用于生产镓放射性核素的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于生产镓放射性核素的方法，该方法包括用质子束辐照陶瓷磷酸锌靶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产镓放射性核素的方法
本专利技术涉及用于生产镓放射性核素的方法。特别地，本专利技术涉及包括用质子束辐照陶瓷磷酸锌靶的用于生产镓放射性核素的方法。该方法特别适用于下述应用：在这些应用中，质子束由回旋加速器提供。本专利技术还涉及陶瓷磷酸锌作为靶在生产镓放射性核素中的用途。
技术介绍
2016年，核医学的全球使用价值达96亿美元，每年使用该过程超过4000万。全球放射性同位素市场以预期的每年5％的速度增长，预计到2021年达到170亿美元。医用放射性同位素占全球放射性同位素市场的80％。医用放射性同位素可以用作用于放射治疗或标记诸如小分子量有机化合物、肽、蛋白质和抗体之类的生物学上重要的分子的治疗剂或成像剂。正电子发射断层成像(PET)技术具有提供功能及定量成像的能力。PET是一种可用于产生高分辨率图像的非侵入性医学成像技术，该高分辨率图像可以用于例如肿瘤、神经病学和心脏病学领域的诊断应用。单光子发射计算机断层成像(SPECT)是主要用于使用99mTc的核心脏病学领域的另一种重要的成像技术。这种放射性核素(来自99Mo)的生产相对容易，并且其成本相对较低，导致核心脏病学领域的所有核医学过程中的约80％都采用了该技术，但是在体内定量方面存在限制。在诸如肿瘤学之类的其它应用中，需要进行定量成像意味着PET示踪剂是优选的。预计在未来几年中，用于99mTc发生器的99Mo的供应将大大减少，部分原因是核反应堆生产设备的退役。加上99mTc的受限的多功能性，这促使PET方法得到显著的技术发展，包括更高效的回旋加速器以提高PET同位素的利用率。结果，出现了更具成本效益的PET放射性药物，从而导致全世界PET设施、特别是带有回旋加速器以用于内部生产短暂的PET放射性核素的PET设施的增加。用于生产[18F]氟脱氧葡萄糖(FDG)的最常用的PET放射性核素是18F(t1/2＝109.7m)，所有PET研究中的约80％使用该放射性药物。2005年开发的68Ga(t1/2＝67.6m)发生器导致有机会生产化学作用几乎与99mTc螯合化学作用一样简单的PET示踪剂。与PET示踪剂生产中麻烦得多的18F标记化学作用相比，螯合化学作用通常是定量且简单的。阻碍68Ga的利用率达到与18F相似的规模的一个限制因素是当前的发生器技术，当前的发生器技术具有较低的输出和容量、以及较高的成本(70kEUR至80kEUR)。符合良好生产规范(GMP)的商用68Ga发生器在交付时限于50mCi(1.9GBq)。当商用68Ga发生器是新的时，商用68Ga发生器一天最多可以生产三个患者的剂量，但是仅四个月(即退役前两个月)后便会失去一半的容量。68Ga发生器的低的性能和高的价格因此阻碍了实现68Ga的全部潜力以生产以及将患者剂量的68GaPET示踪剂输送至外部核医学中心的机会。最近，带有内部回旋加速器的PET设施已经开始研究直接从68Zn生产68Ga。至少两家大型回旋加速器供应商——IBA和GEHealthcare——提供基于液态68Zn溶液的回旋加速器靶。在例如WO2015/175972中描述了这些液体靶。液体靶提供了<4GBq的68Ga，生产速率约为192.5MBq/μAh，与通过两台新的68Ge/68Ga发生器获得的初始活度水平相当。此外，用于68Ga的这些商业液体靶不允许以分配合适患者剂量的PET示踪剂所必需的水平进行生产。另一回旋加速器靶选择是金属68Zn靶(如例如WO2016/197084中所描述的)，其已显示出较高的68Ga(5.032GBq/μAh)的生产能力。然而，该策略具有与对靶进行繁琐的辐照前和辐照后处理需求相关的实际挑战。金属锌还具有相对较低的熔点(419℃)的局限性，该相对较低的熔点禁止使用大规模生产68Ga所需的较高束流。因此，仍然需要开发用于生产镓放射性核素的新靶。期望任何这样的靶具有良好的耐热性，从而能够实现更高的生产效率。广泛可商购的或可以常规制备的靶是期望的。本专利技术人惊奇地发现，陶瓷磷酸锌靶提供了有吸引力的解决方案。该靶可以包含天然锌(natZn)或者可以富含特定的锌同位素。
