一种用于核素发生器的压缩式定量填柱装置及使用方法

技术领域

本发明涉及放射化学技术领域，具体涉及一种用于核素发生器的压缩式定量填柱装置及使用方法。

背景技术

利用放射性同位素可对心脑血管、恶性肿瘤、神经退行性等重大疾病进行诊断治疗，因此放射性同位素的分离提取就成为核医学发展过程中的关键技术。针对其中应用较为广泛的短半衰期核素，因其特殊的核性质，一般采用放射性核素发生器制备，将半衰期较长的母体核素固定在发生器分离柱上，经过衰变生成短半衰期子体核素后，利用淋洗液将其洗脱分离，获得子体核素并用以核医学诊疗使用，目前常用的放射性核素发生器制备的子体核素包括

在用于放射性核素分离提取的发生器装填制备过程中，常用的方法为湿法填柱。湿法填柱主要依靠水流驱替将柱填料装填至分离柱内，虽然收集速度较快，但是在装填过程中其柱填料的质量及体积、堆积情况及孔隙体积无法定量化控制，致使用于放射性核素分离提取的发生器质量不均一、重复性差，柱体积过大也会导致淋洗曲线峰宽、滞后。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于核素发生器的压缩式定量填柱装置及使用方法，实现柱填料的定量化装填，并且柱填料的颗粒堆积密度及孔隙体积的可调控，从而改善淋洗曲线的峰宽，提高淋洗液的放射性活度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于核素发生器的压缩式定量填柱装置，包括称量装置、冲水泵、分装系统和压缩式分离柱；

所述称量装置用于定量称取柱填料；

所述冲水泵与称量装置并联设置，用于将称量后的柱填料冲填至分装系统；

所述分装系统至少包括一个缓冲体，所述缓冲体用于使柱填料累积至所需体积；所述缓冲体的入口端通过第一管道与称量装置的出口连接，所述缓冲体的出口端通过第二管道与压缩式分离柱连接，所述缓冲体的入口端和出口端分别设置有开关阀门和总控式开关阀门；

所述压缩式分离柱用于压缩柱填料。

本发明通过称量装置实现了定量称取柱填料，通过将称量装置、分装系统和压缩式分离柱顺次连接，并且将定量称量后的柱填料先在分装系统的缓冲体中实现柱填料累积，使柱填料累积至所需体积后，再装填至压缩式分离柱，实现了柱填料的定量化分装；同时，可通过压缩式分离柱用于压缩柱填料至孔隙体积达到设定值，实现了柱填料的颗粒堆积密度及孔隙体积的可调控。

综上，本发明所述压缩式定量填柱装置实现了柱填料的定量化装填，并且柱填料的颗粒堆积密度及孔隙体积的可调控，从而改善淋洗曲线的峰宽，提高淋洗液的放射性活度。

进一步地，称量装置包括装载体、称量天平和控制单元；

所述装载体上设置有柱填料入口和柱填料出口，所述柱填料出口通过第一管道与缓冲体连接；

所述称量天平用于称量装载体的重量；

所述控制单元用于设置所需参数，以及计算柱填料的重量。柱填料的重量的计算过程为：

在控制单元内存储有装载体的自重，所述柱填料的重量等于称量天平所称量的重量减去装载体的自重，而设置的所需参数包括设定的柱填料的重量，因此，通过设定的柱填料的重量和装载体的重量之和，可确定称量天平所需称量的总重量，即可直接根据监测的称量天平所需称量的总重量或经过计算后的柱填料的重量控制柱填料入口的进料。

具体地，所述的称量装置的控制单元可以为触控一体机；所述的触控一体机可以通过触摸屏设置所需参数，得到指定重量的柱填料。

进一步地，冲水泵包括注射泵、蠕动泵、恒流泵或柱塞泵等可以输送流体的动力泵。

进一步地，分装系统包括多个并联设置的缓冲体，且所述缓冲体与压缩式分离柱一一对应，实现控制批次化的柱填料装填，以节省操作时间。

进一步地，缓冲体为透明柱体，便于观察；透明柱体上设置有刻度，可量化柱填料体积。

透明的缓冲体实现了可视化，可直接观察缓冲体内柱填料的堆积情况，并观察充填流动溶液对柱填料的驱替情况，避免柱填料的残留。并且，所述的刻度可直观体现缓冲体内柱填料的堆积体积。

