碳-14放射性标记系统及方法与流程

1.本发明的实施例涉及碳化合物技术领域，尤其涉及一种
14
c放射性标记系统及方法。


背景技术：

2.采用放射性标记方法是用易于检测的一种或两种放射性核素对化合物打上“记号”的方法。标记后的化合物，除了具有特定的放射性，还具有足够的比活度和放化纯度外，其化学和生物学性质与无标记的相应化合物相同，或在实用意义上非常近似。目前，常采用
14
c标记化合物，
14
c标记化合物具有低毒、高比活度、易合成及优越的放射自显影性质等许多优点，是一种理想的示踪剂。
3.然而，由于大气环境中存在co2，若是co2对
14
co2造成污染，则会影响
14
c标记化合物的比活度，因此，不易在实验室中制备无杂质的
14
c来源。


技术实现要素：

4.本发明实施方式提供一种
14
c放射性标记系统及方法。
5.本发明实施方式的一种
14
c放射性标记系统，包括：至少一个标记装置，其内设置有待标记物；反应装置，其内设置有第一反应试剂；滴液装置，用于被控地向反应装置提供第二反应试剂，以通过第二反应试剂与第一反应试剂发生反应生成
14
co2；其中，
14
co2能够被控地流向任意一个标记装置，以对待标记物进行
14
c标记；将反应装置和滴液装置串联形成主管道，每个标记装置并联至主管道。
6.本发明实施方式的一种
14
c标记及方法，方法包括以下步骤：控制
14
c放射性标记系统的各个装置处于断开状态；向标记装置内放置待标记物，向反应装置内放置第一反应试剂，向滴液装置内放置第二反应试剂；控制标记装置处于低温状态，并去除
14
c放射性标记系统内的杂质气体；控制标记装置处于低温状态，并控制生成
14
co2；控制标记装置处于常温状态，并对待标记物进行
14
c标记；标记完成后，控制标记装置自常温状态转换成低温状态；在标记装置处于低温状态的前提下，回收主管道及所有标记装置内的
14
co2。
7.本发明实施方式的一种
14
c放射性标记系统中，利用第一反应试剂和第二反应试剂发生反应生成
14
co2，可以在实验室中制备
14
co2，进而有效利用
14
co2气体进行
14
c标记待标记物。
8.本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
9.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
10.图1是本发明一种实施方式的
14
c放射性标记系统的连接示意图；
11.图2是本发明另一种实施方式的
14
c放射性标记系统的连接示意图；以及
12.图3是本发明一种实施方式的
14
c放射性标记方法的流程图。
13.主要元件符号说明：
14.10、
14
c放射性标记系统；11、主管道；
15.100、标记装置；
16.200、反应装置；210、第一瓶口；220、第二瓶口；230、第三瓶口；
17.300、滴液装置；400、干燥装置；
18.500、回收装置；510、碱液吸收瓶；520、冷阱；
19.600、真空泵；700、充惰气装置；
20.810、压力表；820、真空计；
21.900、控压装置；
22.20、第一控制阀门；21、第二控制阀门；22、第三控制阀门；23、第四控制阀门；24、第五控制阀门；25、第六控制阀门；26、第七控制阀门；27、第八控制阀门；28、第九控制阀门；29、第十控制阀门；30、第十一控制阀门；31、第十二控制阀门。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.图1是本发明一种实施方式的
14
c放射性标记系统10的连接示意图。参见图1，
14
c放射性标记系统10包括至少一个标记装置100、反应装置200和滴液装置300。至少一个标记装置100内设置有待标记物。反应装置200内设置有第一反应试剂。滴液装置300用于被控地向反应装置200提供第二反应试剂，以通过第二反应试剂与第一反应试剂发生反应生成
14
co2。其中，
14
co2能够被控地流向任意一个标记装置100，以对待标记物进行
14
