JP2005500518A - 自動放射性核種分離システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

実質的に不純物のない娘核種生成物の溶液を、関連する親核種投入溶液から分離するための、気体を含まないシステムは、ポンプ（１６）と、複数のマルチポート弁（１８、２０、２２）と、分離媒体（２４）と、プロセッサとを含む。第２のマルチポート弁（２０）の第３のポートと第１のマルチポート弁（１８）との間には、アンコイルド・コンジット（３８）が延在する。プロセッサは、ポンプ（１６）と複数のマルチポート弁（１８、２０、２２）に動作可能に結合する。実質的に不純物のない娘核種生成物を関連する親核種投入溶液から分離するための方法も開示する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質的に不純物のない放射性核種を分離するためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本発明は、娘放射性核種および親放射性核種を含有する溶液から、娘放射性核種を含有する実質的に不純物のない溶液である溶液を分離するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質には、例えば、放射性診断学や放射性治療学における医学的な適用も含めた様々な用途がある。例えば、α粒子やβ粒子を放出する放射性核種は、顕微鏡的病巣の治療および根絶に効果的であることがわかっている。そのような放射性核種の例には、例えば、イットリウム−９０やビスマス−２１２、−２１３、レニウム−１８８が含まれる。そのような治療の効果は、崩壊中に放出される高密度電離放射線によるものと考えられている。
【０００３】
顕微鏡的癌腫の治療および根絶には、鉛−２１２（Ｐｂ−２１２）、アスタチン−２１１（Ａｔ−２１１）、ビスマス−２１２（Ｂｉ−２１２）、ビスマス−２１３（Ｂｉ−２１３）、およびイットリウム−９０（Ｙ−９０）が効果的であることが示されている。そのようなα粒子またはβ粒子を放出する核種を生成するための既知の方法は、一般にそれらを生成するのに粒子加速器または核加速器を使用する必要があるので、制約が生ずる場合もある。さらに放射性核種は、所望の核種から濾別しまたはその他の方法によって除去することが難しい化学的不純物および放射化学的不純物の両方によって、しばしば汚染される。
【０００４】
不純物で汚染されたそのような核種は、投与後に患部に均一に分布するという所望の性質を持っていないこともわかった。さらに、所望の放射性核種物質および親物質は有害な放射線を放出し、使用者を相当な危険に曝す。親核種の流れからＢｉ−２１２およびＢｉ−２１３を分離するための都合の良い方法が、最近特許になった。参照により本明細書にその開示を援用するＨｏｒｗｉｔｚ他の米国特許第５，８５４，９６８号およびＲｏｔｍｅｎｓｃｈ他の米国特許第６，１２６，９０９号を参照されたい。
【０００５】
さらに、多くのαおよびβ放出同位体は、その半減期が短い。例えば、Ｂｉ−２１３の半減期は約４５．６分であり、最終的には安定なＢｉ−２０９に崩壊する。したがって、粒子加速器またはその他の供給源から離れた位置で、かつ臨床環境にできる限り物理的に近い位置で、所望の同位体を生成することが最も望ましいと考えられる。
【０００６】
放射性核種は、癌腫などの有害な疾患を初期の段階で見極めて、その疾患の治療を早めに行うことができるように、したがって治療が成功する可能性が高まるように、身体撮像または放射線診断を目的として使用することもできる。放射線診断を行うには、放射性核種であるテクネチウム−９９ｍ、タリウム−２０１、フッ素−１８、インジウム−１１１などを使用することができる。
【０００７】
これらの所望の放射性核種のいくつかは、親放射性核種から「成長」する。すなわち親放射性核種を所定の期間貯蔵して、その親が、放射性崩壊により所望の娘放射性核種を生成するようにする。次いで娘核種である生成物を親から分離すると共に、存在し得る任意のその他の汚染物質からも分離しなければならない。これらのプロセスは、一般に溶液中で実施される。
【０００８】
これらならびにその他の放射性核種の調製では、操作者ならびに「成長」および分離プロセスのほぼ近くにあるその他の者に対する放射線被爆を低減しようとすることが重要である。娘核種生成物はα放出粒子でよく、したがって遮蔽にそれほど問題はないが、親放射性核種ならびに孫娘核種生成物およびその他の存在し得る放射性核種は、γ放出体およびβ放出体でよい。したがってこれらの「成長」および分離システムは、十分に遮蔽しかつ閉じ込めるべきである。
【０００９】
全ての人間に対する放射線被爆を最小限に抑えるという原則は周知であり、「合理的に達成できる限り低く」、すなわちＡＬＡＲＡの原則として認められている。ＡＬＲＡの原則および目的は、全ての放射性物質の取扱いおよび使用に採用される。
【００１０】
米国特許第６，１５３，１５４号（「第１５４号特許」）は、Ａｃ−２２５（アクチニウム−２２５）親溶液からＢｉ−１２３を分離する方法を開示している。しかし開示された方法には、数ある欠点の中でも、分離中に気体を使用することや、貴重な親溶液が失われる可能性があること、娘核種の精製が不十分であることをを含めた多くの欠点がある。
【特許文献１】
Ｈｏｒｗｉｔｚ他、米国特許第５，８５４，９６８号
【特許文献２】
Ｒｏｔｍｅｎｓｃｈ他、米国特許第６，１２６，９０９号
【特許文献３】
米国特許第６，１５３，１５４号
【非特許文献１】
Ｗｈｉｔｌｏｃｋ、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．（２０００）、３９：３１３５〜３１３９
【非特許文献２】
Ｈａｓｓｆｊｅｌｌ他、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．（２００１）１０１：２０１９〜２０３６
【非特許文献３】
Ｉｍａｍ、Ｊ．Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ Ｂｉｏｌ．Ｐｈｙｓ．（２００１）５１：２７１〜２７８
【非特許文献４】
ＭｃＤｅｖｉｔｔ他、Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００１）２９４：１５３７〜１５４０
【非特許文献５】
Ｃｈｏｐｐｉｎ他、Ｊ．Ｎｕｃｌｅａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ：Ｏｘｆｏｒｄ、１９８０
【非特許文献６】
Ｇａｎｓｏｗ他、Ｉｎ Ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ：Ｎｅｗ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
【非特許文献７】
Ｋｎａｐｐ他編、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ（１９８４）第２１５〜２２７頁
【非特許文献８】
Ｋｎａｐｐ他編、Ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ：Ｎｅｗ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ（１９８４）Ｖｏｌ．２４１
【非特許文献９】
Ｄｉｅｔｚ他、Ａｐｐｌ．Ｒａｄｉａｔ．Ｉｓｏｔ．（１９９２）４３：１０９３〜１１０１
【非特許文献１０】
