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Dokumentenidentifikation DE102005026253A1 05.01.2006
Titel Erzeugung von 18F(F2) Fluor aus 18O(O2) Sauerstoff mit hoher Ausbeute
Anmelder General Electric Co., Schenectady, N.Y., US
Erfinder Bjork, Helen, Uppsala, SE
Vertreter Rüger und Kollegen, 73728 Esslingen
DE-Anmeldedatum 08.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005026253
Offenlegungstag 05.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.01.2006
IPC-Hauptklasse G21G 1/10(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse G21G 4/08(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Es wird ein verbessertes System (100) mit hoher [18F]-Fluorausbeute beschrieben. Im Einzelnen wird [18F]Fluorgas aus [18O]Sauerstoff in der Weise erzeugt, dass ein Targetvolumen (120) mit [18O]Sauerstoffgas befüllt wird, das Targetvolumen (120) mit einem Protonenstrahl bestrahlt wird, anschließend das [18O]Sauerstoffgas aus dem Targetvolumen (120) entnommen wird, das Targetvolumen (120) mit einer Helium enthaltenden Auswaschgasmischung (150) befüllt wird und sodann das das Auswaschgasgemisch enthaltende Targetvolumen (120) mit einem Protonenstrahl bestrahlt wird. Das Auswaschgasgemisch (150) enthält vorzugweise eine Mischung von Helium und Fluor, aufgefüllt mit Argon, wobei der Anteil von Helium in dem Auswaschgemisch zwischen 3,1 und 31 Atomprozent liegt. Die Ausbeuten und die spezifische Aktivität, d. h. das Verhältnis von radioaktivem Fluor zu nicht radioaktivem Fluor, des [18F]F2 sind wesentlich höher als dies unter Verwendung gebräuchlicher Techniken bisher erreicht werden konnte.

Beschreibung[de]
Technischer Hintergrund der Erfindung: Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Radionukliden, insbesondere aber eine Technik zur Erzeugung von [18F] Fluorgas aus [18O] Sauerstoff mit hoher Ausbeute.

Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik:

Die Positronenemissionstomographie (PET) ist eine medizinische Bildgebungstechnik zur Messung der Konzentrationen von Positronen emittierenden Radiopharmazeutika in dem Gewebe von lebenden Subjekten. Radiopharmazeutika, die aus zyklotron-erzeugtem Fluor-18-Radionuklid hergestellt sind, haben eine breite Anwendung in einer Vielzahl von biologischen PET-Sonden für die Forschung und für klinische Untersuchungen des Gehirns, des Herzens und bei der Diagnose von Krebs gefunden. Bei einem typischen PET-Verfahren wird das Radiopharmazeutikum in den Blutstrom eines Subjekts eingebracht, und die Verteilung der von dem Radiopharmazeutikum in vivo emittierten Positronenaktivität wird dann durch Emissionstomographie als Funktion der Zeit gemessen. Es ist ein computerisiertes Rekonstruktionsverfahren implementiert, um tomographische Bilder des Gewebes bei dessen Wechselwirkung mit dem Radiopharmazeutikum zu erzeugen.

Die Synthese von Fluor-18 in Form von [18F]Fluorgas ist ein wesentlicher Schritt bei den PET-Untersuchungen. Da die Halbwertzeit von Fluor-18 etwa 109,8 Minuten beträgt, ziehen es PET-Benutzer vor, ein Fluor-18 erzeugendes Zyklotron an Ort und Stelle zu haben, um so zu vermeiden, dass ein signifikanter Teil des hergestellten Isotops beim Transport verloren geht.