c标记；将反应装置200和滴液装置300串联形成主管道11，每个标记装置100并联至主管道11。
25.进一步地，第一反应试剂可以配置成碳酸盐，例如：碳酸钡。第二反应试剂可以配置成酸性溶液，例如：浓硫酸。标记装置100、滴液装置300和反应装置200可以采用玻璃制反应瓶。主管道11的材质可以为内抛光316不锈钢管，便于安装前清洗，以避免管内壁吸附杂质气体，导致杂质气体污染
14
co2。由于安装时，杂质气体如环境中的空气可以会吸附在管内壁，影响
14
co2的纯净度。
26.进一步地，滴液装置300可以采用恒压滴液漏斗，可以在滴液装置300和反应装置200之间设置控制阀门，一方面可以通过控制阀门控制滴液装置300和反应装置200之间通路的通断；另一方面可以利用控制阀门控制第二反应试剂供向第一反应试剂的速度，进而控制
14
co2生成的速度。由于整个标记系统10处于密封状态，为保证安全性，
14
co2生成的速度需要较为缓慢，因此可以通过控制阀门的大小来控制
14
co2生成的速度，进而控制系统内气体压力的增长速度。
27.进一步地，所有的控制阀门可以采用波纹管阀门，波纹管阀门的阀体材料为316不锈钢，耐压在30大气压以上，控制阀门的泄漏率小于4
×
10-9
ml/s，控制阀门的开关设计寿命超过上万次，使用温度范围-23～148℃。控制阀门、主管道11和系统内所有装置的连接可以
采用专门配备的不锈钢卡套连接。
28.进一步地，标记装置100的数量可以根据具体试验时进行决定。每个标记装置100都可以单独进行对位于其内的待标记物进行
14
c标记反应。
29.参见图1，
14
c放射性标记系统10还包括干燥装置400。干燥装置400串联至主管道11。干燥装置400位于反应装置200的气体出口处。干燥装置400用于对反应生成的
14
co2进行干燥。
30.在一些实施例中，干燥装置400中放置有干燥剂。由于本实施例中的
14
co2第二反应试剂与第一反应试剂发生反应生成的，因此生成的
14
co2可能会携带水蒸气，而标记反应需要处于无氧无水状态，水蒸气会影响标记反应的进行，所以放置在反应装置200的气体出口处的干燥装置400可以很好地吸附水蒸气。
31.参见图1，反应装置200配置成三口反应瓶。三口反应瓶至少具有三个瓶口：第一瓶口210、第二瓶口220和第三瓶口230。第一瓶口210连接至滴液装置300。第二瓶口220连接至干燥装置400。第三瓶口230能够通过第三瓶口230向三口反应瓶提供第一反应试剂。
32.参见图1，
14
c放射性标记系统10还包括回收装置500。回收装置500用于在对待标记物进行
14
c标记后回收主管道11及所有标记装置100内的
14
co2。
33.参见图1，回收装置500包括碱液吸收瓶510和冷阱520。碱液吸收瓶510用于将
14
co2以固态的形式进行回收。冷阱520用于将
14
co2以液态或固态的形式进行回收。其中，碱液吸收瓶510和冷阱520依次串联至主管道11。
34.进一步地，通过
14
co2可以和碱液吸收瓶510内的碱液反应生成固态物质，再对该固态进行回收。碱液吸收瓶510会吸收大部分的
14
co2，剩余
14
co2会被冷阱520回收。
35.进一步地，冷阱520全部由316不锈钢加工而成。利用冷阱520将系统内的
14
co2以冷冻的方式形成固态物质或液态物质，再对该固态物质或液态物质进行回收。
36.参见图1，
14
c放射性标记系统10配置成密封状态，
14
c放射性标记系统10还包括真空泵600和充惰气装置700。真空泵600串联至主管道11，真空泵600用于被控地对系统抽真空。充惰气装置700并联至主管道11，充惰气装置700用于向主管道11提供惰性气体。其中，真空泵600和充惰气装置700用于在第一反应试剂和第二反应试剂接触之前去除放射性标记系统10内的杂质气体，以保证主管道11内的气体成分。
37.进一步地，充惰气装置700提供的惰性气体可以为氦气、或氮气等比空气轻的惰性气体，以携带系统内的空气被抽真空。
38.进一步地，真空泵600可以配置成旋片式真空泵600。
39.参见图1，
14
