要求4所述的氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，其特征在于用于盛放碳-11正電子放射性藥物制備前體的反應(yīng)管(2)下部管徑較小。
專利摘要一種氟-18和碳-11多功能合成模塊一體裝置，涉及將氟-18多功能合成模塊和碳-11多功能模塊合二為一的藥物合成裝置。它包括氟-18多功能模塊的QMA、試劑、反應(yīng)管、HPLC純化和固相萃取，還包括碳-11多功能碘代甲烷及Triflate-甲烷裝置，共用反應(yīng)管系統(tǒng)、HPLC純化和固相萃取裝置。實(shí)際使用時(shí)，合成前更換不同核素的套管和反應(yīng)管，安裝所需試劑，通過(guò)選擇自動(dòng)切換兩種核素合成線路，即可自動(dòng)化合成出所需藥物。本實(shí)用新型將節(jié)約了空間及設(shè)備，同時(shí)使用方便，在同一模塊上可分批次合成出碳-11和氟-18的放射性藥物。
文檔編號(hào)C01B7/20GK202346771SQ20112042725
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者于生民, 張錦明, 田嘉禾 申請(qǐng)人:張錦明