Die gebräuchliche Herstellung von [18F]Fluorgas verwendet typischerweise ein „two-shot" Verfahren unter Benutzung eines von einem Zyklotron erzeugten Protonenstahls und eines 18O2 enthaltenden Targets. Vergleiche z.B. R.J. Nickles et al ., An 18O2 Target for the Production of [18F] F2, Int. J. Appl. Radiat. Isot., Vol. 35, No. 2, 117–122 (1984); A. Bishop et al.. Proton Irradation of [18O]O2: production of [18F] F2 and [18F] F2 + [18F] F2, Nuclear Medicine & Biology, vol 23, 189–199 (1996); and A.D. Roberts et al., Development of An Improved Target for [18F] F2 Production, appl. Isot., Vol. No. 2, 87–91 (1995), deren Offenbarung durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier mit eingeschlossen wird. Bei einem „two-shot" Herstellungsverfahren wird zuerst ein mit dem Isotop 18O2 angereichertes Sauerstoffgastarget mit einem in einem Zyklotron erzeugten 16,5 MeV Protonenstrahl von 40&mgr;A während 45 Minuten bombardiert (beschossen). Während dieses ersten Beschusses kollidieren Protonen von dem Zyklotron mit den 18[O]O2 Gasmolekülen, wodurch eine 18O(p,n)18F Nuklearreaktion ausgelöst wird, die negativ geladene 18F Ionen erzeugt. Diese 18F(–) Ionen kleben an den Wänden des Targets, und eine zweite Bombardierung (Beschuss) von Protonen ist erforderlich, um das radioaktive Fluor „auszuwaschen". Bei diesem zweiten Schuss wird das mit dem [18O] Isotop angereicherte Sauerstoffgas in dem Targetvolumen durch kryogene Kühlung entfernt und durch ein Gemisch von 0,1 bis 2% F2 (kaltem, d.h. nicht radioaktivem F2) und Argon (Ar) ersetzt, das anschließend mit einem weiteren zyklotronerzeugten 1,6 MeV Protonenstrahl von 0,35 &mgr;A während 20 Minuten bestrahlt wird. Diese zweite Beschießung des Ar und des kalten F2 erzwingt schließlich einen Fluoraustausch, der zu brauchbaren Anteilen von [18F] F2 in der Gasphase führt.

Nach veröffentlichten Daten beträgt die Umwandlungsrate bei diesem gebräuchlichen "Auswasch"-Verfahren üblicherweise 20 bis 30%. Die Entwicklung einer höheren Ausbeute bei der Erzeugung von [18F] Fluorgas wäre deshalb sehr erstrebenswert.

Zusammenfassung der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung hilft diesen und anderen Nachteilen des Standes der Technik dadurch ab, dass sie eine effiziente [18F] Fluorgaserzeugungstechnik schafft, die eine Umwandlungsrate von beispielsweise 50% bis 60% erreichen kann. Im einzelnen wird Helium (HE) während der Herstellung von [18F] F2 aus 18O2 Gas in das "second shot"-Auswaschgemisch eingeführt, was eine signifikant höhere Ausbeute und eine höhere spezifische Aktivität als bisher veröffentlichte Verfahren ergibt.

Bei wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Gewinnung eines Radionuklids aus einem Targetvolumen die folgenden Schritte:

Befüllen eines ein Radionuklid enthaltenden Volumens mit einem Helium enthaltenten Gasgemisch, Bestrahlen des Targetvolumens mit einem Protonenstrahl und Gewinnen des Radionuklids aus dem Targetvolumen. Das gewonnene Radionuklid ist ein [18F] Fluorisotop, das in Form eines [18F] F2 Gas vorliegt. Ein zweites Edelgas, wie Argon, Krypton oder Neon wird in das Auswaschgasgemisch eingeführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Auswaschgasgemisch eine Mischung von Helium und Fluorgas mit Argongas. Der Anteil von Helium in dem Auswaschgasgemisch liegt zwischen 3,1 und 31 Atomprozent.