c放射性标记系统10还包括压力表810、真空计820和控压装置900。压力表810并联连接至主管道11，压力表810用于在负压压力和正压状态下测量系统内的气压压力。真空计820并联连接至主管道11，真空计820用于压力表810的读数小于-1.0的状态下测量系统内的气体压力。控压装置900并联至主管道11，控压装置900用于降低流向系统内
14
co2的压力。真空计820、压力表810和控压装置900并联连接。
40.进一步地，控压装置900可以采用体积较大的瓶子。控压装置900可以由316不锈钢加工而成。通过在控压装置900连接至主管道11的分支管道上设置有控制阀门，利用控制阀门控制控压装置900与主管道11在连通状态和断开状态之间转换。由于整个标记系统10处于密封状态，为保证安全性，
14
co2生成的速度需要较为缓慢，因此，一方面可以通过断开或
连通控压装置900和主管道11之间的通路来缓解系统内的气体压力；另一方面可以通过断开或连通控压装置900和主管道11之间的通路来控制系统内气体压力的增长速度。
41.进一步地，压力表810主要用于测量
14
c放射性标记系统10的真空度和压力，以在生成
14
co2气体过程中控制
14
co2气体压力。真空计820用于测量
14
c放射性标记系统10的绝对压力，在生成
14
co2气体前监测系统真空度，在回收
14
co2气体过程中监测系统中残留的
14
co2气体量。
42.14
c放射性标记系统10还包括控温装置(图中未显示)。控温装置用于控制标记装置100的温度，使得标记装置100具有低温状态和常温状态。其中，当标记装置100处于低温状态时，去除放射性标记系统10内的杂质气体，和回收主管道11及所有标记装置100内的
14
co2；当标记装置100处于常温状态时，对位于标记装置100内的待标记物进行
14
c标记。
43.进一步地，当需要使标记装置100处于低温状态时，可以用低温浴液的方式将标记装置100冷却至-50℃以下；当需要使标记装置100处于常温状态时，可以将冷源移离，以使标记装置100的温度上升至常温。
44.图3是本发明一种实施方式的
14
c放射性标记方法的流程图。参见图3，
14
c放射性标记方法放射性标记方法包括步骤：s3010至s3070。在进行步骤s3010前，需要先将
14
c放射性标记组装，通过管道将所有装置和控制阀门连接。
45.s3010：控制
14
c放射性标记系统10的各个装置处于断开状态。
46.s3020：向标记装置100内放置待标记物，向反应装置200内放置第一反应试剂，向滴液装置300内放置第二反应试剂。在各个分支管道和主管道11均处于断开状态时，可以向标记装置100、反应装置200和滴液装置300内放置物体。还可以向干燥装置400内放置干燥剂，向碱液吸收瓶510内放置好碱性溶液。
47.s3030：控制标记装置100处于低温状态，并去除
14
c放射性标记系统10内的杂质气体。
48.s3040：控制标记装置100处于低温状态，并控制生成
14
co2。
49.s3050：控制标记装置100处于常温状态，并对待标记物进行
14
c标记。
50.s3060：标记完成后，控制标记装置100自常温状态转换成低温状态。
51.s3070：在标记装置100处于低温状态的前提下，回收主管道11及所有标记装置100内的
14
co2。
52.在一些实施例中，s3030包括以下步骤：s3031至s3035。
53.s3031：将控温装置放置于标记装置100的周侧，以使标记装置100处于低温状态。
54.s3032：控制真空泵600、冷阱520、碱液吸收瓶510、所有标记装置100、控压装置900、干燥装置400、反应装置200、压力表810和真空计820处于连通状态。
55.s3033：控制真空泵600开始工作，以对处于连通状态的管道和装置进行抽真空处理。
56.s3034：当压力表810的读数为-1.0时，控制真空泵600和真空计820处于断开状态，控制充惰气装置700处于连通状态，以向处于连通状态和管道和装置进行充惰性气体处理。