Ｍｉｒｚａｄｅｈ他、Ｊ．Ｒａｄｉｏａｎａｌ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ．（１９９６）２０３：４７１〜４８８
【非特許文献１１】
Ｌａｍｂｒｅｃｈｔ他、Ｒａｄｉｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ（１９９７）７７：１０３〜１２３
【非特許文献１２】
Ｗｕ他、Ｒａｄｉｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ（１９９７）７９：１４１〜１４４
【特許文献４】
米国特許第５，５３９，００３号
【特許文献５】
米国特許第５，４４９，４６２号
【特許文献６】
米国特許第５，２８１，６３１号
【非特許文献１３】
Ｅ．Ｐ．Ｈｏｒｗｉｔｚ他、Ａｎａｌｙｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ ３１０（１９９５）６３〜７８
【特許文献７】
１９９５年６月６日出願、米国特許出願第０８／４６７，４０２号
【特許文献８】
Ｈｏｒｗｉｔｚ他、米国特許第５，６５１，８８３号
【特許文献９】
Ｔｒｏｃｈｉｍｃｚｕｋ他、米国特許第５，６１８，８５１号
【特許文献１０】
米国特許第５，１１０，４７４号
【非特許文献１４】
Ｅ．Ｐ．Ｈｏｒｗｉｔｚ他、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ、１０（２）：３１３〜１６（１９９２）
【非特許文献１５】
Ｈｏｒｗｉｔｚ他、Ａｎａｌｙｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ、２９２、２６３〜７３（１９９４）
【特許文献１１】
Ｄｉｅｔｚ他、米国特許第５，８６３，４３９号
【特許文献１２】
米国特許第５，６０３，８３４号
【特許文献１３】
米国特許第５，７０７，５２５号
【特許文献１４】
米国特許第５，８８８，３９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、実質的に不純物のない放射性核種を、局所的に閉じ込める手法で生成するための方法およびシステムと、第１５４号特許が抱えている欠点の一部または全てが無い方法およびシステムが求められている。そのような装置は、投与および治療を行う際、特殊な設備を用いずに患者まで運ぶことができるよう、可搬性が十分であることが望ましい。さらに、そのようなシステムおよび方法は、操作者に対する有害な放射線被爆を最小限に抑える。
【００１２】
放射性核種は、一般に使用前に生体局在化剤に結合されるので、化学的に純粋であることが、安全で効果的な医療処置に不可欠である。この結合反応は錯体化学の原理を利用するものであり、生体局在化剤に共有結合しているリガンドに放射性核種がキレート化合する。化学的に不純なサンプルでは、イオン性不純物が存在することによって、この結合反応が妨げられる。例えば、十分な^９９ｍＴｃが所与の生体局在化剤に結合しない場合、標的部位に局在化する光子の密度が不十分であるので、かつ／または血液プール中または周囲組織での非特異的な分布が原因となってｉｎ ｖｉｖｏバックグラウンドが高くなることから、鮮明度が不十分な画像が得られる。
【００１３】
放射性核種の純度の調節は、特に放射性不純物の生体局在化および身体のクリアランス特性がわかっていない場合に、長寿命のまたは高エネルギーの放射性不純物が患者に導入されるのに伴う障害から生ずる。放射性核種不純物は、患者の快適な生活を非常に脅かしており、そのような不純物は、有害で致命的になり得る放射線量を患者に投与するのを防止しようとする臨床的品質管理手段の主な焦点となっている。
【００１４】
病気の治療に放射線を使用することは長い間行われているが、主力の外部粒子線治療は現在、放射免疫療法（ＲＩＴ）などのより標的を絞り易い送達メカニズムへと移行しつつあり、これは、患部で選択的に濃度を高めるペプチド、タンパク質、または抗体への放射性核種結合を用いるもので、放射性崩壊によって細胞障害効果をもたらす。放射免疫療法は、健康な組織をそのままにした状態で細胞致死量の放射線を罹患細胞に送達する、最も選択的な手段である（Ｗｈｉｔｌｏｃｋ、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．（２０００）、３９：３１３５〜３１３９；Ｈａｓｓｆｊｅｌｌ他、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．（２００１）１０１：２０１９〜２０３６；Ｉｍａｍ、Ｊ．Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ Ｂｉｏｌ．Ｐｈｙｓ．（２００１）５１：２７１〜２７８；およびＭｃＤｅｖｉｔｔ他、Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００１）２９４：１５３７〜１５４０参照）。
【００１５】
ＲＩＴへの候補とされる放射性核種は、一般にその半減期が３０分から数日に及び、錯体化学的性質は生体局在化剤への結合を可能にするものであり、かつ線エネルギー付与（ＬＥＴ）が高い。ＬＥＴは、荷電粒子の単位経路長当たり、物体中に蓄積されるエネルギーと定義し（Ｃｈｏｐｐｉｎ他、Ｊ．Ｎｕｃｌｅａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ：Ｏｘｆｏｒｄ、１９８０参照）、α粒子のＬＥＴは、β粒子よりも実質的に大きい。例として、平均エネルギーが５〜９ＭｅＶの範囲にあるα粒子は、一般にそのエネルギーを、数個の細胞径に相当する約５０〜９０μｍ以内の組織で消耗する。エネルギーが約０．５〜２．５ＭｅＶの低ＬＥＴβ粒子は、組織内で最大１０，０００μｍ移動することができ、これらβ放出の低ＬＥＴは、細胞殺傷率が９９．９９％になるように、細胞表面で１００，０００回ほど壊変する必要がある。しかし細胞表面における単一のα粒子は、その単独のα粒子が核を横切るときに、著しく高いＬＥＴによって２０〜４０％の確率で細胞死を誘発する（Ｈａｓｓｆｊｅｌｌ他、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．（２００１）１０１：２０１９〜２０３６参照）。
【００１６】
残念ながら、癌治療用の細胞毒としての効力を有するαおよびβ放出核種を形成するＬＥＴは、医療の適用分野で使用されるこれら放射性核種の生成および精製に、数多くの特異な問題ももたらす。その中で最も問題なのは、従来のジェネレータの方法論を高ＬＥＴ放射性核種に使用した場合に生じる支持材の放射線分解である（Ｈａｓｓｆｊｅｌｌ他、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．（２００１）１０１：２０１９〜２０３６；Ｇａｎｓｏｗ他、Ｉｎ Ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ：Ｎｅｗ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；Ｋｎａｐｐ他編、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ（１９８４）第２１５〜２２７頁；Ｋｎａｐｐ他編、Ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ：Ｎｅｗ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ（１９８４）Ｖｏｌ．２４１；Ｄｉｅｔｚ他、Ａｐｐｌ．Ｒａｄｉａｔ．Ｉｓｏｔ．（１９９２）４３：１０９３〜１１０１；Ｍｉｒｚａｄｅｈ他、Ｊ．Ｒａｄｉｏａｎａｌ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ．（１９９６）２０３：４７１〜４８８；Ｌａｍｂｒｅｃｈｔ他、Ｒａｄｉｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ（１９９７）７７：１０３〜１２３；およびＷｕ他、Ｒａｄｉｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ（１９９７）７９：１４１〜１４４参照）。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