Bei wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von [18F]Fluorgas aus [18O] Sauerstoffgas die folgenden Schritte:

Befüllen eines Targetvolumens mit [18O]Sauerstoffgas,

bestrahlen des Targetvolumens einschließlich des [18O] Sauerstoffgases mit einem Protonenstrahl,

anschließend Entnehmen des [18O]Sauerstoffgases aus dem Targetvolumen,

befüllen des Targetvolumens mit einem Helium enthaltenden Auswaschgasgemisch und dann Bestrahlen, des das Auswaschgasgemisch enthaltenden Targetvolumens mit einem Protonenstrahl. Das Auswaschgasgemisch enthält vorzugsweise eine Mischung von Helium und Fluor, aufgefüllt mit Argon, wobei der Anteil von Helium in dem Auswaschgasgemisch zwischen 3,1 und 31 Atomprozent liegt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass sie eine Technik mit höherer Ausbeute für die Erzeugung von [18F]Flourgas schafft. Ausbeute und spezifische Aktivität, d.h. das Verhältnis von radioaktivem Fluor zu nichtradioaktivem Fluor, von [18F]F2 sind wesentlich höher, als dies bei der Verwendung gebräuchlicher Technik erreicht werden konnte. Ein anderer Vorteil der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie die Verwendung von neuen [18F]Fluorpharmazeutika erlaubt, die eine hohe spezifische Aktivität erfordern, die bei gebräuchlichen Herstellungsverfahren sonst nicht zu erreichen wäre. Die höheren Aktivitätsniveaus des erzeugten [18F] Fluorgases erlauben die Lieferung von [18F] Fluortracers an Empfänger, die sich in einiger Entfernung von der Herstellungseinrichtung befinden.

Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, mehr ins Einzelne gehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, der beigefügten Zeichnung und den Patentansprüchen.

Kurze Beschreibung er Zeichnungen:

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, deren Aufgaben und deren Vorteile wird nun auf die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in der veranschaulichen:

1 ein "two-shot" [18F] F2 Targetsystem gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung;

2 Ein Verfahren zur Erzeugung von [18F]Fluor mit hoher Ausbeute gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung; und

3 Experimentelle Ausbeuteergebnisse von [18F]F2 als Funktion des Anteils von in dem Auswaschgasgemisch von HE/F2 und Ar enthaltenem kaltem F2, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen:

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Vorteile sind anhand der 13 leicht zu verstehen. Die Erfindung schafft eine verbesserte "two-shot"-Herstellungstechnik für [18F] Fluorgas unter Verwendung von [18O] angereichertem Sauerstoffgas.

Bezugnehmend auf 1 ist dort ein "two-shot" [18O] O2/F2 Targetsystem 100 gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Das System 100 beinhaltet ein Zyklotron 110, ein Targetvolumen 120, einen [18O] Sauerstoffvorratsbehälter 130, einen Argonvorratsbehälter 140, einen He/F2 Vorratsbehälter 150, eine Pumpe 160 und Ventile A-H. Beim "two-shot"-Betrieb wird das Targetvolumen 120 zunächst durch die Pumpe 160 evakuiert und dann von dieser durch Schließen des Ventils E isoliert. Sodann wird der [18O] Sauerstoff von dem Vorratsbehälter 130 in das Targetvolumen 120 bis zum Erreichen eines gewünschten Druckes einströmen lassen, und das Ventil B wird geschlossen. Das Zyklotron 110, dessen Implementierung dem Fachmann bekannt ist, erzeugt einen Protonenstrahl von 16,5 MeV (z.B. bei 40&mgr;A während etwa 45 Minuten) und richtet diesen auf den [18O]Sauerstoff in dem Targetvolumen 120 um eine 18O (p,n) 18F Nuklearreaktion auszulösen, die 18F(–) Ionen erzeugt, die an den Wänden des Targetvolumens 120 kleben. Nach 45 Minuten hört die Protonenproduktion auf und der in dem Targetvolumen 120 verbleibende unverbrauchte [18O]Sauerstoff wird in den Sauerstoffvorratsbehälter 130 dadurch kryo zurückgepumpt, dass er in einem Bad flüssigen Stickstoffs abgekühlt und das Ventil B geöffnet wird. Das Targetvolumen 120 wird mit einer geeigneten Auswaschmischung von Argon aus dem Vorratsbehälter 140 und F2/He aus dem Vorratsbehälter 150 wieder befüllt. Geeignete Mischungen werden im Nachfolgenden beschrieben. Sodann bestrahlt das Zyklotron 110 das Targetvolumen 120 zum zweiten mal mit einem Protonenstrahl bei 16,5 MeV und 35&mgr;A während 45 Minuten, was einen Fluoraustausch erzwingt, der zu brauchbaren Anteilen von [18F]F2 in der Gasphase führt, die schließlich durch Ventile B, C aus dem Targetvolumen 120 abgelassen werden.