进一步地，压缩式分离柱设置有进液口和出液口，所述压缩式分离柱的顶部设置有磨砂密封口，在所述磨砂密封口处插设有压缩柱，所述压缩柱用于对柱填料进行压缩处理。

进一步地，压缩式分离柱采用石英玻璃等透明材料制成。

优选地，磨砂密封口材质包括磨砂玻璃；且当压缩式分离柱正放时，所述的磨砂密封口上端比下端稍小，以保证和磨砂密封口相匹配，实现固定不掉落的目的。

进一步地，还包括铅罐屏蔽器，所述压缩式分离柱设置在铅罐屏蔽器内。铅罐屏蔽器用于实现对压缩式分离柱的屏蔽保护。

基于上述压缩式定量填柱装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、根据待分离放射性核素的种类，将柱填料加入至称量装置中，称取所需重量的柱填料；

S2、打开开关阀门，利用冲水泵将柱填料冲填至分装系统中的缓冲体，待柱填料在缓冲体内累计至所需体积后，打开总控式开关阀门，将柱填料注入压缩式分离柱中，实现装填；

S3、利用压缩式分离柱的压缩柱压缩柱填料的体积至所需后，将压缩柱重新放置于原位，随后用冲洗液进行循环淋洗，淋洗液在压缩式分离柱的出口端进行收集。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明压缩式定量填柱装置通过将称量装置、分装系统和压缩式分离柱顺次连接，其中，称量装置实现了定量称取柱填料，并且，分装系统的缓冲体中实现柱填料累积，使柱填料累积至所需体积后，再装填至压缩式分离柱，实现了柱填料的定量化分装；同时，可通过压缩式分离柱用于压缩柱填料至孔隙体积达到设定值，实现了柱填料的颗粒堆积密度及孔隙体积的可调控。即本发明所述压缩式定量填柱装置实现了柱填料的定量化装填，并且柱填料的颗粒堆积密度及孔隙体积的可调控，从而改善淋洗曲线的峰宽，提高淋洗液的放射性活度。

2、本发明的压缩式分离柱包括具有压缩柱、磨砂密封口的柱，材质为石英玻璃等透明制品，利用压缩柱以实现柱填料孔隙体积的可控，因磨砂密封口的遮挡，可满足分离柱的密封性能要求。

3、本发明不仅可以实现柱填料的定量化装填，其控制精度远高于当前人工控制装填量，而且能够通过装填不同的柱填料，形成不同的核素发生器制备流程，用于不同的核素分离工艺。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明压缩式定量填柱装置的结构示意图；

图2为本发明压缩式分离柱的结构示意图；

图3为本发明实施例1的注射式分离柱，分别为柱填料压缩后(左)和未处理前(右)的对比示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-称量装置、2-冲水泵、3-开关阀门、4-分装系统、5-总控式开关阀门、6-铅罐屏蔽器、7-压缩式分离柱、8-压缩柱、9-磨砂密封口、10-缓冲体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1-图3所示，一种用于核素发生器的压缩式定量填柱装置，包括称量装置1、冲水泵2、分装系统4和压缩式分离柱7。

称量装置1用于定量称取柱填料；称量装置1的一种具体结构为：

称量装置1包括装载体、称量天平和控制单元；

所述装载体上设置有柱填料入口和柱填料出口，所述柱填料出口通过第一管道与缓冲体10连接；

所述称量天平用于称量装载体的重量；

所述控制单元用于设置所需参数，以及计算柱填料的重量。控制单元具体可以是触控一体机；所述的触控一体机可以通过触摸屏设置所需参数，得到指定体积及重量的柱填料。

冲水泵2与称量装置1并联设置，用于将称量后的柱填料冲填至分装系统4，即称取的柱填料被冲水泵2中的流动溶液冲洗至分装系统4中；所述冲水泵2为注射泵、，也可以是蠕动泵、恒流泵或柱塞泵，冲水泵2为定量称取的柱填料提供动力水流，通过调速从而带动其柱填料的流动。

