(57)【要約】  本発明は、固体ターゲットおよびこの方法により生成されたＧａ−６８組成物を使用して、粒子加速器上にガリウム放射性同位体を生成するためのシステム、装置、および方法を対象とする。固体ターゲットアセンブリ装置は、金属ディスクおよびディスクの上部の亜鉛部分を有する。装置は、一定量の亜鉛を調製し、それを金属ディスク上に堆積させ、亜鉛を融解し、冷却して固化させることによって作製される。基板と亜鉛の間の接合を容易にするために、ディスク表面は、亜鉛を適用する前に調製することができる。Ｇａ−６８は、装置をサイクロトロンターゲット照射ステーションに配置し、照射し、照射されたＺｎから分離し、分離されたＧａ−６８を収集して保存することによって生成される。Ｇａ−６８組成物は、Ｇａ−６７／Ｇａ−６８が１未満、およびＧａ−６７／Ｇａ−６８が１未満の活動量比の商を有する。
2020529115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面および背面を含む金属ディスクと、
前記ディスクの上面に配置されたＺｎ部分と、を備える、固体ターゲットアセンブリ装置。
【請求項２】
前記金属ディスクが、前記上面に凹部をさらに含み、前記凹部が、凹部床および凹部壁を含み、
前記Ｚｎ部分が、前記凹部内の前記凹部床に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記金属ディスクが、Ａｌ、Ａｇ、およびＣｕからなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
固体ターゲットアセンブリ装置の作製方法であって、
一定量のＺｎを調製することと、
前記一定量のＺｎを基板上に堆積させて前記装置を形成することと、
前記一定量のＺｎの一部分が融解し始めるまで、前記一定量のＺｎを少なくとも４１９．５℃に加熱することと、
前記一定量のＺｎを加熱するのを停止して、前記一定量のＺｎを固化させることと、を含む、方法。
【請求項５】
固体ターゲットアセンブリ装置の作製方法であって、
上面、前面および背面を含む金属ディスク、並びに一定量のＺｎを提供することと、
前記ディスクの前記上面を調製することと、
前記ディスクの前記上面に前記一定量のＺｎを適用して前記装置を形成することと、
前記一定量のＺｎを前記ディスクの前記上面に接合することと、を含む、方法。
【請求項６】
前記Ｚｎを前記ディスクの前記表面に接合するステップが、
前記装置を少なくとも４１９．５℃で最大３０分間加熱することと、
前記装置を周囲温度まで冷却させることと、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｚｎを前記ディスクの前記上面に接合するステップが、無酸素または低酸素環境で前記Ｚｎを前記ディスクの前記表面に接合することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記固体ターゲットアセンブリ装置を加熱するステップが、ホットプレート、炉、ブロートーチ、誘導加熱、レーザ、アーク融解、またはそれらの組み合わせによって前記ターゲットアセンブリ装置を加熱することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記Ｚｎを前記ディスクの前記上面に接合するステップが、
前記固体ターゲットアセンブリ装置の温度を周囲温度から少なくとも４１９．５℃に上げて、前記Ｚｎを融解することと、
前記固体ターゲットアセンブリ装置の温度を周囲温度まで下げて、前記Ｚｎを固化することと、含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記一定量のＺｎと前記ディスクの前記上面との間の前記接合を促進するために、前記固体ターゲットアセンブリ装置に選択圧力を加えることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
請求項５の方法に従って作製された、固体ターゲットアセンブリ装置。
【請求項１２】
サイクロトロンによりＧａ−６８を生成する方法であって、
請求項１１に記載の前記固体ターゲットアセンブリ装置、および陽子ビームを生成でき、ターゲット照射ステーションを含むサイクロトンを提供することと、