Für die Konstruktion des Targetvolumens 120 zur Fluorisotopproduktion relevante Parameter sind das Strahlauftreffvolumen, die Geometrie und das Material. Wenngleich dies nicht der Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung ist, so lohnt es sich doch darauf hinzuweisen, dass verschiedene Targetvolumina als Targetvolumen 120 implementiert werden können, und dass Konstruktionsabweichungen des Targetvolumens 120 die Menge des in dem System 100 insgesamt gewonnenen [18F]F2 beeinflussen. Typische gebräuchliche Targetvolumina für die 18O (p,n) [18F]-Reaktion wurden unter Verwendung konischer oder gerader Bohrungsformen, Strahleingangsdurchmessern von 10mm bis 15mm, Stahlausgangsdurchmessern von 10mm bis 23mm und Volumina von 7,9cc bis 14,6cc implementiert. Das Targetvolumen 120 kann aus Materialien wie Aluminium, Silber, Kupfer, Nickel oder goldblattiertem Kupfer hergestellt sein, ohne darauf beschränkt zu sein.

Die Energie-, Strom- und Zeitparameter für den zyklotronerzeugten Protonenstrahl sind lediglich beispielhaft. Der Fachmann weiß, dass diese Parameter abgewandelt werden können. So kann z.B. das Targetvolumen während bis zu 120 Minuten bei Strömen, die typischerweise zwischen 30&mgr;A und 70&mgr;A liegen (es können sogar niedrigere Ströme verwendet werden, aber die Ausbeute wird dann sehr klein werden) bestrahlt werden. Ein höherer Strom und eine längere Bestrahlungszeit erzeugen in der Regel eine höhere [18F] F2-Aktivität, ergeben aber einen schnelleren Verschleiß der Target-/Zyklotronkomponenten und setzen den Bediener möglicherweise einer höheren Strahlungsdosis aus (sowohl von Neutronen von der Nuklearreaktion, als auch durch Handhabung der erzeugten Radioaktivität).

Der [18O]Sauerstoffvorratsbehälter 130 kann als ein austauschbarer Tank für [18O]Sauerstoff oder als ein wieder befüllbarer Vorratsbehälter mit einem (nicht dargestellten) Einlass zur Ankupplung des Vorratsbehälters an eine äußere Quelle angereicherten [18O]Sauerstoffs implementiert sein. Darüber hinaus ist der Vorratsbehälter 130 vorzugsweise an ein (nicht dargestelltes) Dewargefäß oder einen äquivalenten Mechanismus zum Abkühlen des Vorratsbehälters auf beispielsweise –196°C (d.h. 77°K) unter Verwendung von flüssigem Stickstoff bei der Rückgewinnung des unverbrauchten [18O]Sauerstoffs nach dem ersten Protonenbeschuss angekuppelt. Der Vorratsbehälter kann weiterhin ein (nicht dargestelltes) vorbestimmtes und optimiertes Ausgabevolumen aufweisen um sicher zu stellen, dass das jeweils gewünschte Volumen von [18O]Sauerstoff bei dem jeweils gewünschten Druck aus einer äußeren Quelle wiederholt in dem Vorratsbehälter 13 nachgefüllt werden kann. Dieses letztgenannte Merkmal ist Gegenstand einer verwandten US-Patentanmeldung Nr. 10/xxx,xxx von Helen Björk mit dem Titel "[18O]oxigen Refilling Technique For The Produktion Of [18F]fluorine" die am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde und deren Inhalt in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hier mit eingeschlossen ist.