ジェネレータ支持材の放射線分解により、（ａ）化学的な純度が低下し（例えば支持基材からの放射線分解生成物が娘核種溶液を汚染する可能性がある）、（ｂ）放射性核種の純度に支障をきたし（例えば支持材が親放射性核種を溶出液に放出する：「破過」と呼ぶ）、（ｃ）娘放射性核種の収率を低下させ（例えばα反跳によって、親放射性核種を支持体の不活性領域に押しやり、その崩壊生成物が逆抽出溶離剤に接触できないようになる）、（ｄ）カラム流量が減少し（例えば支持基材の断片が微粒子を生成して、カラム両端間での圧力低下を増大させる）、（ｅ）異常な動作をする（例えば生成物の純度がばらつき、再現不可能な収率になり、流量が変動するなど）。生成物の化学的および放射核種的な純度に対する放射線分解の悪影響を最小限に抑えるため、分離カラムを１回使用して、放射線分解生成物が蓄積しないように、かつ後続の精製手順を妨げないようにすることができる。しかし、ある適用例では複数回使用することが考えられる。したがって、装置に分離カラムを挿入し、使用後には取り外す、便利な手段が求められている。
本発明の利益および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を参照することによって、より容易に当業者に明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、様々なかたちの実施形態が可能であるが、本発明の開示は本発明の例示としてみなされるのであって本発明を特定の図示される実施形態に限定しようとするものではないという理解の下、特定の実施形態を図面に示し、以後これについて記述する。
【００１９】
本発明のシステムおよび方法は、娘放射性核種を含有する実質的に不純物のない溶液である溶液を、娘放射性核種および親放射性核種を含有する溶液から分離することに関する。企図されるシステムおよび方法を使用して、除染係数を約１０００〜約１，０００，０００、またはそれ以上にすることができる。
【００２０】
したがってこのシステムおよび方法の一態様は、実質的に不純物のない核種などの娘生成物の溶液を、関連する親核種投入溶液から分離するための、気体のないシステムを企図するものである。システムは、ポンプと、少なくとも２個のポートを有する第１のマルチポート弁であってそのうちの第１のポートがポンプと流体連絡している弁と、少なくとも４個のポートを含む第２のマルチポート弁とを含む。第２のマルチポート弁の第１のポートは、関連する親核種投入溶液と流体連絡し、第２のマルチポート弁の第２のポートは、関連する逆抽出溶液と流体連絡し、第２のマルチポート弁の第３のポートは、第１のマルチポート弁および第４のポートと流体連絡している。セパレータは、第２のマルチポート弁の第４のポートと流体連絡している。少なくとも２個のポートを含む第３のマルチポート弁も存在する。この第３のマルチポート弁は、第２のマルチポート弁の第４のポートの反対側でセパレータと流体連絡する第１のポートと、関連する生成物容器に流体連絡する第２のポートとを有する。第２のマルチポート弁の第３のポートと、第１のマルチポート弁との間には、アンコイルド・コンジットが延びている。ポンプと、第１のマルチポート弁と、第２のマルチポート弁と、第３のマルチポート弁とに動作可能に結合されたプロセッサは、これらの構成要素を制御するのに使用され、命令を実行することが可能な小型プロセッサであることが好ましい。
【００２１】
実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を形成するために、親放射性核種を含有する溶液から娘放射性核種を分離するための、気体および空気の少ない方法も考えられる。この方法によれば、親放射性核種を含有する溶液を成長容器に移す。親放射性核種は、親核種が崩壊して所望の娘放射性核種を含有する親−娘溶液が形成されるように、待機などして所定時間維持する。この親−娘溶液を、娘放射性核種に対する親和性の高い分離媒体に接触させて、娘核種に富む分離媒体と娘核種減損親娘溶液とを形成する。娘核種減損親娘溶液を分離媒体から分離し、娘核種に富む分離媒体から所望の娘放射性核種を取り出して、実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を形成する。
【００２２】
一実施形態は、所望の娘放射性核種生成物１２を親物質１４から分離するための自動システム１０、２００、３００と方法に関する。具体的には本発明は、親放射性核種１４および任意の中間放射性核種を含有する溶液から、実質的に不純物のない娘核種生成物１２を含有する溶液を分離するための、空気のないまたはその他の気体のないシステム１０、２００、３００と方法を対象とする。例示的なシステムは、以下に詳細に述べるように、ポンプ１６と、複数のマルチポート弁１８、２０、２２と、セパレータ２４、６１と、好ましくはシステム１０の動作を制御するためのプロセッサ２６とを含む。
【００２３】
システム１０、２００、３００および方法は、様々な放射性核種娘生成物をその親放射性核種から分離するのに使用することができる。例えば本発明は、ストロンチウム−９０からイットリウム−９０を、鉛−２１２からビスマス−２１２を、アクチニウム−２２５からビスマス−２１３を、またはタングステン−１８８からレニウム−１８８を分離して、放射線療法に使用することができる娘核種生成物を得るために使用することができる。また本発明は、画像診断法に使用することが可能な娘核種生成物であるテクネチウム−９９ｍ、タリウム−２０１、フッ素−１８、またはインジウム−１１１を精製するのにも使用することができる。このシステムおよび方法は自動化され、システムは、ＡＬＡＲＡの原則に従って使用者の被爆が減少するように、シールド内にあるものでよい。
【００２４】
操作は、２つのモードの１つ、すなわち従来のＲＩジェネレータまたは従来のＣＯＷモードと、マルチカラム選択性インバーション・ジェネレータまたは逆ＣＯＷモードの１つで行われる。従来のＣＯＷモードでは、親物質１４をセパレータ６１に投入し、親核種生成物１４はセパレータ６１で捕捉するが、所望の娘核種生成物１２はセパレータ６１を通過させる。逆ＣＯＷモードでは、親核種生成物１４をセパレータ２４に投入せず、一方、所望の娘核種生成物１２をセパレータ２４で捕捉する。親溶液１４は、セパレータ２４を通過させる。その後、所望の娘核種生成物１２をセパレータ２４から取り除く。
【００２５】
