阅读说明：本技术 一种18f标记的气溶胶化正电子显像剂及其制备方法 (A kind of18F-labeled aerosolised positron imaging agent and preparation method thereof ) 是由 范兼睿 刘小姣 徐风友 张昕婷 汪玥 沈高青 李志林 曹盼 鲍育泓 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种～(18)F标记的气溶胶化正电子显像剂及其制备方法,该具体步骤如附图1所示：先用射流比例器将HF溶液按一定比例加入到超纯水中,配成所需浓度的HF溶液,再用回旋加速器产生含H～(18)F的H-(2)～(18)O溶液,分别通过螺杆泵和空气压缩机给H～(18)F溶液和气体加压,最后输送到超音速气溶胶化喷嘴进行气溶胶化,得到～(18)F标记的气溶胶化正电子显像剂。该显像剂适用于腔体内部不能直接填充液态或固态溶剂的待检测复杂件,利用正电子湮没技术可研究凝聚态物质的缺陷和相变,能得到待检测复杂件内部有关缺陷种类、尺寸及其分布的详尽信息,可广泛应用于无损检测领域。(The invention provides a 18 An F-labeled aerosolized positron imaging agent and a preparation method thereof, the specific steps are shown in the attached figure 1: adding HF solution into ultrapure water according to a certain proportion by using a jet flow proportioner to prepare HF solution with required concentration, and then using a cyclotron to produce H-containing solution 18 H of F 2 18 O solution, and feeding H through screw pump and air compressor 18 Pressurizing the solution F and gas, and delivering to supersonic aerosolation nozzle for aerosolation to obtain 18 An F-labelled aerosolized positron emission tomography agent. The imaging agent is suitable for complex parts to be detected, wherein liquid or solid solvents cannot be directly filled in a cavity, and defects and phase changes of condensed substances can be researched by using positron annihilation technology, so that related matters in the complex parts to be detected can be obtainedThe detailed information of the defect types, sizes and distribution thereof can be widely applied to the field of nondestructive testing.)

一种18F标记的气溶胶化正电子显像剂及其制备方法

技术领域

本发明属于显像剂技术领域，特别涉及一种¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂及其制备方法。

背景技术

1932年美国物理学家Carl D.Andeson等人在研究宇宙射线的运动轨迹时，证实了Paul A.Dirac预言的正电子存在，1950年美国科学家David.E.Kurl首先提出了正电子发射断层成像技术概念。利用正电子湮没研究凝聚态物质的缺陷和相变能得到许多有关缺陷种类、尺寸及其分布的详尽信息。正电子湮没技术能进行原位测量，测量过程中还可以改变样品的温度和其他条件，对于无损检测具有重要价值。

当显像剂注入到待检测复杂件时会在其内部伴随着正电子的产生，可以采用正电子发射断层显像技术对其进行无损检测，而这种注入式正电子湮没γ光子3D成像无损检测方法具有穿透力强、成像精度高、可在高温、高压等恶劣环境开展等优势。

正电子在自然状态下不稳定，与电子结合会发生湮没事件，产生γ光子，常规正电子的获取途径有两种：核素β⁺衰变和轫致辐射光子诱发正电子。

核素β⁺衰变产生正电子方法是利用回旋加速器或反应堆生成缺中子的核素，如²²Na，⁶⁴Cu，⁵⁸Co，¹⁸F，例如核素在医疗领域被广泛用来合成超短半衰期正电子显像剂，将核素标记到某些有机物溶液，生成半衰期为几分钟到几小时不等的正电子显像剂，如氟代脱氧葡萄糖、脂肪酸、蛋白质等，这些正电子显像剂可以被特定的人体器官吸收，并呈现出吸收部位的病变情况，根据器官对显像剂的吸收情况达到疾病诊断的目的，因该技术能够确诊早期癌症、肿瘤等疾病，从而被广泛用于医疗行业。

轫致辐射光子诱发正电子湮没方法是利用能量为数十兆电子伏的直线加速器产生高能γ射线，经过准直处理后直接打入材料内部，并与材料内部的原子核产生轫致辐射，再通过电子对效应产生正电子。

