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[표지] 1

제출문 2

보고서 요약서 3

요약문 5

SUMMARY 10

CONTENTS 18

목차 19

제1장 연구개발과제의 개요 20

제1절 연구개발의 필요성 20

제2절 연구개발의 목표 및 범위 28

1. 연구개발의 목표 28

2. 연구개발목표의 성격 28

3. 연구개발의 범위 29

제2장 국내외 기술개발 현황 31

제1절 국외 기술 개발 현황 31

제2절 국내 기술 개발 현황 38

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 45

제1세부 45

제1절 1차년도 연구개발 수행 결과 45

제2절 2차년도 연구개발 수행 결과 50

제3절 3차년도 연구개발 수행 결과 60

제2세부 77

제1절 1차년도 연구개발 수행 결과 77

제2절 2차년도 연구개발 수행 결과 90

제3절 3차년도 연구개발 수행 결과 104

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 121

제1절 연구결과의 목표 달성도 121

1. 세부 목표별 연구 결과의 달성도 121

2. 연구 결과의 목표 달성 근거 123

제2절 관련 분야에의 기여 129

제5장 연구개발결과의 활용계획 131

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 132

제7장 연구시설·장비 현황 133

제8장 참고문헌 134

[뒷표지] 136

표목차 12

표 1. 사이클로트론 국내현황 20

표 2. 국내 PET 스캐너 현황 20

표 3. 대표적 진단용 방사성동위원소 23

표 4. 세부과제별 연차 연구개발 목표 및 내용 정리 29

표 5. 국내외 최근 연구동향 요약 40

표 6. 국내외 연구 수준 격차 40

표 7. 방사성의약품의 국내외 최근 연구동향 요약 43

표 8. 방사성의약품의 국내외 연구 수준 격차 44

표 9. 다양한 발생장치의 조건 50

표 10. 스텝모터와 모터드라이버의 사양비교 52

표 11. IP 설정을 위한 명령어 54

표 12. ethernet 통신 명령어 55

표 13. 모듈장치의 온도 56

표 14. 세부과제별 주요 연구개발 실적 및 연구목표 달성도 121

표 15. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 정리 132

그림목차 13

그림 1. 한국원자력연구원 본 연구팀의 기술이전 현황 21

그림 2. Ga-68 발생장치의 원리 24

그림 3. 상업적 Ga-68 발생장치(E-Z 사) 24

그림 4. Ge-68과 Ga-68의 붕괴도 24

그림 5. 킬레이트 DOTA의 화학적 구조 25

그림 6. 킬레이트-리간드항체복합체 모식도 25

그림 7. 당대사를 이용한 방사성의약품 [¹⁸F]FDG 25

그림 8. 수용체를 이용한 방사성의약품 [¹⁸F]FDHT 25

그림 9. 항암제를 이용한 방사성의약품 [¹⁸F]Tamoxifen 25

그림 10. 유전자 증식을 이용한 방사성의약품 [¹⁸F]FHPG 25

그림 11. 단분자 화합물과 양기능성킬레이트제의 변화과정 및 장단점 26

그림 12. General Electric(GE)의 합성장치현황 31

그림 13. IBA의 합성장치현황 32

그림 14. TRASIS의 합성장치현황 33

그림 15. [⁶⁸Ga]RGD-1을 이용한 U87MG 종양 소동물 PET 영상 33

그림 16. in vitro 에서의 [⁶⁸Ga]NOTA-ubiquicidin 유도체와 박테리아 세포의 결합력 34

그림 17. [⁶⁸Ga]HBED-CC 유도체의 구조와 동물모델에서의 소동물 PET 영상 34

그림 18. [⁶⁸Ga]DOTA-엽산 유도체의 구조와 동물모델에서의 소동물 PET 영상 35

그림 19. ⁶⁸Ga-AMBA 유도체와 [¹⁸F]FDG의 소동물 PET 비교 영상 35

그림 20. [⁶⁸Ga]DOTA-Try3-Octreotide 유도체의 비교영상 : (A)PET ([⁶⁸Ga]DOTA -Try3-Octreotide), (B)와... 36