次に図１を参照すると、本発明の原則を用いた自動放射性核種分離システムの第１の実施形態が示されている。システムは、シリンジ・ポンプ１６にすることができるポンプ１６など、第１のマルチポート弁１８と流体連絡する駆動装置１６を含む。ポンプ１６にはモータ（図示せず）で電力を送ることができ、それによって原動力を与えて、溶液をシステム１０内で移動させる。ポンプ１６は、ウィスコンシン州Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｈａｎｄｌｉｎｇ製のモデルＭＢＰ２０００ポンプなどの、高速シリンジ・ポンプ１６であることが好ましい。シリンジ・サイズは５または１０ｍＬのものを使用することができる。その他の実施形態では、蠕動ポンプを使用することができる。
【００２６】
第１のマルチポート弁１８は、ポンプ１６から溶液を送り出すのに使用する。第１の弁１８は、少なくとも３個のポート３４、３０、３２を含む。その他のタイプの弁を使用することができるが、図１に示す第１のマルチポート弁は、４個のポート２８、３０、３２、３４を有する選択弁である。隣接するポートは、内部Ｖ字プラグ（図示せず）を介して互いに連通させることができる。例えば第３のポート３２は、第２のポート３０または第４のポート３４に連通させることができるが第１のポート２８には連通していない。
【００２７】
図示する実施形態では、第３のポート３２がポンプ１６と流体連絡し、第２のポート３０が洗浄溶液３６（以下に論じる）と流体連絡している。第４のポート３４は、第２のマルチポート弁２０に流体連絡しているアンコイルド・コンジット３８またはチューブ３８と、流体連絡している。
【００２８】
第２のマルチポート弁２０は、少なくとも７個のポート４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２を有する。その他のタイプの弁を使用することができるが、図１に示す第２のマルチポート弁２０は、６個のサイド・ポート４２、４４，４６、４８、５０、５２と共通ポート４０とを有する（合計で７ポート）６ポート分配弁２０である。図１に示す第２の弁２０では、共通ポート４０が、サイド・ポート４２、４４、４６、４８、５０、５２のいずれかに選択的に流体連絡することができるが、サイド・ポート４２、４４、４６、４８、５０、５２は相互には流体連絡していない。アンコイルド・チューブ３８は、共通ポート４０に流体連絡する。
【００２９】
サイド・ポート４２、４４、４６、４８、５０、５２は、実施する特定のプロセスに応じて異なる溶液およびコンテナなどの容器に流体連絡することができる。例えば図２に示すように、逆ＣＯＷモードでは、第１のポート４２が廃棄物容器５４に流体連絡し、第２のポート４４が逆抽出溶液５６（以下に論じる）に流体連絡し、第３のポート４６が一時貯蔵容器５８に流体連絡し、第４のポート４８がセパレータ２４（以下に論じる）に流体連絡し、第５のポートが成長容器６０に流体連絡し、第６のポート５２が親核種投入溶液１４（以下に論じる）に流体連絡している。
【００３０】
以下に非常に詳細に述べるように、娘核種放射能は、成長容器６０内の親核種放射能から形成される。分離後、実質的に親放射性核種を含有する溶液（娘放射性核種は分離によって除去された）を、一時貯蔵容器５８に貯蔵する。操作中、残りの親放射性核種および洗浄溶液を含有する溶液も、一時貯蔵容器５８に貯蔵する。使用した洗浄溶液は、一般に、廃棄物容器５４へと送り出される。
【００３１】
従来のＣＯＷモードでは、図３に示すように、第１のポート４２（図１〜２の第５のポートの位置に示す）が廃棄物容器５４に流体連絡し、第２のポート４４が逆抽出溶液５６（以下に論じる）に流体連絡し、第４のポート４８がセパレータ６１（以下に論じる）に流体連絡し、第６のポート５２が親核種投入溶液１４（以下に論じる）に流体連絡している。以下に非常に詳細に述べるように、システム１０の第１の実施形態が従来のＣＯＷモードにある場合は４個のサイド・ポート４２、４４、４８、５２のみ使用されるので、第２のマルチポート弁２０は、４個のサイド・ポートと共通ポートを有する分配弁であればよい。しかしシステムは、従来のＣＯＷモードと逆ＣＯＷモードの両方を共通のシステムで実行できるよう構成することが好ましい。したがって第２のマルチポート弁は、上述の６ポート分配弁であることが望ましい。
【００３２】
図１に示すように、セパレータ２４、６１は、第２のマルチポート弁２０と第３のマルチポート弁２２に流体連絡する。セパレータ２４は、所望の娘放射性核種の放射能を親放射性核種から分離するのに使用される分離媒体を含有する。
【００３３】
第３のマルチポート弁２２は、少なくとも４個のポート６２、６４、６６、６８を有する。その他のタイプの弁を使用することができるが、図１に示す第３のマルチポート弁２２は、４個のサイド・ポート６４、６６、６８、７０と共通ポート６２を有する４ポート分配弁（合計で５ポート）である。共通ポート６２は、サイド・ポート６４、６６、６８、７０のいずれかに選択的に流体連絡するが、サイド・ポート６４、６６、６８、７０は相互には流体連絡していない。セパレータ２４、６１は、共通ポート６２に流体連絡することが好ましい。
【００３４】
サイド・ポート６４、６６、６８、７０は、どの特定のプロセスを実施するかに応じて、例えば従来のＣＯＷモードかまたは逆ＣＯＷモードを実施するのかに応じて、異なる溶液および容器に流体連絡する。例えば図２に示すように、逆ＣＯＷモードでは、第１のポート６４が一時貯蔵容器５８に流体連絡し、第２のポート６６がガード・セパレータ７２（以下に論じる）に流体連絡してこれが生成物容器７４に流体連絡し、第３のポート７０は廃棄物容器５４に流体連絡する。以下に述べるように、ガード・セパレータ７２は、娘核種溶液から所望の親放射性核種をさらに分離するのに使用する。ガード・セパレータ７２は、ガード・カラムと呼んでもよい。
【００３５】
従来のＣＯＷモードでは、図３に示すように、マルチポート弁２２の第２のポート６６がガード・セパレータ７２（以下に述べる）と流体連絡して、これが生成容器７４に流体連絡しており、第３のポート７０は廃棄物容器５４に流体連絡している。図３に示すように、従来のＣＯＷモードでは２個のサイド・ポート６６、７０のみ使用されるので、第３のマルチポート弁２２は、２個のサイド・ポートおよび共通ポートを有する分配弁であればよい。しかし第１の実施形態は、従来のＣＯＷモードと逆ＣＯＷモードの両方について構成されることが好ましい。したがって第３のマルチポート弁は、４ポート分配弁であることが好ましい。
【００３６】
ガード・セパレータ７２は、親放射性核種を捕捉することによって、娘核種溶液から所望の親放射性核種をさらに分離する。ガード・セパレータ７２は、交換樹脂や非帯電炭質材などの複数の収着材を有することができることに留意されたい。
【００３７】
セパレータ２４、６１およびガード・セパレータ７２を使用することにより、所望の娘生成物の純度が高まる（すなわち不純物がない）。また、セパレータ２４、６１およびガード・セパレータ７２を使用することによって、物理的に小さいセパレータで所望の純度を実現することができるので、よりコンパクトなシステムが可能になる。
【００３８】
図４に示すように、ポンプ１６、第１のマルチポート弁１８、第２のマルチポート弁２０、および第３のマルチポート弁２２を含む主ユニット７６は、プロセッサ７８と通信できることが好ましい。プロセッサ７８は、主ユニット７６の構成要素（ポンプ１６、第１のマルチポート弁１８、第２のマルチポート弁２０、および第３のマルチポート弁２２）を制御するために使用する。プロセッサ７８は、命令を実行することが可能な小型プロセッサ７８であることが好ましい。プロセッサ７８は、データを記憶することが可能なメモリ・チップやハード・ディスクなどの記憶装置８０と通信可能であることも好ましい。プロセッサ７８は、データを入力することが可能なキーボードやタッチ・スクリーンなどの入力装置８２、およびプロセッサの出力を表示するためのディスプレイやグラフィック・ディスプレイ、モニタなどの出力装置８４と通信することもできる。プロセッサ−記憶装置−入力装置−出力装置の構成は、例えばラップトップ・コンピュータ８６でよい。