由于轫致辐射光子诱发正电子湮没方法成本高昂、辐射危害巨大，核素β⁺衰变方法作为人们常用的正电子获取途径，核素以离子形式存在，要想核素在工业检测时产生正电子，必须要事先将核素均匀标记到溶剂中，当溶剂为气体时，如空气、CO₂等，这样溶剂在待测复杂件内腔中发生物理或化学反应时会持续产生正电子。此时的显像剂为气溶胶状，气溶胶指固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系，其中颗粒物质则被称作悬浮粒子，其粒径大小多在0.01-10微米之间。

目前由回旋加速器产生的显像用正电子核素¹⁸F，¹³N，¹¹C和¹⁵O等，除¹⁸F具有109min的物理半衰期外，其余核素的物理半衰期都非常短，其中¹⁵O仅122s，所以¹⁸F有利于合成标记。氟的化学性质活泼，易将化合物氧化为氟化物。氟与有机化合物发生取代反应后形成有机氟化合物，由于C-F键的键能极高，有机氟化物有良好的表面活性、热稳定性、化学稳定性和抗氧化性。目前最常用的¹⁸F其化学性质类似于H和氢氧根OH，易于标记各种有机化合物，制成发射正电子的放射性物质。

发明内容

发明目的：针对气态溶剂中加入显像剂的问题，提出一种¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂及其制备方法，从而提供一种气态溶剂正电子标记显像剂制备的设计思路。为了实现该目的，本发明所采用的步骤是：

技术方案：一种¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂及其制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用射流比例器将HF溶液按一定比例加入到超纯水中，配成所需浓度的HF溶液；

步骤2：用回旋加速器产生含H¹⁸F的H₂ ¹⁸O溶液；

步骤3：螺杆泵将H¹⁸F溶液加压到设定的压力；

步骤4：用空气压缩机将气体加压到要求的压力；

步骤5：将一定压力的液体和空气输送到超音速气溶胶化喷嘴进行气溶胶化，得到¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂。

有益效果：本发明的¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂制备方法为气态溶剂进行正电子标记提供一种设计思路，制备出的显像材料可应用于无损检测领域。

附图说明

图1是¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂制备的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施案例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如附图1所示，是本发明的¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂制备流程示意图，实施例1具体内容如下：

(一)制备设备：

设备1：组合式压力流量计

设备2：回旋加速器

设备3：空气压缩机

设备4：螺杆水泵

设备5：超音速气溶胶化喷嘴，在超音气溶胶化喷嘴的喷头前端装有一个特殊设计的钛合金材质的超音波产生器，利用流体高速撞击钛金属产生的能量，让钛合金超声波产生器发出高频震荡，原先已经气溶胶化的液滴受到高频的超音波震荡后再次微气溶胶化，产生微米级液滴。由于这种喷嘴的工作压力较宽，气流在亚声速条件下，都可以得到较高的声压，并且气溶胶化处理量大，结构简单，工作可靠，成本较低。

设备6：试验管路

设备7：截止阀

设备8：工业量角器

设备9：计时器

设备10：喷雾激光粒度仪

(二)制备材料：

材料1：HF溶液

材料2：超纯水

(三)制备步骤：

步骤1：如图1连接好试验平台后，启动螺杆泵后观察供水管路的是否漏水，保证水路的密闭性。启动空气压缩机观察供气管路是否漏气，保证供气管路的气密性；

步骤2：用射流比例器将HF溶液按所需比例加入到超纯水中，配成一定浓度的HF溶液；

步骤3：通过回旋加速器生产出含H¹⁸F的H₂ ¹⁸O溶液；

步骤4：开启截止阀，通过超音速气溶胶化喷嘴进行气溶胶化，调节螺杆水泵使液体管路的压力达到设定的压力，得到¹⁸F标记的气溶胶化正电子显像剂；

(四)质控实验：

主要的目的是证实含H¹⁸F的气溶胶是均匀分布的。

步骤1：观察气体压力和液体压力，当压力稳定后，开启喷雾激光粒度仪，选取沿喷雾轴向距喷头300、500、700mm处3个位置进行液滴粒径分布情况的测定；

步骤2：竖直匀速缓慢连续移动喷嘴，使光束在气溶胶截面上扫描，记录整个气溶胶截面的粒子分布情况。每次测量设定为15min，同时记录测量相关数据：时间、气压、水压、气量、水量、气溶胶化平均粒度；

步骤3：做3次及3次以上在相同水压、气压、时间下的试验，对比每次相关数据，如数据无偏差，确认数据有效；如数据相差较大，分析原因，消除误差。