前記ターゲット照射ステーションに前記固体ターゲットアセンブリ装置を配置することと、
前記固体ターゲットアセンブリ装置を照射することと、
前記照射された固体ターゲットアセンブリ装置を前記ターゲット照射ステーションから化学処理ステーションに移送することと、
前記照射された固体ターゲットアセンブリ装置上の前記一定量のＺｎからＧａ−６８を化学的に分離することと、
前記分離されたＧａ−６８を収集することと、
前記収集されたＧａ−６８を保存することと、を含む、方法。
【請求項１３】
請求項４〜１０および１２のいずれかの方法に従って作製された、Ｇａ−６８組成物。
【請求項１４】
Ｇａ−６７／Ｇａ−６８が１未満、および
Ｇａ−６６／Ｇａ−６８が１未満の活性量比の比率を含むＧａ−６８組成物であって、
前記活性量比の比率が、陽子照射後に測定される、Ｇａ−６８組成物。
【請求項１５】
Ｇａ−６７／Ｇａ−６８が０．０００３未満、および
Ｇａ−６６／Ｇａ−６８が０．０００１未満の活性量比の比率を含むＧａ−６８組成物であって、
前記活性量比の比率が、陽子照射後に測定される、請求項１４に記載のＧａ−６８組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
この米国特許出願は、２０１７年７月３１日に出願された米国仮出願第６２／５３８，９５４号の利益を主張し、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の背景
本発明は、一般に、放射性医薬品製造の分野に関する。より具体的には、加速粒子ビームによって照射された固体亜鉛ターゲットからガリウム放射性同位体を生成するシステム、装置、および方法に関する。また、これらの方法により生成されたガリウム６８組成物にも関する。
【背景技術】
【０００３】
ガリウム６８（Ｇａ−６８）は、医療用途に望ましいガリウムの放射性同位体を放出する陽電子である。Ｇａ−６８は、医療用に２つの望ましい特性、短い半減期（ｔ１／２：６８分）、および陽電子放出の高い分岐比（β＋％：８９％）をもっている。Ｇａ−６８トレーサは、脳、心臓、骨、肺、または腫瘍の撮像に使用できる。具体的には、Ｇａ−６８は、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像技術でトレーサ分子として使用される放射標識化合物の製造に役立つ。Ｇａ−６８は、キレート剤、例えば、ＤＯＴＡ（１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸）、ＮＯＴＡ（１，４，７−トリアザシクロノナン−１，４，７−三酢酸）およびＨＢＥＤ−ＣＣ（Ｎ、Ｎ’−ビス［２−ヒドロキシ−５−（カルボキシエチル）ベンジル］エチレンジアミン−Ｎ、Ｎ’−二酢酸）と安定した複合体を形成する。
【０００４】
６８Ｇｅ／Ｇａ−６８ジェネレータはＧａ−６８を放出し得るが、このＧａ−６８の放射能は、親核種６８Ｇｅの崩壊により経時的に減少する（ｔ１／２：２７１ｄ）。溶出したガリウムによるＧｅ−６８の潜在的なブレイクスルーは、６８Ｇｅ／Ｇａ−６８ジェネレータを使用してＧａ−６８を作製することが望ましくない可能性の結果である。Ｇａ−６８のサイクロトロン製造は、Ｇａ−６８の大きな需要に応える方法を提供すると同時に、製造プロセス中の６８Ｇｅのブレイクスルーの可能性を排除する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、Ｇａ−６８などのガリウム同位体を作製するための固体ターゲットアセンブリ装置を対象とする。アセンブリは、ターゲットのバッキング部分およびその上部のＺｎ部分を有する。
【０００６】
本発明はまた、固体ターゲットアセンブリ装置の作製方法を対象とする。一実施形態では、これは、一定量のＺｎを調製し、Ｚｎを基板上に堆積させ、Ｚｎの少なくとも一部が融解し始めるまでＺｎを加熱し、（能動的または受動的に）Ｚｎを冷却して固化させることにより行われる。一実施形態では、これは、金属ディスクに前面および背面ならびに一部のＺｎを提供し、ディスクの上面を調製し、この表面にＺｎを適用して積層ターゲット装置を形成し、（例えば、熱を加えることにより）ディスクの表面に一定量のＺｎを接合する。
【０００７】
本発明はまた、上述の方法のいずれかに従って作製された固体ターゲットアセンブリ装置を対象とする。