【００３９】
主ユニット７６の構成要素（ポンプ１６、第１のマルチポート弁１８、第２のマルチポート弁２０、および第３のマルチポート弁２２）は、例えば多芯リボン・ケーブル９０によって、インターフェース／電源８８、９６ユニットに結合することが好ましい。インターフェース／電源ユニットは、ＲＳ−２３２シリアル通信ケーブル９２やＴＴＬデジタル入力／出力ケーブル９４などのケーブル９２、９４を介してプロセッサ７８に結合することが好ましい。電源ユニット９６は、最大２４Ｖの電力を提供することが望ましい。当業者なら、本発明の分離システム１０と共に使用することができる様々な制御システム構成であって本発明の範囲および精神に含まれる構成が、容易に理解されよう。
【００４０】
図４に示すように、主ユニット構成要素１６、１８、２０、２２（図１）、成長容器（図示せず）、および一時貯蔵容器（図示せず）は、放射線シールド９８により封じられ、それによって、操作者およびその他の者（例えば患者）に対する放射線被爆がＡＬＡＲＡ原則に従って低減されることが好ましい。そのような構成では、主ユニット構成要素１６、１８、２０、２２、成長容器６０、および一時貯蔵容器５８は確実に、どのような高圧電源にも接触しない。むしろ電力は、必要に応じて、主ユニットに電力を供給するために最大出力２４Ｖ ＤＣの電源から供給される。
【００４１】
放射線シールド９８は、生成する放射線のタイプに応じて（α線対β線対γ線）、したがってシステム１０の第１の実施形態を使用する特定の適用例に応じて、様々な材料から作製することができることに留意されたい。例えば、大量のγ線を生成する適用例では鉛のシールドが必要であり、一方、α線またはβ線を生成する適用例ではＰｌｅｘｉｇｌａｓ（商標）シールドが必要になり、その他の適用例ではいかなるシールドも必要ではない。
【００４２】
ポンプ１６は、往復運動するピストンを含み、図２のポンプのそばの矢印で示すように、上向きまたは下向きの方向に移動して様々な材料および溶液をシステム全体に動かす。マルチポート弁は、親核種投入溶液１４、娘核種溶液１２、逆抽出溶液５６、および洗浄溶液３６などの様々な溶液をシステム１０内に送り出すよう作動する。
【００４３】
表１に、第１の逆ＣＯＷモードで操作する方法の、各工程での弁の位置およびポンプの作動方向をまとめる。第１の逆ＣＯＷ操作モードは１３の工程を含み、そのうち１０の工程が繰り返される。システムは、プロセッサ７８による命令に従ってこれらの工程を実行するよう動作する。
【００４４】
【表１】

【００４５】
工程は以下の通りである。
工程１ 親核種投入溶液１４をポンプ１６（例えばシリンジ）に投入する。第１のマルチポート弁１８ではポート３と４（３２、３４）とが流体連絡し、第２のマルチポート弁２０は位置６（５２）にあり、またシリンジは下向きに移動する。
【００４６】
工程２ 親核種投入溶液１４を、ポンプ１６から成長容器６０に移す。この時点で、第１のマルチポート弁１８はポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０は位置５（５０）にあり、またポンプ１６は上向きに作動して、親核種投入溶液１４を成長容器６０に送り出す。
【００４７】
工程３ 親放射性核種が崩壊して所望の娘放射性核種を「成長」させる所定の時間、親核種投入溶液１４を成長容器６０内に保持する。したがって親核種と娘核種が一緒になった溶液が得られる。
【００４８】
工程４ 親−娘溶液をシリンジ１６に移す。移送する間、第１のマルチポート弁１８はポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０は位置５（５０）にあり、またポンプ１６は下向きに作動する。
【００４９】
工程５ 親−娘溶液をセパレータ２４に移す。娘放射性核種を分離媒体（図示せず）によって保持し、親−娘溶液（そこから娘放射性核種を分離する）を、セパレータ２４を介して一時貯蔵容器５８に通す。この移送を行うため、第１のマルチポート弁１８はポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０は、位置４にあり、第３のマルチポート弁２２は位置１（６４）にあり、ポンプ１６は上向きに作動する。
【００５０】
工程６ ポンプ１６を洗浄溶液３６で満たす。この工程を実行するには、第１のマルチポート弁１８でポート２と３（３０、３２）を接続し、シリンジ１６を下向きに作動させる。
【００５１】
工程７ セパレータ２４を洗浄溶液３６で洗浄する。残留する全ての親−娘溶液ならびに保持されている全ての親放射性核種を分離媒体から洗浄し、一時貯蔵容器５８に送り出す。このとき一時貯蔵容器５８は、工程５からの親−娘溶液（そこから娘放射性核種が分離される）を含む希釈された親核種投入溶液、残留する親−娘溶液、および少量の洗浄溶液を含む。この工程を実行するには、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置４（４８）にし、第３のマルチポート弁２２を位置１（６４）にし、ポンプ１６を上向きに作動させる。
【００５２】
代替方法では、残留する親−娘溶液を洗浄し、第３のマルチポート弁２２を位置３（７０）にすることによって廃棄物容器５４に移すことができることに留意されたい。しかし第１のＣＯＷモードでは、残留する親放射性核種の損失が最小限に抑えられるように、残留する親−娘溶液を廃棄物容器には移さない。
【００５３】
工程８ ポンプ１６に逆抽出溶液５６を満たす。この工程では、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置２（４４）にし、ポンプ１６を下向きに作動させる。
【００５４】
工程９ 逆抽出溶液５６を、セパレータ２４に通して放出する。逆抽出では、娘放射性核種（分離媒体により保持される）を分離媒体から取り除き、ガード・セパレータ７２を通過させる。ガード・セパレータ７２は、娘放射性核種を多く含む逆抽出溶液によって運ばれた親放射性核種を全て捕捉する。このように実質的に不純物のない娘放射性核種を含有する溶液を、ガード・セパレータ７２から生成物容器７４に放出する。この工程では、第１のマルチポート弁（１８）がポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０が位置４（４８）にあり、第３のマルチポート弁２２が位置２（６６）にあり、ポンプ１６は上向きに作動する。
【００５５】
工程１０ 一時貯蔵容器５８からの、希釈された親核種投入溶液で、ポンプ１６を満たす。この工程を行うには、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置３（４６）にし、ポンプ１６を下向きに作動させる。
【００５６】
工程１１ 親放射性核種が崩壊して所望の娘放射性核種が「成長」する所定の時間（工程３と同様に）、溶液を成長容器６０に移す。この場合も、親核種と娘核種が一緒になった溶液が得られる。この工程では、第１のマルチポート弁１８がポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０が位置５（５０）にあり、ポンプ１６は上向きに作動する。
【００５７】