Der Argon-Vorratsbehälter 140 kann als ein austauschbarer Argon-Gastank oder als ein wieder befüllbarer Vorratsbehälter mit einem (nicht dargestellten) Einlass zur Ankupplung des Vorratsbehälters an eine äußere Argonquelle implementiert sein. Wenngleich Argon bevorzugt wird, so können doch andere Edelgase, wie Krypton (Kr), Xenon (Xe) oder Neon (Ne) verwendet werden. Argon hat ein ähnliches Bremsvermögen wie Sauerstoff und ein Druck von 10 bar Ar ergibt ausreichend Bremsvermögen, um die Protonen in dem Strahl abzubremsen, bevor sie auf die Rückwand des Targetvolumens auftreffen. Neon hat eine geringere Bremswirkung als Argon und Krypton und Xenon neigen zur Bildung unbrauchbarer Fluorverbindungen KrFx bzw. XeFx.

Der He/F2 Vorratsbehälter 150 kann als austauschbarer Gastank oder als ein nachfüllbarer Vorratsbehälter mit einem (nicht dargestellten) Einlass zum Ankuppeln des Vorratsbehälter an eine äußere Quelle von He/F2 Gas implementiert sein. Der He/F2 Vorratsbehälter 105 kann optional an eine aktivierte Natrium-Fluor (NaF) Falle 155 angekoppelt sein um mögliche Wasserstofffluoridverunreinigungen aus dem He/F2 Gasvorratsbehälter 150 zu entfernen. Die Verwendung eines He/F2 Gemisches und dessen Auffüllung mit Argon aus dem Vorratsbehälter 140 anstelle der Verwendung eines gebräuchlichen He/F2 Gemisches (ebenfalls mit Ar aufgefüllt) während des zweiten Protonenbeschusses erhöht in unerwarteter Weise die [18F] F2 Ausbeute. Bei einem beispielhaften Durchlauf des Systems 100 erhöhten 3% bis 4% He und 0,1% F in dem Ar bei einem Druck von 10 bar (d.h. einer Mischung die aus 0,33 Bar von 3% F2 und 97% He und 9,66 Bar von Ar besteht) die [18F] F2 Ausbeute um etwa 50%, verglichen mit Experimenten, die kein He verwendeten. So wurden z.B. erfolgreiche Ergebnisse unter Verwendung der HeF2 Mischung erzielt wobei ungefähr 50% höhere Ausbeuten erzielt wurden: 1579 ± 54 mCi (5 Durchläufe) unter Verwendung von He im Vergleich zu 957 ± 74 mCi (3 Durchläufe) ohne He und bei allen anderen gleich beibehaltenen Parametern. Wie im Weiteren angegeben, haben Gasgemische mit höheren Anteilen von He die bis zu 31% He getestet wurden, die [18F]F2 Ausbeute in linearer Weise erhöht. Wenngleich höhere Anteile von He nicht getestet wurden, wird erwartet, dass die [18F]F2 Ausbeute eine Spitze erreicht und dann bei der Annäherung von He an 100% abnimmt. Die von dem He herrührende Zunahme der [18F]F2 Ausbeute ist deshalb unerwartet, weil die Fachwelt früher angenommen hat, dass He wegen seiner kleinen Atomgröße und niedrigen Bremswirkung, d.h. der Unfähigkeit, Protonen in dem Zyklotronstrahl zu bremsen, nicht brauchbar sei.

Die Pumpe 160 kann jeder beliebigen Bauart einer gebräuchlichen Vakuumpumpe sein, deren Identifizierung und Implementierung dem Fachmann bekannt sind. Eine optionale Natronkalkfalle 165 kann an die Pumpe 160 angekuppelt sein, um zu vermeiden, dass schädliches F2 das Vakuumpumpenöl verunreinigt und den Pumpenauslass erreicht.

Die Ventile A-H können jeweils einen ferngesteuerten Solenoiden und/oder ein handbetätigtes Ventil aufweisen. Diese Ventile A-H öffnen und schließen sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten, um ein Zu- und Abströmen der jeweils zweckdienlichen Druckgase in der beschriebenen Weise bei den verschiedenen Komponenten in dem System 100 zu ermöglichen. Die Komponenten in dem System 100 (mit Ausnahme des Zyklotrons 110) sind miteinander durch geeignete Leitungen, z.B. Rohre und/oder Schläuche gekuppelt, deren Identifizierung und Implementierung für den Fachmann selbstverständlich sind, um die verschiedenen Fluide zu transportieren. Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass auch weitere Komponenten, wie Druckwächter, erforderlichenfalls an das System angekoppelt sind.