【０００８】
本発明はまた、サイクロトロンにより、
上記のターゲットアセンブリのいずれかと、少なくとも５ＭｅＶの陽子ビームを生成でき、ターゲット照射ステーションを有するサイクロトロンを提供することと、
アセンブリを照射ステーションに配置し、所定の時間照射することと、
それを化学処理ステーションに移送し、Ｇａ−６８をＺｎから化学的に分離し、分離されたＧａ−６８を収集して保存することと、によってＧａ−６８を生成する方法を対象とする。
【０００９】
本発明はまた、上記の方法のいずれかに従って作製されたＧａ−６８組成物を対象とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ターゲットアセンブリ装置の一実施形態の斜視図を示す。
【図２】凹部も亜鉛もない図１の装置の一実施形態の斜視図を示す。
【図３】凹部があり、亜鉛がない図１の装置の一実施形態の斜視図を示す。
【図４】図１の装置の実施形態の正面図を示す。
【図５】図２の装置の実施形態の正面図を示す。
【図６】図３の装置の実施形態の正面図を示す。
【図７】図１〜３の装置の実施形態の背面図を示す。
【図８】図１〜３の装置の実施形態の側面図を示す。
【図９】図２の装置の実施形態の正面図および断面線Ａ−Ａを示す。
【図１０】図３の装置の実施形態の正面図および断面線Ｂ−Ｂを示す。
【図１１】図２の装置の一実施形態の断面線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。
【図１２】図２の装置の一実施形態の断面線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。
【図１３】図３の装置の一実施形態の断面線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示す。
【図１４】図３の装置の一実施形態の断面線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示す。
【図１５】図３の装置の一実施形態の断面線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示す。
【図１６】図１の装置の一実施形態の正面図を示す。
【図１７】図１の装置の一実施形態の正面図を示す。
【図１８】図１の装置の一実施形態の正面図を示す。
【図１９】図１、２、１１〜１２の装置の一実施形態の分解図を示す。
【図２０】図１、３、１４〜１５の装置の一実施形態の分解図を示す。
【図２１】アルミニウムおよび亜鉛のターゲットアセンブリ装置の作製方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図２２】銀および亜鉛のターゲットアセンブリ装置の作製方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図２３】サイクロトロンによるターゲットアセンブリ装置の一実施形態からのＧａ−６８の作製方法の一実施形態を示す。
【図２４】照射されたターゲットアセンブリ装置からＧａ−６８を分離する方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、粒子加速器で亜鉛の非放射性同位体（例えば、Ｚｎ−６８）からガリウム放射性同位体（例えば、Ｇａ−６８）を生成するシステム、装置、および方法、ならびにこの方法により生成されたＧａ−６８組成物を対象とする。
【００１２】
一実施形態では、Ｇａ−６８は、固体ターゲット内の６８Ｚｎ（ｐ、ｎ）Ｇａ−６８反応を介してサイクロトロンで生成される。親化合物である亜鉛、例えば亜鉛の天然に生じる安定同位体であるＺｎ−６８は、陽子ビームで照射される基板上に堆積される。照射後、ターゲットを強酸溶液に溶解して溶液を取得し、次に精製してＧａ−６８を取得する。
【００１３】
図１は、ターゲットアセンブリ装置１０の一実施形態の斜視図を示す。一実施形態では、装置１０は、基板（すなわち、ターゲットバッキング部分）２０と、バッキング２０の上部に配置された亜鉛部分１５とを有する。図１は、ターゲットバッキング２０が前面および背面を有する円形の金属ディスクである装置１０の一実施形態を示す。金属ディスクは、Ａｌ、Ａｇ、およびＣｕからなる群から選択された材料で作製されてもよい。
【００１４】