工程１２ ポンプ１６に洗浄溶液３６を満たす。この工程では、第１のマルチポート弁１８がポート２と３（３０、３２）を接続し、ポンプ１６は下向きに作動する。
【００５８】
工程１３ 洗浄溶液３６を、セパレータ２４を通して放出し、廃棄物に送る。したがって、セパレータ２４に残留する廃棄物溶液の全てが洗い出され、廃棄物容器５４へと送り出される。この移送を行うには、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置４（４８）にし、第３のマルチポート弁２２を位置３（７０）にし、ポンプ１６を上向きに作動させる。
【００５９】
工程１４ 所望の量の娘放射性核種が分離されて使用できるようになるまで、工程３から１３までを繰り返す。
【００６０】
上述の第１の逆ＣＯＷモードには、いくつかの企図される変形例がある。例えばこの第１のモードでは、自動システム１０を使用する前に、手動によるセパレータ２４の状態調節を行う。システムの第１の実施形態の変形例では、セパレータ２４の自動状態調節を行うこともできる。例えば、第１のマルチポート弁１８は３ポート分配弁でよく、図２では、第１のポートが状態調節試薬溶液と流体連絡し、第２のポート３０が洗浄溶液と流体連絡し、第４のポート３４が、アンコイルド・コンジットまたはチューブ３８と流体連絡し、これが第２のマルチポート弁２０と流体連絡しており、第３のポート３２は、ポンプ１６と流体連絡している。
【００６１】
状態調節を実施する際、「前工程」１および２は、（１）ポンプ１６に試薬を充填する工程（第１のマルチポート弁を位置１（２８）に替え、ポンプ１６を下向きに作動させる）と、（２）試薬をセパレータ２４に移して状態調節し、その試薬を廃棄物へと送り出す工程（第１のマルチポート弁を位置４に替え、第２のマルチポート弁２０を位置４（４８）にし、第３のマルチポート弁２２を位置３（６８）にし、ポンプ１６を上向きに作動させる）とを含む。
【００６２】
図示されるシステム１０にはいくつかの構成要素が組み込まれ、第１の逆ＣＯＷおよび従来のＣＯＷモードではいくつかの工程を取り入れて、人の被爆が低減されるように、かつ放射線シールド９８の外側における放射性物質の存在が減少するようになされている。例えば、図４に示す親核種投入溶液１４を貯蔵する容器１００は、放射線シールド９８の外側に位置付けられる。親核種投入溶液１４は放射性が高いので、溶液１４は、放射線シールド９８によって防護されている主ユニット７６にできる限り早く投入することが有利である。したがって第１の工程は、放射線シールド９８の外側にある親核種投入溶液１４の全てを、放射線シールド内部の成長容器６０に移すことを含む。そのような配置構成では、放射線シールド９８内の成長容器６０に溶液１４が入っている間、娘放射性核種が「成長」する（すなわち親核種が崩壊する）。
【００６３】
図４に示す親核種投入溶液１４、１００は、より小さい別個のシールド（図示せず）に入って供給者から届くので、その親核種投入溶液１４、１００はシールド９８の外側に存在する。あるいは親核種投入溶液１４、１００は、シールド９８内に存在させることができる。上記論じたように、親核種投入溶液１４、１００が別個のシールド（図示せず）内に存在するかどうか、またはシールド９８内に存在するかどうかは、一般に、適用例（すなわち生成する放射線のタイプ）に応じて異なる。
【００６４】
生成物容器１２、７４も、シールド９８の内部または外部に存在することができる。生成物容器１２、７４がシールド９８の内部に存在する場合、シールド２７２は、生成物を使用するときにはいつでも開いていなければならず、したがって使用者は生成物と親核種放射線の両方に被爆する可能性がある。生成物容器７４がシールド９８の外側に存在する場合は（図４に示すように）それ自体の別個のシールド（図示せず）内に存在させることができ、使用者はシールド９８を開く必要がない。
【００６５】
上記論じたように、シールドは必ずしも必要ではない。しばしば、フードに対するＰｌｅｘｉｇｌａｓまたはガラス面が、α放出体およびβ放出体を遮蔽するのに十分である。
【００６６】
代わりに、成長容器６０を分離放射線シールド（図示せず）内に位置付けることができる。そのような実施形態では、別個の一時貯蔵容器を必要とせず、５ポート分配弁を使用することができる。この代替の実施形態の操作に関する方法では、第１の逆ＣＯＷモードの最初の３つの工程（娘核種「成長」工程まで）が不要であり、上述の方法の工程４から開始する。
【００６７】
本発明の開示を検討することによって当業者に理解されるように、成長容器６０および一時貯蔵容器５８によって、親核種投入溶液１４を効率的に使用することが可能になる。一時貯蔵容器５８では、娘放射性核種を分離した後の親核種投入溶液を含みかつ洗浄溶液と洗浄溶液でセパレータ２４を経て洗浄された任意の残留する親核種投入溶液とが混じった、希釈された親核種投入溶液を貯蔵することが可能である。
【００６８】
一時貯蔵容器５８と成長容器６０の両方は、希釈された親核種投入溶液（親核種溶液、残留する親核種投入溶液および洗浄溶液）の体積がポンプ１６の容量を超えた場合に必要である。希釈された親核種投入溶液の体積は、残留する親核種投入溶液に洗浄を加えた場合に、ポンプの容量を超える可能性がある。これは一般に、第１の逆ＣＯＷモードを数回繰り返した後に生ずる。
【００６９】
例えば第１の逆ＣＯＷモードでは、希釈された親核種投入溶液の体積（例えば６ｍＬ）がポンプの容量（例えば５ｍＬ）を超えた場合、希釈された親核種投入溶液の５ｍＬだけがセパレータに移送され、したがってそこから娘核種放射能が除去された希釈済みの親核種投入溶液５ｍＬが、一時貯蔵容器に移送される。希釈された親核種投入溶液１ｍＬは、成長容器内に残留する。一時貯蔵容器がないと、希釈された親核種投入溶液（そこから娘核種が分離される）５ｍＬは、成長容器内に残っている親−娘溶液１ｍＬと再び混ざり、使用のため精製することができない。
【００７０】
第１の従来のＣＯＷモードでは、図５の矢印で示すように、ポンプ１６が上向きまたは下向きに作動して、様々な材料および溶液をシステム内に推し進める。表２に、第１の従来のＣＯＷモードの手順における各工程ごとの、弁の位置およびポンプの運動方向をまとめる。第１の従来のＣＯＷモードは８工程を含み、そのうちの５工程が繰り返される。システム１０は、プロセッサ７８の命令に従ってこれらの工程を実行する。
【００７１】
【表２】

【００７２】
工程は以下の通りである。
工程１ シリンジ１６に親核種投入溶液１４を充填する。この移送を行うには、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置６（５２）にし、ポンプ１６を下向きに作動させる。
【００７３】
工程２ 親核種投入溶液１４をセパレータ６１に放出し、娘放射性核種溶液（貯蔵および輸送中に不純物が蓄積されている）を、廃棄物へと通過するように送り出す。したがって、親放射性核種は分離媒体（図示せず）に捕捉され、溶液の残りの部分（汚染された娘放射性核種を含む可能性がある）は廃棄物容器５４に送り出される。この移送は、第１のマルチポート弁１８がポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０が位置４（４８）にあり、第３のマルチポート弁２２が位置３（７０）にあり、ポンプ１６が上向きに作動する状態で実行される。
【００７４】
工程３ セパレータ６１を数回洗浄して、分離媒体から不純物を除去する。この工程には２つのサブ工程があり、分離媒体から不純物がなくなったと操作者が満足するまで、このサブ工程を数回繰り返すことができる。この２つのサブ工程とは、下記の通りである。