技术实现思路
因此，从第一方面来看，本专利技术提供了一种生产镓放射性核素的方法，该方法包括用质子束辐照陶瓷磷酸锌靶。在特定方面中，本专利技术提供了一种如前文限定的方法，该方法包括：提供具有凹陷部分的板，其中，凹陷部分具有陶瓷或金属的表面；将所述靶放置在凹陷部分中；用箔覆盖靶，使得靶由箔和凹陷部分的表面包封，将箔固定至板，使得靶相对于板固定；其中，箔具有比靶高的熔融温度；以及用加速粒子束辐照所包封的靶。从另一方面来看，本专利技术提供了陶瓷磷酸锌靶在用于生产镓放射性核素的方法中的用途。从另一方面来看，本专利技术提供了陶瓷磷酸锌作为靶在用于生产放射性核素的方法中的用途。在另一方面中，本专利技术提供了一种用于生产镓放射性核素的方法，该方法包括用质子束辐照陶瓷锌靶，其中，所述陶瓷锌靶通过氧化锌与无机或有机酸之间的酸碱反应来生产。定义术语“靶”和“靶材料”在本文中可互换用于指代用质子束辐照以生产镓放射性核素的材料。具体实施方式本专利技术涉及一种用于生产镓放射性核素的方法，该方法包括用质子束辐照陶瓷磷酸锌靶。陶瓷磷酸锌靶陶瓷磷酸锌靶可以包括含有锌、磷和氧的任何合适的无机材料。将理解的是，术语“陶瓷”在本文中用于表示非金属固体材料，其包括通过离子键和/或共价键结合在一起的无机化合物。在优选实施方式中，磷酸锌靶具有式Zn3(PO4)2.xH2O，其中，x是0至4范围内的整数。理想地，x为零，即，磷酸锌靶不包含任何水。因此，磷酸锌靶优选地由锌、磷和氧组成。图1示出了Zn3(PO4)2中的锌、磷和氧的相对重量百分比。在用质子束辐照后，锌原子发生转变而产生镓放射性核素。除了51wt％的锌之外，靶还含有磷和氧，磷和氧在与质子束反应后也将产生放射性材料。然而，这些元素发出的放射活度通常是非常短暂的。例如，31P通常会从31P(p,xn)29-31S反应中产生29-31S，其半衰期少于2.5分钟。在纯化期间，可以从最终的Ga产物中消除任何放射性副产物，这通常是通过在色谱处理之前将靶在酸性或碱性溶液中溶解并在酸性或碱性溶液中处理而发生的。靶可以包含天然锌(natZn)或者可以富含特定的锌同位素。技术人员将理解的是，可以根据所需的镓产物同位素来选择合适的锌同位素。天然锌由五个稳定的同位素组成，如图2所示。在制造诊断性放射性药物——66Zn、67Zn和68Zn——的背景下，这五个稳定的同位素中的三个稳定的同位素作为Zn(p,n)Ga核反应的靶材料特别引人关注。技术人员将理解的是，“(p,n)”反应是指核反应，在该核反应期间，质子被添加至原子核，而中子失去。在用质子束辐照后，68Zn经历68Zn(p,n)68Ga反应而产生68Ga。类似地，67Zn经历67Zn(p,n)67Ga反应而产生67Ga，并且66Zn经历6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.陶瓷磷酸锌作为靶材料的用途。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180903 GB 1814291.91.陶瓷磷酸锌作为靶材料的用途。


2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述陶瓷磷酸锌具有式Zn3(PO4)2.xH2O，其中，x是0至4的范围内的整数。


3.根据权利要求1所述的用途，其中，所述靶材料包含天然锌(natZn)或富含锌同位素。


4.根据权利要求1所述的用途，其中，所述靶材料包含已经富含68Zn或67Zn或66Zn的Zn。


5.根据权利要求1所述的用途，其中，所述Zn包含>99％的68Zn。


6.根据权利要求1所述的用途，其中，所述陶瓷磷酸锌的密度处于0.1g/cm3至4g/cm3的范围内，优选地处于1.5g/cm3至3g/cm3的范围内。
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·W·舒尔茨，G·亨里克森，
申请(专利权)人：奥斯陆大学，
类型：发明
国别省市：挪威;NO