亜鉛部分１５は、ターゲットバッキング２０の前面にある。一実施形態では、亜鉛は、ターゲットバッキング材料に含浸されてもよいが、実質的にはその中に含浸されなくてもよい。一実施形態では、亜鉛材料の大部分には、亜鉛の安定（非放射性）同位体であるＺｎ−６８（少なくとも９０％）が含まれており、また、Ｚｎ−６４、Ｚｎ−６６、Ｚｎ−６７、および／またはＺｎ−７０などの微量の他の亜鉛同位体、ならびにＡｌ、Ａｓ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｋ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｓｉ、および／またはＳｎなどの他の元素も含まれている。
【００１５】
ターゲットのバッキング材料は、貴金属もしくは高融点金属などの化学的に不活性な金属、または、機械的もしくは他の修飾に適し、銀、銅、もしくはアルミニウムなどの亜鉛に容易に接合する高熱伝導率の任意の他の材料で作製されてもよい。バッキング材料は、直径約１０ｍｍのビームスポットで少なくとも約１０μＡの例示的な陽子ビーム電流および約１５ＭｅＶのエネルギーを放散するのに十分な堅牢性を備えている。
【００１６】
図２は、（凹部および亜鉛を有しない）図１の装置１０の一実施形態の斜視図を示す。一実施形態では、ターゲットバッキング２０は、前部２２、後部（図示せず）、および側部２４の表面を有し、凹部を有しない。
【００１７】
図３は、（凹部を有し、亜鉛を有しない）図１の装置１０の一実施形態の斜視図を示す。一実施形態では、ターゲットバッキング２０は、装置１０内の亜鉛部分（図示せず）を受け入れて固定するために、バッキングの前面２２に凹部２５を有する。凹部２５は、凹部床２８および側壁２６を有する。ターゲットアセンブリが凹部を有する一実施形態では、Ｚｎ部分１５は凹部床２８の上部の凹部にある。
【００１８】
図４は、ターゲットバッキング２０および亜鉛部分１５を有する図１〜３の装置１０の実施形態の正面図を示す。凹部のない実施形態（図２）では、亜鉛部分１５は、バッキングの表面２２の上部に位置する。凹部２５（図３）を備えた一実施形態では、亜鉛部分１５は、凹部２５内に位置する。
【００１９】
図５および図６は、それぞれ図２および図３の装置１０の実施形態の正面図を示しており、ターゲットバッキング２０の前面２２上に亜鉛はない。図６は、ターゲットバッキング２０の前面２２に凹部および凹部床２８が形成されたターゲットバッキング２０の一実施形態を示す。
【００２０】
図７は、背面２９を備えた図１の装置１０の実施形態の背面図を示す。
【００２１】
図８は、前面、側面、および背面２２、２４、２９を備えた図１の装置１０の実施形態の側面図を示す。
【００２２】
図８〜９は、ターゲットバッキングの側部２４および上部２２を備えた装置の実施形態の側面図（亜鉛あり、または亜鉛なし）を示す。図８を参照すると、一実施形態では、亜鉛部分の上部は、ターゲットバッキング２０の前面２２の下（図示せず）または同一平面（図示せず）であってもよい。図９を参照すると、一実施形態では、亜鉛部分１５の上部は、亜鉛部分２０の前面２２より上に上昇することができる。
【００２３】
図９は、ターゲットバッキング２０の直径に沿った断面線Ａ−Ａを備えた、図２の装置１０のターゲットバッキング２０の実施形態の正面図を示す。図９は、亜鉛のない一実施形態を示す。
【００２４】
図１０は、図３の装置１０のターゲットバッキング２０の実施形態の正面図、およびターゲットバッキング２０の直径に沿った断面線Ｂ−Ｂを示す。ターゲットバッキング２０は、凹部床２８を備えた凹部を有する。図９は、亜鉛なしの一実施形態を示す。
【００２５】
図１１〜１２は、断面線Ａ−Ａに沿った装置１０の実施形態の断面図を示す。一実施形態において、亜鉛部分１５は、装置１０のターゲットバッキング２０の前面２２上に位置する。亜鉛部分１５のサイズおよび形状は変化し得る。それは、照射中に亜鉛に衝突する陽子ビームの強度を放消散させるのに十分な厚さと密度でなければならない。一実施形態では、亜鉛部分１５は、ターゲットバッキング２０の前面２２から突出する薄い層（図１１）または厚い層（図１２）であってもよい。
【００２６】
