使用固体靶在粒子加速器上生产镓放射性同位素的系统、设备和方法,以及通过其生产的Ga-68组合物技术方案

技术编号:24106078 阅读:20 留言:0更新日期:2020-05-09 17:24
本发明专利技术涉及一种使用固体靶在粒子加速器上生产镓放射性同位素的系统、设备和方法,以及通过所述方法生产的Ga?68组合物。固体靶组件设备具有金属盘和位于所述盘顶部的锌部分。所述设备通过制备一定量的锌,将其沉积在金属盘上,熔化锌,以及使其冷却和固化而制成。盘表面可以在施加锌之前进行制备,以便于基底和锌之间的结合。Ga?68通过以下方式生产:将所述设备放置在回旋加速器靶辐照站中进行辐照,然后将其与辐照的锌分离,最后收集并储存分离的Ga?68。所述Ga?68组合物具有以下活性量比率:Ga?67/Ga?68小于1,Ga?67/Ga?68小于1。

Systems, equipment and methods for the production of gallium radioisotopes on particle accelerators using solid targets, and Ga-68 compositions produced therefrom

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用固体靶在粒子加速器上生产镓放射性同位素的系统、设备和方法,以及通过其生产的Ga-68组合物优先权声明本技术专利申请要求2017年7月31日提交的美国临时申请第62/538,954号的权益,其全部内容并入本文。
本专利技术总体上涉及放射性药物生产领域。更具体地说,涉及由加速粒子束辐照的固体锌靶生产镓放射性同位素的系统、设备和方法。还涉及通过这些方法生产的镓-68组合物。
技术介绍
镓-68(Ga-68)是适合用于医疗用途的镓的正电子发射放射性同位素。Ga-68具有两种用于医疗用途的理想特性:半衰期短(t1/2:68分钟)和正电子发射分支比高(β+%:89%)。Ga-68示踪剂可用于脑、心脏、骨、肺或肿瘤成像。具体而言,Ga-68可用于生产放射性标记的化合物,用作正电子发射断层成像技术(PET)中的示踪分子。其与螯合剂形成稳定的络合物,例如DOTA(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸)、NOTA(1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸)和HBED-CC(N,N'-双-[2-氢氧基-5-(羧乙基)苄基]乙二胺-N,N'-二乙酸)。68Ge/Ga-68发生器可以输送Ga-68,但是由于母核素68Ge(t1/2:271天)的衰变,Ga-68的活性随时间降低。具有洗脱稼的Ge-68的潜在穿透是使用68Ge/Ga-68发生器制备Ga-68时可能出现的不良结果。Ga-68的回旋加速器生产提供一种满足Ga-68大量需求的方法,同时消除生产过程中68Ge穿透的可能性。r>
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于制造镓同位素如Ga-68的固体靶组件设备。所述组件具有靶衬底部分和位于其顶部的锌部分。本专利技术还涉及制造固体靶组件设备的方法。在一个实施例中,这是通过制备一定量的锌,将锌沉积到基底上,加热锌直到至少部分锌开始熔化,以及(主动或被动地)使锌冷却和固化来完成的。在一个实施例中,这是通过提供具有前表面和后表面的金属盘以及一些锌,制备盘的顶面,将锌施加到该表面上以形成堆叠靶设备,以及将所述量的锌结合到盘的表面(例如通过向其施加热量)来实现的。本专利技术还涉及一种根据上述任何方法制造的固体靶组件设备。本专利技术还涉及一种通过回旋加速器生产Ga-68的方法,所述方法包括:提供任何上述靶组件以及能够产生至少5MeV的质子束并具有靶辐照站的回旋加速器;将组件放入辐照站,辐照预定时间;将其转移到化学处理站,将Ga-68与锌化学分离,并收集和储存分离的Ga-68。本专利技术还涉及根据上述任何方法制备的Ga-68组合物。附图说明图1示出靶组件设备的一个实施例的透视图。图2示出图1的设备的一个实施例的透视图,没有凹槽,没有锌。图3示出图1的设备的一个实施例的透视图,有凹槽,没有锌。图4示出图1的设备的实施例的前视图。图5示出图2的设备的实施例的前视图。图6示出图3的设备的实施例的前视图。图7示出图1-3的设备的实施例的后视图。图8示出图1-3的设备的实施例的侧视图。图9示出图2的设备的实施例的前视图和剖面线A-A。图10示出图3的设备的实施例的前视图和剖面线B-B。图11示出沿剖面线A-A截取的图2的设备的一个实施例的剖视图。图12示出沿剖面线A-A截取的图2的设备的一个实施例的剖视图。图13示出沿剖面线B-B截取的图3的设备的一个实施例的剖视图。图14示出沿剖面线B-B截取的图3的设备的一个实施例的剖视图。图15示出沿剖面线B-B截取的图3的设备的一个实施例的剖视图。图16示出图1的设备的一个实施例的前视图。图17示出图1的设备的一个实施例的前视图。图18示出图1的设备的一个实施例的前视图。图19示出图1、2、11-12的设备的一个实施例的分解图。图20示出图1、3、14-15的设备的一个实施例的分解图。图21示出制造铝和锌靶组件设备的方法的一个实施例的流程图。图22示出制造银和锌靶组件设备的方法的一个实施例的流程图。图23示出通过回旋加速器由靶组件设备的一个实施例制备Ga-68的方法的一个实施例。图24示出将Ga-68从辐照过的靶组件设备分离的方法的一个实施例。具体实施方式本专利技术涉及一种在粒子加速器上由锌的非放射性同位素(例如Zn-68)生产镓放射性同位素(例如Ga-68)的系统、设备和方法,以及通过该方法生产的Ga-68组合物。在一个实施例中,Ga-68通过固体靶中的68Zn(p,n)Ga-68反应在回旋加速器中产生。母体化合物锌,例如Zn-68,是锌的天然稳定同位素,沉积在用质子束辐照的基底上。辐照后,靶溶解在强酸溶液中,所得溶液纯化后得到Ga-68。图1示出靶组件设备10的一个实施例的透视图。在一个实施例中,设备10具有基底(即靶衬底部分)20和设置在衬底20顶部的锌部分15。图1示出设备10的一个实施例,其中靶衬底20是具有前表面和后表面的圆形金属盘。金属盘可以由选自由Al、Ag和Cu组成的组的材料制成。锌部分15在靶衬底20的前表面上。在一个实施例中,锌可以浸渍在靶衬底材料中,但本质上不含于其中。在一个实施例中,锌材料主要包含Zn-68(至少90%)、锌的稳定(非放射性)同位素、痕量的其它锌同位素,例如Zn-64、Zn-66、Zn-67和/或Zn-70,以及其它元素,例如Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Pb、Si和/或Sn。靶衬底材料可以由化学惰性金属制成,例如贵金属或难熔金属,或者任何其它具有高导热性的材料制成,该材料适于机械或其它改性,并且容易与锌结合,例如银、铜或铝。衬底材料具有足够的鲁棒性,以在直径大约为10mm的束斑上耗散至少大约10μΑ的示例性质子束电流和大约15MeV的能量。图2示出图1的设备10的一个实施例的透视图(没有凹槽和锌)。在一个实施例中,靶衬底20具有前表面22、后表面(未示出)和侧表面24,没有凹槽。图3示出图1的设备10的一个实施例的透视图(有凹槽,没有锌)。在一个实施例中,靶衬底20在衬底的前表面22中具有凹槽25,用于容纳和固定设备10中的锌部分(未示出)。凹槽25具有凹槽底面28和侧壁26。在靶组件具有凹槽的一个实施例中,锌部分15位于凹槽底面28顶部的凹槽中。图4示出具有靶衬底20和锌部分15的图1-3的设备10的实施例的前视图。在没有凹槽的实施例中(图2),锌部分15位于衬底表面22的顶部。在具有凹槽25的实施例中(图3),锌部分15位于凹槽25内。图5和图6分别示出图2和图3的设备10的实施例的前视图,其中在靶衬底20的前表面22上没有锌。图6示出靶衬底20的一个实施例,其具有形成在靶衬底20的前表面22中的凹槽和凹槽底面28。图7示出具有后表面29的图1的设备10的实施例的后视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体靶组件设备,包括:/n具有前表面和后表面的金属盘;以及/n设置在所述盘的顶面上的锌部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 US 62/538,9541.一种固体靶组件设备,包括:
具有前表面和后表面的金属盘;以及
设置在所述盘的顶面上的锌部分。