2 veranschaulicht ein Verfahren 200 zur Erzeugung von [18F]Fluor mit hoher Ausbeute gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung. Im einzelnen wird ein Targetvolumen in einem "two-shot" [18F]F2 Targetsystem (Schritt 210) mit 18O2 angereichertem Sauerstoffgas gefüllt, das dann (Schritt 220) mit einem Protonenstrahl bestrahlt wird, um eine 18O(p,n)18F Nuklearreaktion auszulösen. Diese Reaktion erzeugt 18F(–) Ionen, die an den Wänden des Targetvolumens kleben. Der unverbrauchte, mit 18O2 angereicherte Sauerstoff wird von dem Targetvolumen evakuiert (Schritt 230) und durch ein Auswaschgemisch aus HeF2 und einem Edelgas, wie Argon, ersetzt. Dieses Auswaschgemisch wird (Schritt 250) mit einem zweiten Protonenstrahl bestrahlt, was brauchbare [18F]F2 Mengen ergibt. Das [18F]F2 wird dann (Schritt 260) zur Verwendung bei Radiopharmazeutika gesammelt.

Die Verwendung von Helium in dem Auswaschgasgemisch erbringt eine signifikant höhere Ausbeute von [18F] F2 aus [18O]O2 und eine höhere spezifische Aktivität, d.h. ein höheres Verhältnis von radioaktivem Fluor zu nicht radioaktivem Fluor als dies bei Verwendung gebräuchlicher "two-shot"-Techniken ohne Helium erzielt werden konnte.

Die höheren Aktivitätslevel des erzeugten [18F]Fluorgases erlauben die Verteilung von [18F] F2 Tracers an Empfänger, die sich an einem von der [18F]F2 Erzeugungseinrichtung entfernten Ort befinden. Eine Tracerinjektion in einen Patienten erfordert z.B. in der Regel etwa 5 mCi. Nur sehr wenige Krankenhäuser haben Zugang zu Zyklotronen, da diese teuer und schwierig zu bedienen sind (das erfordert erfahrenes Personal). Wenn auch die Krankenhäuser öfter Zugang zu einer PET Kamera haben, so müssen sie doch Tracer von Anstalten kaufen, die das radioaktive [18F] F2 erzeugen können. Bei gebräuchlichen Systemen sind die Ausbeuten von [18F] F2 typischerweise zu niedrig (300 bis 400 mCi) als dass es einen brauchbaren Weg gäbe, sie zu verteilen, weil der radioaktive Zerfall das [18F]Fluorgas oder die davon abgeleiteten Tracer zu dem Zeitpunkt, zu dem sie das PET des Krankenhauses erreichen, unbrauchbar macht. Bei den höheren Ausbeuten und der höheren Aktivität, wie sie mit vorliegender Erfindung erzielt werden können, ist die Radioaktivität der [18F] F2 Tracer zu dem Zeitpunkt zu dem sie für die Injektion bereit sind, immer noch ausreichend.

Experimentelle Ergebnisse:

Die nachfolgende Darlegung liefert eine Beschreibung von Experimenten und deren Ergebnissen bei der Verwendung von einem F2He-Auswaschgemisch, bei der oben beschriebenen [18F] F2 two-shot-Technik.

Ein 78ml Aluminiumtargetvolumen wurde bei dem ersten Schuss mit 95% angereichertem [18O] Sauerstoff gefüllt und mit einem 16,5 MeV PET-Trace-Protonenstrahl mit einem Strom von 14&mgr;A während 45 Minuten bestrahlt. Der angereicherte Sauerstoff wurde sodann kryogen rückgewonnen. Der zweite Beschuss wurde bei einer Befüllung des Targetvolumens auf 0,3 bis 3,33 Bar mit einer 5% F2/He-Mischung, aufgefüllt mit Argon, auf 10 Bar mit anschließender Bestrahlung bei 35&mgr;A während 20 Minuten durchgeführt.