図１３〜１５は、断面線Ｂ−Ｂに沿った装置１０の実施形態の断面図を示す。図１３は、前面２２に凹部が形成されたターゲットバッキング２０の断面を示す。上述のように、亜鉛部分１５のサイズおよび形状は変化し得、照射中に亜鉛に衝突する陽子ビームの強度に耐え、放散させるのに適していなければならない。一実施形態では、亜鉛部分１５は、凹部を充填して前面２２と同一平面にすることができ（図１４）、または、凹部を過剰に充填して前面２２よりも高くすることができる（図１５）。
【００２７】
図１６〜１８は、様々なサイズおよび形状の亜鉛部分１５を備えた図１の装置の一実施形態の正面図を示す。
【００２８】
図１９は、ターゲットバッキング２０の平滑な平面上に亜鉛部分１５を備えた図１、２、１１〜１２の装置の一実施形態の分解図を示す。
【００２９】
図２０は、ターゲットバッキング２０の凹部２５内に亜鉛部分１５を備えた図１、３、１４〜１５の装置の一実施形態の分解図を示す。
【００３０】
本発明はまた、固体ターゲットアセンブリ装置の作製方法を対象とする。図２１および図２２は、図１の装置１０を作製する方法の実施形態のフローチャートを示し、ターゲットバッキング２０は、それぞれアルミニウム（図１９）および銀（図２０）である。一実施形態では、固体ターゲットアセンブリ装置を作製する方法は、
一定量のＺｎを調製するステップと、
一定量のＺｎを基板上に堆積させて装置を形成するステップと、
少なくとも一部が融解し始めるまで、Ｚｎを少なくとも４１９．５℃に加熱するステップと、
Ｚｎを加熱するのを停止して（すなわち、熱源からＺｎを除去する、またはＺｎから熱源を除去するなど）、Ｚｎを固化させるステップとを含む。
【００３１】
一実施形態では、固体ターゲットアセンブリ装置を作製する方法は、
金属ディスクに前面および背面ならびに一部のＺｎを提供するステップと、
ディスクの上面を調製するステップと、
この表面にＺｎを適用して積層ターゲット装置を形成するステップと、
（例えば、ディスクに熱を加えることにより）ディスクの表面に一定量のＺｎを接合するステップと、を含む。
【００３２】
一実施形態において、ディスクの表面へのＺｎの接合は、亜鉛を少なくとも部分的に融解するまで加熱し（例えば、少なくとも４１９．５℃まで最大３０分間加熱し）、その後周囲温度まで冷却させることにより行われ得る。一実施形態では、Ｚｎをディスクの表面に接合することは、無酸素環境または低酸素環境で行われてもよい。
【００３３】
ターゲットアセンブリは、ホットプレート、炉、ブロートーチ、誘導加熱、レーザ、アーク融解、またはそれらの組み合わせなどの任意の適切な熱源を使用して加熱される。
【００３４】
一実施形態では、上述のターゲットアセンブリは、上述の方法のいずれかに従って作製され得る。
【００３５】
ターゲットアセンブリ装置の作製方法
最初に、ターゲットバッキング２０（ａ／ｋ／ａターゲットバッキング）が作製される。それらは様々なサイズまたは形状であり得る。一実施形態では、それらは、凹部を有するか、または凹部を有しない、平滑で固体の平面ディスクである。
【００３６】
次に、ターゲットバッキング２０を亜鉛部分１５と接合するための接合面を調製して、ターゲットアセンブリ装置１０を形成する。はんだ付けや拡散接合などの多くの金属接合方法では、接合する材料の金属表面を調製する必要がある。一実施形態では、ターゲットバッキング２０の前面２２は、亜鉛部分１５に接合するための接合面として調製される。いくつかの例示的な調製技術には、機械的洗浄、脱脂、エッチング、粗化（例えば、サンドペーパーなどの研磨材の使用）、研磨、レーザ彫刻、および／または表面の機械的インデントが含まれるが、これらに限定されない。表面仕上げとは無関係に接着が生じる場合がある。
【００３７】
また、空気に露出された多くの金属は、酸化物層でコーティングされ、ターゲットバッキング２０と亜鉛部分１５との間の接合を損なう可能性がある。この酸化物層は、接合前に、機械的に（例えば、サンディングにより）または化学的に（例えば、化学薬品によるエッチングにより）ターゲットバッキング２０から除去されることができる。あるいは、プラズマエッチングまたは他の技術を適用してもよい。酸化物層は、腐食性フラックスを使用して、接合プロセス中に除去されることもできる。
【００３８】