57.s3035：当压力表810的读数为0时，控制充惰气装置700处于断开状态，控制真空泵600处于连通状态，以对处于连通状态的管道和装置进行抽真空处理，不仅将系统内的空气抽干净，还需要将惰性气体抽干净。
58.在一些实施例中，多次重复对处于连通状态的管道和装置进行抽真空处理以及进行充惰性气体处理。
59.进一步地，在去除放射性标记系统10内的杂质气体后，可以对
14
c放射性标记系统10的泄露性进行检验，避免环境中的杂质气体进行标记系统10中，提高生成的
14
co2的纯净度。系统真空维持情况是：24小时，系统升压小于5.0pa；48小时，系统升压小于7.5pa；72小时，系统升压小于10.0pa。在一些实施例中，
14
c放射性标记系统10的泄漏率小于3.3
×
10-6
pa
·
l
·
s-1
。在一些实施例中，
14
c放射性标记系统10的绝对压力可达到10-2
pa量级。
60.在一些实施例中，s3040包括以下步骤：s3041至s3045。
61.s3041：将控温装置放置于标记装置100的周侧，以使标记装置100处于低温状态。
62.s3042：当真空计820的读数小于或等于0.1pa时，控制真空泵600、冷阱520、碱液吸收瓶510、所有标记装置100、控压装置900、真空计820、充惰气装置700和滴液装置300处于断开状态。当真空计820的读数小于或等于0.1pa时，表示杂质气体已经全部抽空。
63.s3043：控制滴液装置300处于连通状态，以向反应装置200的第一反应试剂中滴加第二反应试剂，使得第二反应试剂与第一反应试剂发生反应生成
14
co2。在第二反应试剂与第一反应试剂发生反应生成
14
co2的过程中，控制标记装置100处于断开状态，是为了防止生成的
14
co2的流向标记装置100的速度过快，系统内气体的压力不受控导致意外的发生。
64.s3044：当压力表810的读数为0时，控制至少一个标记装置100处于连通状态，以向处于连通状态的标记装置100提供
14
co2。由于生成的
14
co2会流向标记装置100，系统内的压力会逐渐下降，又由于第一反应试剂和第二反应试剂同时一直在发生反应，因此系统内的压力会逐渐上升。
65.s3045：当压力表810的读数上升至0时，先控制滴液装置300处于断开状态，再控制处于连通状态的标记装置100转变为断开状态。
66.在一些实施例中，s3050包括以下步骤：s3051至s3052。
67.s3051：将控温装置移离标记装置100的周侧，以使标记装置100处于常温状态。
68.s3052：在密封状态下，控制待标记物与位于标记装置100内的
14
co2进行标记反应。
69.在一些实施例中，s3070包括以下步骤：s3071至s3072。
70.s3071：将控温装置放置于标记装置100的周侧，以使标记装置100处于低温状态。
71.s3071：控制冷阱520、碱液吸收瓶510和进行至少一个标记装置100处于连通状态，以回收主管道11及所有标记装置100内的
14
co2。
72.在一些实施例中，方法还包括以下步骤：s3080至s3090。
73.s3080：回收
14
co2后，将进行标记反应的标记装置100拆除。
74.s3090：对进行
14
c标记的待标记物进行纯化与分析。
75.下面举例对
14
c放射性标记方法整个流程进行说明，但并非对此进行限制。参见图1，
14
c放射性标记系统10包括依次连接的真空泵600、冷阱520、碱液吸收瓶510、干燥装置400、反应装置200和滴液装置300，串联形成主管道11，两个标记装置100分别并联至主管道11，控压装置900并联至主管道11，充惰气装置700并联至主管道11，压力表810并联至主管道11，真空计820并联至主管道11。在真空泵600和冷阱520之间设置有第一控制阀门20，在冷阱520的其余端设置有第二控制阀门21，在冷阱520和碱液吸收瓶510之间设置有第三控制阀门22，在碱液吸收瓶510和干燥装置400之间设置有第四控制阀门23，在真空计820和主
