2014 Fiscal Year Research-status Report
11C-標識プローブの実用的なマイクロリアクター合成法の開発
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25461870
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石川 洋一 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助手 (60361200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩田 錬 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (60143038)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マイクロリアクター合成 / 分子イメージング / PET / 分子プローブ / 自動合成 / methyl triflate / Radiosynthesis / PET probe |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロリアクター合成装置によりマイクロフローセル内で標識薬剤合成を実現することを本研究は目的にしている。
ポジトロン放射性核種(11C)で標識された[11C]メチルトリフレート（11CH3OTf）の冷却捕集と脱着条件の最適化の為に、 冷却捕集材料として熱伝導率が高く冷却処理に適した、銅等の素材や腐食に強いステンレスを主に用いて、捕集時のガスの流速、捕集温度、脱着温度、捕集面積の各パラメータに関して最適化を行い、[11C]メチルトリフレートを高効率で捕集し、シリンジポンプによって連続的に無水アセトンにより脱着する事で、[11C]メチルトリフレートをマイクロ容量で濃縮・回収することに成功した。
冷却捕集システムの性能向上のために追加冷却装置を試作した。 液体窒素などの冷却材や大型の外部冷却チラーユニット等を用いず、電気的に冷却・加熱、両方の温度制御を自由に行える半導体素子の一種であるペルチェ素子を使用した捕集装置に加え、強力な冷却性能と機器組み込み可能で、本体サイズが小型コンパクトにできる特徴を持つ FPSC（フリーピストン・スターリング方式冷凍機により、極低温まで一気に冷却し、両システムを組み合わせた多段冷却系により、システムの簡素化・小型化とマイクロ容量での捕集を容易にした。
また、高放射能を使用する合成装置を設置した、鉛遮蔽付のホットセル内で標識合成処理を遠隔操作で行うために専用インターフェイスとナショナルインスツルメンツ(NI)のLabViewシステム開発ソフトウエア改良し、データ収集の可視化や入力のためのグラフィカルなユーザインタフェースの制御プログラムを開発した。
以上の結果から、次年度では捕集システムの自動化とマイクロリアクターで[11C]-標識反応を試みることが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
冷却捕集法によって[11C]メチルトリフレート（11CH3OTf）を捕集出来るものの、実験に使用するポジトロン放射性核種（11C)の物理的半減期が非常に短い事や、マイクロリアクターで使用するに十分な[11C]メチルトリフレートを効率よく数十マイクロの容量で捕集濃縮する処理のさらなる効率化と迅速化を図る必要がある。
また、本研究施設での放射線管理区域を含めた研究実験施設の改修工事が行われ、半年以上に及び放射線取扱実験施設の使用が出来ず、粒子線加速器の運転が停止した。 加えて、部局の運営経費削減に伴う加速器使用制限により、今年度に予定していた放射性核種を用いた自動化の為の十分な濃縮条件検討が出来ず実験を延期した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．冷却捕集装置の改良強化を行った多段冷却捕集装置を用いて、[11C]ヨウ化メチルから合成された[11C]メチルトリフレートを初段冷却部に導入し、凝固点付近まで急冷した後、次段の冷却部で凍結捕集する事で、数マイクロ容量の高効率濃縮回収を達成する。
２．マイクロリアクター合成条件の検討とシステムの構築し、開発した濃縮装置を使用して反応チップによるマイクロリアクター合成を種々の条件下で行う。ルーチンに合成される[11C]ラクロプライドを使用して、種々の固相抽出カラムからの溶出パターンを調べ精製法開発の基礎データを集める。この、固相抽出カラムの組み合わせから最適な精製法を見出し、目標である11C-標識プローブの実用的なマイクロリアクターシステムを完成させ、その実用性を示す。分離精製法を含めたトータルなシステムの構築を図る。
３．研究が当初計画どおりに進まない時の対応として、本研究の開発項目の中で最も困難と思われるのは固相抽出カラムによる精製である。11C-標識プローブと前駆体の性質があまりに近いため、固相抽出カラムでは十分な分離が得られない可能性がある。この場合、HPLCでの精製を導入し、マイクロリアクター合成により試料量を大幅に減らすことができるため、通常使用するセミ分取カラムではなく、分析カラムで十分対応でき、少なくとも迅速な分離精製は実現できる。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、当初計画していた合成実験装置の動作性能強化を得る為に必要な仕様の一部を変更することに伴い発生した未使用額であり、平成２７年度請求とあわせ、研究遂行に使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
反応マイクロチップ装置の導入、濃縮回収用のシリンジポンプシステムの追加試作および自動化プログラムの為のデータ収集センサー・インターフェースの追加を行う。
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