上述のように、一実施形態では、装置１０のターゲットバッキング２０は、銀、アルミニウム、または銅を含み得る。市販のアルミニウムは、金属をさらに腐食から保護する比較的厚い酸化物層で自然にコーティングされている場合がある。ターゲットバッキング２０がアルミニウムを含む一実施形態では、アルミニウムを含むバッキング２０の前面２２は、この酸化物層を機械的または化学的に（例えば、水酸化アルカリまたは炭酸アルカリなどの鉱酸または塩基を使用して）除去することにより調製され得る。この実施形態では、アルミニウムバッキングが空気中または酸素に富む任意の環境にある場合、再酸化が起こる前にできるだけ早く洗浄表面をすすぎ、ターゲットアセンブリ装置の製造に使用することができる。あるいは、再酸化を回避するために、調製および製造のステップを無酸素環境で行ってもよい。一実施形態では、アルミニウムを含むターゲットバッキング２０の接合表面は、１０％の水酸化ナトリウム（ｗ／ｗ）、２％の酸化亜鉛（ｗ／ｗ）、および０．２％のシアン化ナトリウム（ｗ／ｗ）を含むジンケート水溶液を使用して調製および洗浄され得る。一実施形態では、ジンケートプロセスは、酸エッチングおよびすすぎステップの間に少なくとも２回適用されてもよい。例示的な二重ジンケート法は、クリーニングおよび脱脂、水酸化ナトリウムエッチング、すすぎ、半濃縮硝酸によるエッチング、すすぎ、固化、すすぎ、半濃縮硝酸によるエッチング、すすぎ、ジンケート、すすぎ、となる。ターゲットバッキング２０が銀を含む一実施形態では、ターゲットバッキング２０は、アルミニウムまたは他の金属ほど急速に酸化しない場合がある。銀を含むターゲットバッキング２０の接合表面調製は、機械的に（例えば、サンドペーパーなどの研磨材で）および／または化学的に（例えば、硫酸などの酸で酸化銀層を除去する）洗浄することにより調製できる。一実施形態では、ターゲットバッキング２８も銅で作製することができる。
【００３９】
次に、亜鉛が金属ディスク２０の調製された表面上に堆積される。亜鉛は、固体ディスク、粉末、圧縮粉末、凝縮粉末、ホイル、束ねられてない、または薄いペレットなどに圧縮された削り屑または顆粒などの様々な形態であってもよい。亜鉛は、例えば以下で説明する塗布方法のいずれかに従って、金属ディスク２０に直接塗布される。一実施形態において、亜鉛は、プラズマ溶射または同様の技術によって金属ディスク２０に塗布されてもよい。
【００４０】
この後、構成要素を互いに接合するために、一方または両方の構成要素に熱が加えられる。亜鉛は、融解するまで（すなわち、少なくともその融点の温度まで）加熱されて、２つの構成要素間の強力な接合を実現する必要がある。強力な熱源を使用する一実施形態の方法では、亜鉛を短時間（例えば、数秒）で加熱してもよい。周囲空気で加熱する場合、亜鉛が融解した直後に加熱を停止する必要がある。ターゲットバッキングがアルミニウムを含む一実施形態では、亜鉛は約３０分間を超えて融解してはならない。
【００４１】
一実施形態では、熱源は、ホットプレート、大型の工業用はんだテーブル、またはブロートーチである。亜鉛は、金属ディスク２０の前面（前面２２または凹部内）に塗布される。次に、亜鉛および金属ディスクアセンブリを加熱し（例えば、誘導加熱、レーザ、アーク融解、それらの組み合わせなどを使用して、ホットプレート上、ブロートーチのフレーム内、炉内に配置され）、亜鉛が融解するまで、所定の温度までおよび／または所定の時間加熱される。アセンブリは、熱から除去され、亜鉛を固化させるために（能動的または受動的に）周囲温度まで冷却される。
【００４２】
一実施形態では、加熱中または加熱直後にアセンブリに圧力を加えて、構成要素間の接合を容易にする。例えば、亜鉛に接合しない不活性材料で作製された重り（例えば石英）は、加熱する前に亜鉛の上に配置される。この追加の重りによって生じる小さな力が、接合プロセスを促進する。
【００４３】
冶金炉もしくはろう付け炉、誘導加熱、またはホットプレスなど、他の加熱源および方法を使用してもよい。
【００４４】
一実施形態では、接合プロセスは、無酸素環境（または実質的に無酸素環境）、例えば、不活性ガス雰囲気または真空で実行される。
【００４５】
このプロセスははんだ付けに似ているため、フラックス材料（例えば、腐食性物質、一部のバインダー、およびその他の化学物質を含むペースト）を使用することで、亜鉛の流れとその付着を改善できる。一実施形態では、プロセスは、バッキング上に亜鉛を融解する前に、バッキングを微量の塩化アンモニウムでプレコーティングすることを含んでもよい。塩化アンモニウムは、加熱すると分解し、塩酸を遊離する。これにより、亜鉛およびバッキングの両方の酸化膜の除去が促進され、拡散接合が改善される。未使用のフラックスは、はんだ付け後に除去できる。