그림 21. [⁶⁸Ga]DOTATOC의 구조 36

그림 22. DOTA, NOTA, DTPA, EDTA, TETA 리간드의 구조 37

그림 23. Sc-DOTA와 Sc-DTPA의 체내 안정성 평가 결과 37

그림 24. 국내 연구팀의 자동화장치 현황 39

그림 25. 퓨처켐(주)의 자동화장치 개발현황 39

그림 26. [¹⁸F]FC119S를 이용한 임상시험 결과 41

그림 27. [⁶⁸Ga]SCN-DOTA-PCA의 구조 42

그림 28. [⁶⁸Ga]SCN-DOTA-PCA를 이용한 소동물 PET 영상 42

그림 29. [⁶⁸Ga]NODAGA-VEGF₁₂₁을 이용한 U87MG 종양 소동물 PET 영상 42

그림 30. 표지 및 합성장치 3D 설계안 45

그림 31. 표지 및 합성장치 네트워크 시스템 개념도 46

그림 32. TCP/IP 통신 회로 46

그림 33. 카트리지 밸브 제어 모듈 설계도 및 3D 구성도 48

그림 34. 반응조 모듈 설계도 및 3D 외관도 49

그림 35. 카트리지 표지/합성장치 시작품 49

그림 36. 주사기펌프 3D 디자인 51

그림 37. 카트리지 모듈 레이아웃 3D 재설계 52

그림 38. 스텝모터 제어보드 회로도 53

그림 39. 스텝모터 제어보드 레이아웃 디자인 53

그림 40. 기존 제어보드(좌)와 재설계된 제어보드(우) 54

그림 41. 재설계/제작된 카트리지 모듈 내부 56

그림 42. 모듈의 내부 열사진 57

그림 43. 모듈 IP 자동인식 및 명령어 입력 예시 57

그림 44. 모듈 IP 자동인식 및 명령어 입력 제어 시퀀스 58

그림 45. 카트리지 모듈 버튼 동작 58

그림 46. 카트리지 표지 합성장치 시작품(GUI) 59

그림 47. 카트리지 표지 합성장치 시작품(합성프로토콜) 59

그림 48. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 자동화합성장치 구성(전체) 60

그림 49. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 자동화합성장치 구성(확대) 61

그림 50. Ga-68 용출 및 Reaction vial에 첨가 62

그림 51. 0.5M Sodium acetate buffer(pH 4) 첨가 63

그림 52. 반응용기에 전구체 DOTA-캡사이신 첨가 64

그림 53. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 합성 반응 65

그림 54. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 생성물을 합성 반응완료 후 Product Vial로 이동 66

그림 55. 핫셀의 전체사진 67

그림 56. 핫셀 내 자동화 합성장치 설치 67

그림 57. 핫셀 내 자동화합성장치(차폐, 외부)와 핫셀 내 자동화합성장치(내부) 67

그림 58. 핫셀 내 자동화합성장치 설치 68

그림 59. 핫셀 내 자동합성장치 제어 68

그림 60. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 분리 전 Radio-TLC... 69

그림 61. 합성 후 Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신의 RP-HPLC... 70

그림 62. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 분리 후 Radio-TLC... 71

그림 63. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 분리 전 Radio-TLC... 72

그림 64. 합성 후 Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신의 RP-HPLC 크로마토그램... 73

그림 65. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 분리 후 Radio-TLC 크로마토그램... 73

그림 66. 정제 후 Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신의 RP-HPLC 크로마토그램... 74

그림 67. 정제 후 Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 및... 75

그림 68. 전구물질 SCN-Bn-DOTA-캡사이신 합성 전체 스킴 78

그림 69. 1 번 화합물(tert-butyl6-(4-hydroxy-3-methoxybenzylamino)-6-oxohexyl carbamate)의... 79