所述分装系统4至少包括一个缓冲体10，所述缓冲体10用于使柱填料累积至所需体积；所述缓冲体10的入口端通过第一管道与称量装置1的出口连接，所述缓冲体10的出口端通过第二管道与压缩式分离柱7连接，所述缓冲体10的入口端和出口端分别设置有开关阀门3和总控式开关阀门5。

其中，第一管道和第二管道均可以是软管。通过开关阀门3控制柱填料流动至缓冲体10中，分装系统4与压缩式分离柱7入口通过软管连接，通过总控式开关阀门5进行柱填料定量化装填控制。

在一个优选案例中，分装系统4包括多个并联设置的缓冲体10，且所述缓冲体10与压缩式分离柱7一一对应；以实现批次化的柱填料定量化装填控制。

在一个优选案例中，所述缓冲体10为透明柱体，透明柱体具体可以是玻璃柱体；所述透明柱体上设置有刻度。

透明的缓冲体10实现了可视化，可直接观察缓冲体10内柱填料的堆积情况，并观察充填流动溶液对柱填料的驱替情况，避免柱填料的残留。并且，所述的刻度可直观体现缓冲体10内柱填料的堆积体积。

压缩式分离柱7用于压缩柱填料、用于实现放射性核素的分离。压缩式分离柱7的其中一种具体结构为：

所述压缩式分离柱7设置有进液口和出液口。

在一个优选案例中，所述压缩式分离柱7的顶部设置有磨砂密封口9，在所述磨砂密封口9处插设有压缩柱8，所述压缩柱8用于对柱填料进行压缩处理。

在一个优选案例中，压缩式分离柱7采用透明材料制成。磨砂密封口的材质为磨砂玻璃，且当压缩式分离柱正放时，所述的磨砂密封口上端比下端稍小，以保证和磨砂密封口相匹配，实现固定不掉落的目的。

在一个优选案例中，还包括铅罐屏蔽器6，所述压缩式分离柱7设置在铅罐屏蔽器6内。

具体地，压缩式分离柱7嵌套式放置在铅罐屏蔽器6中，铅罐屏蔽器6材质为铅材料等，用以屏蔽操作人员的受辐射剂量。铅罐屏蔽器6包括可拆卸式罐盖，具体的，可拆卸式罐盖上带有孔洞，可容下压缩式分离柱7的压缩柱8，方便压缩柱8的活动。

压缩式分离柱7利用压缩柱8以实现柱填料孔隙体积的可控，因磨砂密封口9的遮挡，可满足压缩式分离柱7的密封性能要求。具体的，分离柱可填充柱填料，用于实现放射性核素的分离。

本实施例压缩式定量填柱装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、根据待分离放射性核素的种类，将柱填料加入至称量装置1中，称取所需重量的柱填料；

S2、打开开关阀门3，利用冲水泵2将柱填料冲填至分装系统4中的缓冲体10，待柱填料在缓冲体10内累计至所需体积后，打开总控式开关阀门5，将柱填料注入压缩式分离柱7中，实现装填；

S3、利用压缩式分离柱7的压缩柱8压缩柱填料的体积至所需后，将压缩柱8重新放置于原位，随后用冲洗液进行循环淋洗，淋洗液在压缩式分离柱7的出口端进行收集。

本实施例的压缩式定量填柱装置中的称量装置1与冲水泵2并联相连接，用于冲刷驱替发生器柱填料；所述分装系统4与压缩式分离柱7通过管道相连接，实现柱填料的定量化分装；所述的压缩式分离柱7嵌套式装填在铅罐屏蔽器6中，以屏蔽操作人员的受辐射剂量。本实施例能够定量化装填发生器的柱填料，其控制精度远高于当前人工控制装填量，而且能够通过装填不同的柱填料，形成不同的核素发生器制备流程，用于不同的核素分离工艺。

本实施例还能够调控填料孔隙体积，降低淋洗液淋洗体积，从而改善淋洗曲线的峰宽，提高淋洗液的放射性活度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要注意的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。