3 veranschaulicht die Ausbeute von [18F] F2 die als Funktion der Menge kalten F2 in dem Targetvolumen erzielt wurde, die mit der spezifischer Aktivität in Beziehung steht. (Je weniger kaltes F2 vorhanden ist, desto höher ist die spezifische Aktivität, d.h. die Ausbeute (mCi/Menge) kalten F2 (mmol) ist gleich der spezifischen Aktivität. Die höchste brauchbare Ausbeute wurde bei Verwendung von 3,3 Bar des F2/He-Gemisches erzielt, das bei einem 45 Minuten, 40&mgr;A Protonenstrahl gleich etwa 1800 mCi EOB ist (zurückgerechnet auf den Zeitpunkt zu dem der erste Beschuss endete, die Ausbeute fällt z.B etwa 40 Minuten lang ab, bevor das [18F]F2 tatsächlich aus dem System erhalten wird) was einer brauchbaren Ausbeute von 1400 mCi entspricht, d.h. der Menge die mit einem Dosiskalibrator nach dem zweiten Beschuss gemessen wurde.

Der entsprechende Anteil von He in dem Target variierte zwischen 3,1 und 31 Atomprozent. Höhere He-Pegel wurden nicht getestet. Die "Erholung" der Ausbeute stablisiert sich wahrscheinlich horizontal aus, weil die Dichte des Targetgases (wegen des hohen Heliumpegels) so niedrig wird, dass ein großer Teil des Strahls auf die Rückwand des Targets auftrifft, ohne irgendwelche Gasmoleküle zu treffen.

Wenngleich die Erfindung im Einzelnen anhand verschiedener bevorzugter Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, so versteht sich für den Fachmann doch, dass zahlreiche Änderungen hinsichtlich der Form und von Details vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Gewinnung eines Radionuklids aus einem Targetvolumen (120), wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:

    Befüllen eines ein Radionuklids enthaltenden Targetvolumens (120) mit einem Auswaschgasgemisch (150), das Helium enthält,

    Bestrahlen des Targetvolumens (120) mit einem Protonenstrahl und

    Gewinnen des Radionuklids aus dem Targetvolumen (120).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Radionuklid ein 18-Fluorisotop ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das 18-Fluorisotop in der Form von [18F] F2 Gas vorliegt.
  4. Verfahren zur Erzeugung von [18F] Fluorgas aus [18O] Sauerstoffgas wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:

    Befüllen eines Targetvolumens (120) mit [18O] Sauerstoffgas,

    Bestrahlen des das [18O]Sauerstoffgas enthaltenden Targetvolumens (120) mit einem Protonenstrahl,

    nach dem Bestrahlungsschritt,

    Entnehmen des [18O]Sauerstoffgases aus dem Targetvolumen (120),

    Befüllen des Targetvolumens (120) mit einen Helium enthaltenden Auswaschgasgemisch (150) und sodann

    Bestrahlen des das Auswaschgasgemisch enthaltenden Targetvolumens (120) mit einem Protonenstrahl.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des Bestrahlens des das Auswaschgasgemisch enthaltenden Targetvolumens (120) mit einem Protonenstrahl [18F]-Fluorgas erzeugt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, bei dem das Auswaschgasgemisch Helium und ein zweites Edelgas enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus:

    Krypton, Xenon, Neon, Argon und einer Kombination derselben.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, bei dem das Auswaschgasgemisch ein erstes Gas enthält, das mit einem zweiten Gas vermischt ist, wobei das erste Gas eine Mischung von Helium und Fluor und das zweite Gas Argon ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Anteil von Fluor in dem ersten Gas kleiner oder gleich 5 Atomprozent beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, bei dem der Anteil von Helium in dem Auswaschgasgemisch zwischen 3,1 und 31 Atomprozent liegt.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, bei dem das Auswaschgasgemisch Helium und Argon enthält.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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