【００７５】
工程３ａ シリンジ１６に洗浄溶液を充填する。第１のマルチポート弁１８の２と３（３０、３２）を接続し、ポンプ１６を下向きに作動させる。
【００７６】
工程３ｂ 洗浄溶液３６をセパレータ６１に通して、不純物を全て除去しまたは濯ぎ去る。洗浄溶液３６を廃棄物へと送り出す。この移送を行うには、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置４（４８）にし、第３のマルチポート弁２２を位置３（７０）にし、ポンプ１６を上向きに作動させる。
【００７７】
工程４ 親放射性核種が崩壊して所望の娘放射性核種が「成長」する所定の時間、親放射性核種１４をセパレータ６１に保持する。したがって親核種と娘核種が一緒になった溶液が得られる。
【００７８】
工程５ ポンプ１６に洗浄溶液を充填して、ポンプ１６を清浄にする。この工程では、第１のマルチポート弁１８のポート２と３（３０、３２）を接続し、ポンプ１６を下向きに作動させる。
【００７９】
工程６ ポンプ１６を清浄にするのに使用した洗浄溶液３６を、廃棄物へと放出する。この工程では、第１のマルチポート弁１８のポート位置３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置１（４２）にし、ポンプ１６を上向きに作動させる。
【００８０】
工程７ セパレータ６１からの所望の娘核種を洗浄するのに使用する洗浄溶液を、ポンプ１６に充填する。この移送を行うには、第１のマルチポート弁１８でポート位置２と３（３０、３２）を接続し、ポンプ１６を下向きに作動させる。
【００８１】
工程８ 洗浄溶液３６を、セパレータ６１およびガード・セパレータ７２に通して生成物容器７４に放出する。娘放射性核種溶液を、ガード・セパレータ７２に通して分離媒体から洗い出す。残留する全ての親放射性核種をガード・セパレータ７２で捕捉し、実質的に不純物のない娘放射性核種溶液をガード・セパレータ７２から生成物容器７４に移送する。この移送を行うには、第１のマルチポート弁１８でポート３と４（３２、３４）を接続し、第２のマルチポート弁２０を位置４（４８）にし、第３のマルチポート弁２２を位置２（６６）にし、ポンプ１６を上向きに作動させる。
【００８２】
工程９ 娘放射性核種が有用なレベルにまで成長するのを待った後、工程７から８までを繰り返すことができる。従来のＣＯＷモード中、逆抽出溶液５６と成長容器６０と一時貯蔵容器５８は必要ではないことに留意されたい。したがって第２のマルチポート弁には、３ポート分配弁を使用することができる。共通ポート４０は、アンコイルド・チューブ３８（したがって第１のマルチポート弁）と流体連絡し、３つのサイド・ポート４２、４８、５２は、セパレータ６１、親核種投入溶液１４、および廃棄物容器５４と流体連絡することができる。しかしシステム１０は、順方向と逆方向の両方のＣＯＷモードで作動させることが望ましいので、上述のシステム構成が好ましい。
【００８３】
システムには、所望の娘放射性核種や親放射性核種、動作モード（例えば順方向や逆方向のＣＯＷモード）などの様々なファクタに応じて、様々な異なるセパレータ２４、６１、ガード・セパレータ７２、洗浄溶液３６、および逆抽出溶液５６を組み込むことができることにも留意されたい。
【００８４】
企図される方法およびシステムは、１つまたは複数の分離媒体を利用することができる。所与の分離を行うために利用される１つまたは複数の分離媒体は、周知のように、分離する材料に左右される。好ましい分離媒体は、一般に、ビーズ形状の固相樹脂である。
【００８５】
１つの好ましい固相支持交換樹脂は、Ｒｉｃｈｍａｎ、ＣＡのＢｉｏ−Ｒａｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている、Ｈ^＋形のＢｉｏ−Ｒａｄ（登録商標）５０Ｗ−Ｘ８樹脂である。その他の有用な強酸陽イオン交換媒体には、Ｄｏｗｅｘ（登録商標）５０Ｗシリーズのイオン交換樹脂と、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（登録商標）ＩＲシリーズのイオン交換樹脂であって、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯから入手可能なものが含まれる。
【００８６】
Ｄｏｗｅｘ（登録商標）ｌシリーズ陰イオン交換樹脂などの陰イオン交換樹脂も、分離媒体として役立てることができる。
【００８７】
本発明のプロセスで使用することができる別の樹脂は、スチレン−ジビニルベンゼンポリマー基材であり、そこに化学結合するスルホン酸、ホスホン酸、およびｇｅｍ−ジホスホン酸官能基を含む。そのようなｇｅｍ−ジホスホン酸樹脂は、Ｄｉｐｈｏｎｉｘ（登録商標）という商標の樹脂として、８２０５Ｓ．Ｃａｓｓ Ａｖｅｎｕｅ、Ｄａｒｉｅｎ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ、Ｕ．Ｓ．Ａ．所在のＥｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。本発明のプロセスでは、Ｄｉｐｈｏｎｉｘ（登録商標）樹脂をＨ^＋形態で使用する。Ｄｉｐｈｏｎｉｘ（登録商標）樹脂の特性および性質は、米国特許第５，５３９，００３号、米国特許第５，４４９，４６２号、および米国特許第５，２８１，６３１号に、より十分に記載されており、その開示を参照により本明細書に援用する。
【００８８】
液相−固相系において、カルシウムよりもラジムおよびバリウムの吸収を増大させるのに特に有用であることがわかったクラウンエーテルには、１８−クラウン−６（１８Ｃ６）および２１−クラウン−７（２１Ｃ７）が含まれる。クラウンエーテルは、大環状環系のみ有するクラウンエーテルである。
【００８９】
そのようなクラウンエーテル、特に小さいほうのクラウンエーテル（例えば１８Ｃ６）は、比較的低コストの試薬であることが有利であり、カルシウム陽イオンを含有する水サンプルとストロンチウム陽イオンおよびバリウム陽イオンの一方または両方も含有する水サンプルからラジウム陽イオンを分離するための、費用対効果の高い手続き的に効率的な方法を提供する。
【００９０】
別の企図される方法は、抽出クロマトグラフィおよび／またはイオン交換樹脂である２つの分離媒体を利用する。そのような２つの分離媒体の組合せは、トリウムおよびその他の核種からアクチニウムを分離するのに特に有用である。第１の交換媒体は、参照により本明細書に援用するＥ．Ｐ．Ｈｏｒｗｉｔｚ他のＡｎａｌｙｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ ３１０（１９９５）６３〜７８に論じられるように、第４アンモニウム塩、特にトリオクチルおよびトリデシルメチルアンモニウムクロライドの混合物を有する４価アクチニド（ＴＥＶＡ（登録商標））樹脂であって、交換組成物の成分に対して不活性な水不溶性の支持体に収着された樹脂である。
【００９１】
ＴＥＶＡ（登録商標）樹脂は、４価の酸化状態を有するイオンに対する選択性、すなわち本発明のプロセスではＴｈ−２２８およびＴｈ−２２９（その価数が＋４である）に対する選択性が、それらの壊変生成物（アクチニウムやラジウムなど、価数が＋３以下である）に対するよりも非常に高い。例えば＋４価のトリウムイオンは、硝酸溶液中でＴＥＶＡ（登録商標）に結合するが、アクチニウム（Ａｃ）およびラジウム（Ｒａ）イオン（その価数がそれぞれ＋３および＋２である）は、同じ条件下で樹脂と接触することにより実質的に影響を受けない。ＴＥＶＡ（登録商標）樹脂は、８２０５ Ｓ．Ｃａｓｓ Ａｖｅｎｕｅ、Ｄａｒｉｅｎ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ Ｕ．Ｓ．Ａ．所在のＥｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。