그림 70. 2 번 화합물(6-amino-N-(4-hydroxy-3-methoxybenzyl)Hexanamide)의... 79

그림 71. 2 번 화합물(6-amino-N-(4-hydroxy-3-methoxybenzyl)Hexanamide)의 FAB -MS 스펙트럼 80

그림 72. 전구물질(SCN-Bn-DOTA-capsaicin)의 ¹H-NMR 스펙트럼 80

그림 73. 전구물질(SCN-Bn-DOTA-capsaicin)의 FAB-MS 스펙트럼 81

그림 74. ⁶⁹Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin and SCN-Bn-DOTA-capsaicin의 HPLC 크로마토그램... 82

그림 75. ⁶⁹Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin의 LC-MS 스펙트럼과 ICP-MS 자료 82

그림 76. 합성 후 ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin의 HPLC 크로마토그램... 83

그림 77. ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin 분리 후 HPLC 크로마토그램... 84

그림 78. ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin 분리 후 Radio-TLC 크로마토그램(Rf : 0.56)[이미지참조] 84

그림 79. 시간에 따른 ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin 안정성 평가 자료 85

그림 80. ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA과 ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA-capsaicin의 세포 평가 자료 86

그림 81. 소동물 양전자방출단층촬영 영상(MCF-7 mice model ; ⁶⁸Ga-SCN-Bn-DOTA(좌),... 87

그림 82. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 자동 합성용 화면 구성 88

그림 83. Ga-68-p-SCN-Bn-DOTA-캡사이신 자동 합성용 엑셀기반 프로토콜 입력문 89

그림 84. Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 전체 합성 스킴 91

그림 85. (tert-butyl 6-(4-hydroxy-3-methoxybenzylamino)-6-oxohexylcarbamate)의 ¹H-NMR 스펙트럼 92

그림 86. (6-amino-N-(4-hydroxy-3-methoxybenzyl)Hexanamide)의... 92

그림 87. 전구물질(SCN-Bn-NOTA-capsaicin)의 ¹H-NMR 스펙트럼 및 질량분석... 93

그림 88. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신의 LC-MS 분석 스펙트럼 93

그림 89. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-capsaicin의 HPLC 크로마토그램(Rt＝ 11.8 min) 94

그림 90. Radio-TLC 크로마토그램을 이용한 Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-capsaicin 표지율(Rf : 0.89) 95

그림 91. 시간에 따른 ⁶⁸Ga-SCN-Bn-NOTA-capsaicin 안정성 평가 자료 95

그림 92. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신의 세포 평가 자료 97

그림 93. 소동물 양전자방출단층촬영 영상(T＝CT-26 종양 조직) 98

그림 94. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 자동 합성용 화면 구성 99

그림 95. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 자동 합성용 엑셀기반 프로토콜 입력문 100

그림 96. Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신의 세포독성 평가 101

그림 97. 생물학적 평가를 위한 MCF-7 암세포 이종이식 마우스 모델 제작 105

그림 98. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-capsaicin의 Radio-TLC를 이용한 표지율 및 정제 후 방사화학적 순도 측정 106

그림 99. HPLC를 이용한 ⁶⁸Ga-NOTA-Capsaicin 정제 및 Coinjection 결과 107

그림 100. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신의 세포 평가 자료 108

그림 101. 소동물 양전자방출단층촬영 영상(T＝MCF-7 유방암세포주) 109

그림 102. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 자동화 합성장치 모식도 112

그림 103. Ga-68-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 초기 테스트 113

그림 104. 표준물질 Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 자동화합성장치 구성 114

그림 105. 단계별 Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 자동화합성장치 액셀 입력문 115

그림 106. Ga-69 in 1N HCl 3 mL 첨가 116

그림 107. 0.5M Sodium acetate buffer(pH 4) 첨가 117

그림 108. NOTA-Cap(1 mg/mL) 첨가 118

그림 109. Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 합성 반응(10분, 30℃) 118

그림 110. 합성 된 Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 용출 119

그림 111. 자동화 합성장치를 통해 합성된 Ga-69-p-SCN-Bn-NOTA-캡사이신 LC/MS 분자량 측정 결과 120

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