【００４６】
一実施形態では、ターゲットアセンブリは、ダイカストプロセスを使用して製造されてもよい。液体亜鉛は、ターゲットバッキング（予熱または周囲温度）の直上の（例えば、加熱パスツールピペットを使用した）加熱注入システムを介して、ターゲットバッキング２０に適用され得る。一実施形態では、亜鉛は、ディスク上にレーザ融解されてもよい。
【００４７】
ターゲットアセンブリ照射
図２３は、サイクロトロンによる亜鉛ターゲットアセンブリ装置の陽子衝撃によるＧａ−６８の作製方法の一実施形態を示す。
【００４８】
ターゲットアセンブリ装置１０を製造した後、それはサイクロトロン内のターゲットステーションに配置され、所定の時間照射される。アセンブリ１０は、所定のエネルギーレベルおよびビーム電流を有する陽子ビームで衝撃を受ける。一実施形態では、サイクロトロンによってＧａ−６８を生成する方法は、
上記の固体ターゲットアセンブリのいずれかと、少なくとも１２．７ＭｅＶの陽子ビームを生成でき、ターゲット照射ステーションを有するサイクロトロンを提供するステップと、
アセンブリを照射ステーションに配置するステップと、
アセンブリに所定の時間照射するステップと、
照射装置を照射ステーションから化学処理ステーションに移送するステップと、
照射されたアセンブリ上のＺｎからＧａ−６８を化学的に分離するステップと、
分離されたＧａ−６８を収集し、保存するステップと、を含む。
【００４９】
例示的な一実施形態では、ターゲットアセンブリ１０は、最大１００μＡの電流、１２．７ＭｅＶ以下のビームエネルギー、および約１０ｍｍの直径のビームスポットを有する陽子ビームで照射される。一実施形態では、装置１０は、少なくとも５分間、かつ、およそ数時間以内、照射される。
【００５０】
放射化学的溶解、分離、および精製
図２４は、照射されたターゲットアセンブリ装置からＧａ−６８を分離する方法の一実施形態を示す。
【００５１】
所望のＧａ−６８同位体の生成に加えて、亜鉛ターゲットの照射は、Ｇａ−６４、Ｇａ−６６、Ｇａ−６７、およびＧａ−７０などの他の同位体も生成する。これらの他の放射性同位体は、経時的に（すなわち、２分から３日）減衰する。照射後、照射された亜鉛ターゲット材料に形成されるＧａ−６８は、照射されたターゲットから化学的に分離される必要がある。
【００５２】
ガリウム−亜鉛分離のための多くの化学分離手順が存在する。これらのプロトコルを照射された亜鉛ターゲットに適用してＧａ−６８を分離すると、衝撃の終了後、経時的に固有の同位体比でＧａ−６８が分離される。
【００５３】
ターゲットバッキングが銀または別の貴金属である一実施形態では、亜鉛を溶解し、標準的な精製プロトコルを実行するための強塩酸中のイオン交換クロマトグラフィに基づく精製方法が使用され得る。
【００５４】
銀は、銀支持体の表面に不溶性の塩化銀が形成されるため、塩酸に顕著には溶解しないが、一方で、亜鉛および放射性ガリウムは急速に溶解する。得られた溶液は、イオン交換分離で直ちに処理できる。
【００５５】
一実施形態では、この方法の変形形態を使用することができ、熱拡散は、Ｇａ−６８がターゲットアセンブリ１０の亜鉛層１５の表面に移動するのを支援するために使用され、次いで、溶解してから分離する必要がある亜鉛の量を最小限に抑えながら、少量の適切な酸でエッチングして、Ｇａ−６８の大部分を回収する。Ｇａ−６８のさらなる精製は、液体間抽出によって実現できる。
【００５６】
ターゲットバッキング２０がアルミニウムを含む一実施形態では、塩酸を使用することができるが、塩酸は、亜鉛とアルミニウムとの両方を溶解する。溶液中の高濃度のアルミニウムは、分離の化学的性質に影響を与える可能性があり、したがって、Ｇａ−６８製品の収率および／または純度または反応性が低下する可能性がある。例えば、１２Ｎ  ＨＣｌに浸漬して４．０ｇのアルミニウムターゲットディスクに２００ｍｇの亜鉛ペレットを溶解すると、約１５ｍｇのアルミニウムを含む塩化亜鉛溶液がもたらされる。
【００５７】