管道11之间设置有第五控制阀门24，在其中一个标记装置100和主管道11之间设置有第六控制阀门25，在充惰气装置700和主管道11之间设置有第七控制阀门26，在其中另一个标记装置100和主管道11之间设置有第八控制阀门27，在压力表810和主管道11之间设置有第九控制阀门28，在控压装置900和主管道11之间设置有第十控制阀门29，在干燥装置400和反应装置200之间设置有第十一控制阀门30，在反应装置200和滴液装置300之间设置有第第十二控制阀门31。
76.参见图1，主管道11可以采用四通阀进行连接。图2是本发明另一种实施方式的
14
c放射性标记系统10的连接示意图。参见图2，主管道11可以采用三通阀进行连接。
77.14
c放射性标记方法包括以下步骤：
78.控制第一控制阀门20至第十二控制阀门31处于关闭状态。
79.向标记装置100内放置待标记物，向反应装置200内放置第一反应试剂，向滴液装置300内放置第二反应试剂。
80.控制放置有待标记物的标记装置100处于低温状态。
81.控制第一控制阀门20、第三控制阀门22、第四控制阀门23、第五控制阀门24、第六控制阀门25、第八控制阀门27、第九控制阀门28、第十控制阀门29和第十一控制阀门30处于打开状态，控制第二控制阀门21、第七控制阀门26和第十二控制阀门31处于打开状态，控制第二控制阀门21、第七控制阀门26和第十二控制阀门31处于关闭状态。
82.真空泵600开始工作，控制真空泵600开始对处于连通状态的管道和装置进行抽真空。
83.当压力表810的读数为-1.0的时候，控制第一控制阀门20和第五控制阀门24从打开状态转换至关闭状态，控制第七控制阀门26从关闭状态转换至打开状态，以使充惰气装置700处于连通状态，开始向管道内充入氦气。当压力表810的读数为0时，控制第七控制阀门26从打开状态转换至关闭状态，控制第一控制阀门20从关闭状态转换至打开状态。
84.当压力表810的读数为-1.0的时候，控制第一控制阀门20和第五控制阀门24从打开状态转换至关闭状态，控制第七控制阀门26从关闭状态转换至打开状态，以使充惰气装置700处于连通状态，开始向管道内充入氦气。
85.当压力表810的读数为0时，控制第七控制阀门26从打开状态转换至关闭状态，控制第一控制阀门20从关闭状态转换至打开状态。
86.控制第五控制阀门24从关闭状态转换至打开状态，当真空计820的读数低于0.1pa时，控制第一控制阀门20、第三控制阀门22、第四控制阀门23、第五控制阀门24、第六控制阀门25、第八控制阀门27和第十控制阀门29从打开状态转换至关闭状态。
87.控制第十二控制阀门31从关闭状态转换至打开状态，开始向反应装置200中增加酸性溶液，以通过第二反应试剂与第一反应试剂发生反应生成
14
co2。当压力表810的读数为0时，控制第六控制阀门25和第八控制阀门27从关闭状态转换至打开状态，使得两个标记装置100连通至主管道11，向两个标记装置100中提供
14
co2，压力表810的读数会下降。
88.当压力表810的读数重新为0时，先控制第十二控制阀门31从打开状态转换至关闭状态，再控制第六控制阀门25和第八控制阀门27从打开状态转换至关闭状态。
89.将两个标记装置100从低温状态转至常温状态，使得标记反应在常温状态下进行。等到标记完成后，将两个标记装置100从常温状态转至低温状态，控制第三控制阀门22、第
四控制阀门23、第六控制阀门25和第八控制阀门27从关闭状态转换至打开状态，进行
14
co2的回收。
90.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
91.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
92.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
93.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
94.尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。