2.根据权利要求1所述的设备,其中
所述金属盘进一步包括所述顶面中的凹槽,所述凹槽包括凹槽底面和凹槽壁,并且
所述锌部分设置在所述凹槽内的所述凹槽底面上。


3.根据权利要求1所述的设备,其中所述金属盘包括选自由Al、Ag和Cu组成的组的材料。


4.一种制造固体靶组件设备的方法,包括:
制备一定量的锌;
将所述量的锌沉积在基底上以形成所述设备;
将所述量的锌加热至至少419.5℃,直到一部分所述量的锌开始熔化;以及
停止加热所述量的锌以使所述量的锌固化。


5.一种制造固体靶组件设备的方法,包括:
提供
具有前表面和后表面的金属盘,以及
一定量的锌;
制备所述盘的顶面;
将所述量的锌施加到所述盘的所述制备好的顶面上以形成所述设备;以及
将所述量的锌结合到所述盘的所述表面。


6.根据权利要求5所述的方法,其中将所述锌结合到所述盘的所述表面的步骤包括:
将所述设备加热至至少419.5℃,持续30分钟;以及
使所述设备冷却到环境温度。


7.根据权利要求5所述的方法,其中将所述锌结合到所述盘的所述表面的步骤包括在无氧或低氧环境中将所述锌结合到所述盘的所述表面。


8.根据权利要求6所述的方法,其中加热所述固体靶组件设备的步骤包括通过热板、熔炉、喷灯、感应加热、激光、电弧熔化或其组合...

【专利技术属性】
技术研发人员:斯蒂芬·泽塞尔乔尔·奥斯卡·奥尔森·库姆林
申请(专利权)人:斯蒂芬·泽塞尔乔尔·奥斯卡·奥尔森·库姆林
类型:发明
国别省市:加拿大;CA

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