Forschungsheißzelle mit Abluftverpressungs- und Abklinganlage

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie ; Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518282844

Thema des Antrags ist die Beschaffung einer mit Blei abgeschirmten, gasdichten Forschungsheißzelle mit Zubehör für den Umgang mit kurzlebigen, radioaktiven Zyklotronprodukten. Die Heißzelle dient der Erschließung der Kapazität des GE PETtrace 700S Zyklotrons der Johannes Gutenberg-Universität (JGU), welches für die Produktion von radioaktivem Kohlenstoff-11 (11C) und Fluor-18 (18F) ausgelegt aber aufgrund fehlender Infrastruktur nur bedingt in der Forschung nutzbar ist. Mit der Neubesetzung der W 3 Professur für Radiopharmazeutische Chemie an der JGU rücken die Nuklide 11C und 18F ins Zentrum eines Forschungsprofils welches von der Grundlagenforschung bis hin zu klinischen Studien reicht. Aktuell ist diese Zielsetzung kaum umsetzbar, da die Arbeit mit gasförmigem 11C mit einem hohen Risiko der Aktivitätsfreisetzung verbunden ist und Radiosynthesen selbst mit 18F nur manuell mit geringen Startaktivitäten durchgeführt werden können. Genehmigungsgemäß müssen 11C und 18F in eine Heißzelle in Raum 01-462 (Gebäude 1264) transportiert werden. Raum 01-462 ist ein Reinraumbereich für die Radiopharmakaherstellung für humane Anwendungen. Die Nutzung für die Arzneimittelherstellung und die chemische Grundlagenforschung sind nicht kompatibel, der Raum ist für rein wissenschaftliche Mitarbeiter nicht zugänglich. Für die Forschung stehen keine Heißzellen zur Verfügung, stattdessen müssen die Nuklide händisch aus dem Reinraum in Forschungslabore überführt werden. Für die 11C-Forschung ist die manuelle Handhabung mit einem hohen Freisetzungsrisiko verbunden, da die Abluftfilteranlage im Gebäude für niedermolekulare Gase durchgängig ist. [11C]CO2, das Primärprodukt der 11C-Produktion, wird nicht erfasst sondern entweicht unkontrolliert. Einbau einer Heißzelle mit einer Rückhalteanlage für radioaktive Abluft in einem Labor neben dem Reinraum soll nun Abhilfe schaffen. Mittels einer neuen Client-Station kann das Zyklotron dann direkt aus dem Forschungslabor gesteuert werden. Ein Targetswitch verbindet die neue Zelle schließlich mit dem Zyklotron. Automatisierte Synthesemodule in der Zelle erlauben zukünftig den Einsatz hoher 11C- und 18F-Startaktivitäten, so dass z.B. hohe molare Aktivitäten für Kleintier PET Studien erreicht werden können. Mit Hilfe der neuen Zelle werden die o.g. Probleme gelöst und der Wirkungsquerschnitt der DFG-geförderten Großgeräte an der JGU (Zyklotron, PET und PET/MR Scanner) verbessert. Die Heißzelle erlaubt eine deutliche Steigerung der Kapazität des Zyklotrons in der Forschung und eröffnet neue Möglichkeiten für die Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen für Kernchemie, Organische Chemie, Pharmazie, Neurowissenschaften und Nuklearmedizin rund um Fragestellungen der molekularen Bildgebung. Durch die Bündelung der Forschungskompetenz können so neue Impulse von der Grundlagenforschung bis hin zur translationalen Forschung umgesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Forschungsheißzelle mit Abluftverpressungs- und Abklinganlage
• Gerätegruppe: 0320 Strahlenschutz, heiße Zellen (außer für Radiologie 328)
• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Leiter: Professor Dr. Patrick Riss