一実施形態において、亜鉛は、酢酸または硝酸を使用して、アルミニウムを含むターゲットディスクから溶解され得る。酢酸を使用する亜鉛溶解方法の一実施形態では、過酸化水素などの少量の酸化剤を加えることにより、および／または熱を加えることにより、溶解を促進することができる。得られた酢酸塩溶液を蒸発させ、その後の標準的なイオン交換分離のために塩酸に溶解することができる。あるいは、アンモニア含有溶液中での陽イオン交換により精製を実現してもよい。酢酸の亜鉛の溶解は、溶液が沸騰近くまで加熱されない限り、ゆっくりと（例えば、２００ｍｇの亜鉛ペレットの場合は２０分以上）進行する。得られる溶液には、微量のアルミニウムのみが含まれる。硝酸を使用する亜鉛溶解方法の一実施形態では、硝酸は亜鉛を選択的に溶解するが、硝酸の酸化特性は金属アルミニウム上の自然酸化物層の厚さを増加させ、それにより、酸による攻撃から保護する。亜鉛の溶解は急速に進行し、広範囲の濃度を使用できる。
【００５８】
例えば、直径１０ｍｍ、８Ｎ硝酸では、２００ｍｇの亜鉛ペレットが約１〜２分で溶解する。濃硝酸は、同様のペレットを１分未満で溶解した。〜２Ｎ  ＨＮＯ３では、溶解は≦６分で完了する。得られた硝酸塩溶液は、蒸発乾固され、標準的なイオン交換分離のために塩酸に溶解され得る。
【００５９】
この方法では、直径３５ｍｍのターゲットで、アルミニウムが０〜１．５ｍｇ（０．０６％）の範囲で〜２．５グラムのバッキングから同時に溶解する場合があり、これは、その後のＧａ−６８精製に影響しない可能性がある。酸濃度が高いほど、溶解するアルミニウムが少なくなる。
【００６０】
アルミニウムの含有量は、ターゲットバッキングの全領域を硝酸に露出させないようにすることで、例えば金属ディスクの前面の亜鉛層のみに露出させることで、さらに減らすことができる。
【００６１】
硝酸の溶解は酢酸の溶解よりもはるかに速く進行し、Ｇａ−６８の半減期が比較的短い（約６８分）ため、Ｇａ−６８分離では望ましい。
【００６２】
物質のＧａ−６８の組成物
本発明はまた、上記の方法のいずれかに従って作製された物質のＧａ−６８組成物を対象とする。
【００６３】
分離後の材料比は、衝撃終了時の同位体比、選択した化学精製プロセスの有効性、および分離を行うために必要な時間中に各同位体で生じる減衰を考慮して決定される。
【００６４】
本発明の方法は、精製後および衝撃の終了後に、
Ｇａ−６７／Ｇａ−６８が１未満、および
Ｇａ−６６／Ｇａ−６８が１未満の活性比の比率を有するＧａ−６８組成物を生成することができる。
【００６５】
陽子が照射された亜鉛ターゲットから作製されたＧａ−６８組成物に存在する不純物は、亜鉛出発物質の化学組成物および同位体組成物に依存する。例えば、亜鉛の出発原料が純度１００％のＺｎ−６８である場合、陽子エネルギーが１２．７ＭｅＶを超えると予想される不純物はＧａ−６７のみである。
【００６６】
実験例では、
Ｚｎ−７０：０．０２％
Ｚｎ−６８：９９．２６％
Ｚｎ−６７：０．６１％
Ｚｎ−６６：０．１０％
Ｚｎ−６４：０．０１％
の材料を含む亜鉛部分１５を備えたターゲット装置１０は、１３ＭｅＶおよび５μＡの陽子ビームで３１分４９秒照射され、衝撃の終了後に、ターゲット材料には、
Ｇａ−６８：９９．９７０％
Ｇａ−６７：０．０２４％
Ｇａ−６６：０．００９％の放射性同位体が含まれる。
【００６７】
他の材料に対するターゲット材料のＺｎ−６８の割合は、照射後のターゲット材料で作成されたＧａ−６８の相対的割合に直接関係する。言い換えれば、ターゲット材料の前照射におけるＺｎ−６８の割合が大きいほど、照射後のターゲット材料のＧａ−６８の割合が大きくなる。
【００６８】
他の照射では、出発物質の組成および照射時間に応じて異なる結果が得られる。Ｇａ−６８の半減期はＧａ−６６およびＧａ−６７の半減期より短いため、照射中、Ｇａ−６８はＧａ−６６およびＧａ−６７の前に飽和に近づく。
【符号の説明】
【００６９】
１０  ターゲットアセンブリ装置
１５  亜鉛部分
２０  ターゲットバッキング
２２  （ターゲットバッキングの）前面
２４  （ターゲットバッキングの）側面
２９  （ターゲットバッキングの）背面
２５  凹部
２６  （凹部の）側壁
２８  凹部床
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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