【００９２】
次いで、次に低い価数を有するイオン、ここではＡｃ−２２５陽イオンでよいが、そのイオンと結合してＡｃ−２２５を豊富に含む第２のイオン交換媒体を形成するように適合された、複数の結合部位を表面に有する第２のイオン交換媒体である第２の分離媒体に、Ｒａ／Ａｃを一緒にした水溶液を接触させる。イオン交換媒体（第２の交換媒体）は、そこに結合したＡｃ−２２５（＋３価）を保持するように働き、かつラジウム同位体（＋２価）とナトリウムやカリウムイオンなどの＋１価の任意の陽イオンまたはプロトン、ならびに陰イオンおよびラジウムの任意の非アクチニウム壊変生成物およびフランシウム−２２１（＋１価）やアスタチン−２１７（−１価）などのアクチニウム同位体の崩壊によって形成された壊変生成物を通過するように働く。このように、第２のイオン交換媒体に結合して残留する物質は、本質的にＡｃ−２２５のみであるが、それは媒体表面の結合部位が、より低い価数の陽イオンおよび陰イオンよりも＋３価のＡｃ−２２５と優先的に結合するからである。
【００９３】
Ａｃ−２２５を豊富に含むイオン交換媒体を、約０．５〜約１０Ｍの硝酸または塩酸水溶液などの酸溶液で、好ましくは約２．０Ｍ〜約３．０Ｍの硝酸溶液でさらに濯ぎ、それによって、残留するラジウム同位体の陽イオンおよびＡｃ−２２５壊変生成物の陽イオンの全てを、クロマトグラフィ媒体から除去することができる。
【００９４】
企図される方法では、第２の交換媒体（イオン交換媒体）が、ジホスホン酸（ＤＰＡ）リガンドまたは基を含有する。いくつかのタイプのＤＰＡを含有する置換型ジホスホン酸が当技術分野で知られており、これを本明細書で使用することができる。例示的なジホスホン酸リガンドは、式
ＣＲ^１Ｒ^２（ＰＯ_３Ｒ_２）_２
を有し、ただしＲは、水素（ヒドリド）、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル基、陽イオン、およびこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ^１は水素またはＣ_１〜Ｃ_２アルキル基であり、Ｒ^２は水素またはポリマー樹脂への結合である。
【００９５】
Ｒ^２がポリマー樹脂への結合である場合、コポリマーの乾燥重量当たり１．０〜約１０ｍｍｏｌ／ｇでリン含有基が存在するが、このｍｍｏｌ／ｇの値は、Ｒ^１が水素である場合のポリマーを基にする。ジホスホン酸リガンドを含有する例示的な交換媒体について、以下に論じる。
【００９６】
そのような１つの交換媒体はＤｉｐｅｘ（登録商標）樹脂と呼ばれ、これは、ジ−２−エチルヘキシルメタンジホスホン酸などのジエステル化メタンジホスホン酸の種類に属する液体ジホスホン酸抽出剤を含有する、抽出クロマトグラフィ材料である。抽出剤は、Ａｍｂｅｒｃｈｒｏｍｅ（登録商標）ＣＧ−７１（ＴｏｓｏＨａａｓ、Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙｖｉｌｌｅ、ＰＡから入手可能）や疎水性シリカなどの移動相に対して不活性な基質に収着される。この抽出剤では、Ｒ^１およびＲ^２がＨであり、１つのＲが２−エチルヘキシルであり、その他はＨである。
【００９７】
Ｄｉｐｅｘ（登録商標）樹脂は、Ａｃ−２２５の陽イオンなど、様々な３価、４価、および６価のアクチニドおよびランタニドに対して高親和性を有し、またラジウムの陽イオンおよびＡｃ−２２５の壊変生成物に対して低親和性を有することが示されている。このことは、フッ化物やオキサレート、ホスフェートなどの錯陰イオンの存在下でも示されている。
好ましいＤｉｐｅｘ（登録商標）樹脂の活性成分は、一般式
【００９８】
【数１】

の液体ジホスホン酸であり、ただしＲはＣ_６〜Ｃ_１８アルキルまたはアリールであり、好ましくは２−エチル−１−ヘキサノールから誘導されたエステルである。好ましい化合物は、ビス−２−エチルヘキシルメタンジホスホン酸である。
【００９９】
活性成分ＤＰＡは、メタノールやエタノール、アセトン、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、ヘキサン、トルエンなどの低沸点有機溶媒と混合して、クロマトグラフィ・カラムに使用するような当技術分野で知られているガラスビーズやポリプロピレンビーズ、ポリエステルビーズ、シリカゲルなどの不活性な基質を被覆することができる。ペンシルベニア州ＰｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａのＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＡＭＢＥＲＬＩＴＥ（登録商標）などの、アクリル樹脂および多環芳香族樹脂も使用することができる。
【０１００】
Ｄｉｐｅｘ（登録商標）樹脂の性質および特徴は、１９９５年６月６日出願の許可された米国特許出願第０８／４６７，４０２号、Ｈｏｒｗｉｔｚ他の米国特許第５，６５１，８８３号に、より十分に記載されており、その開示を参照により本明細書に援用する。Ｄｉｐｅｘ（登録商標）樹脂は、Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。
【０１０１】
別の有用なイオン交換樹脂は、Ｄｉｐｈｏｓｉｌ（登録商標）樹脂である。他のＤＰＡ樹脂と同様に、Ｄｉｐｈｏｓｉｌ（登録商標）樹脂は、ビニリデンジホスホン酸によって得られるような、複数のジェミナルな置換型のジホスホン酸リガンドを含有する。リガンドは、シリカ粒子にグラフトする有機基質に化学結合する。Ｄｉｐｈｏｓｉｌ（登録商標）樹脂は、Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。
【０１０２】
さらに別の有用な樹脂は、グラフト化によって予備形成済みの水不溶性コポリマーに付加された−ＣＲ^１（ＰＯ_３Ｒ_２）_２側基を有し、すなわちこのホスホネート側基は、コポリマー粒子を形成した後に付加される。このようなポリマーでは、Ｒは水素（ヒドリド）、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル基、陽イオン、またはこれらの混合物であり、Ｒ^１は水素またはＣ_１〜Ｃ_８アルキル基である。この種類の樹脂に関して企図される−ＣＲ^１（ＰＯ_３Ｒ_２）_２側基は、以下に示す式を有する。また粒子は、芳香族スルホネート側基も、乾燥重量で０〜約５ｍｍｏｌ／ｇ含有する。
【０１０３】
【数２】

最初に形成された、企図される側鎖メチレンジホスホネートは、一般に、２個のＣ_１〜Ｃ_８ジアルキルホスホン酸エステル基を含有する。このようなエステルの例示的なＣ_１〜Ｃ_８アルキル基、および本明細書で述べるその他のＣ_１〜Ｃ_８アルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、４−メチルシクロペンチル、ヘプチル、オクチル、シクロオクチル、３−エチルシクロヘキシルなど、周知のものが含まれる。イソプロピル基は好ましいＲ基である。Ｒ^１Ｃ_１〜Ｃ_２アルキル基は、メチル基またはエチル基であり、Ｒ^１は、水素が最も好ましい。
【０１０４】
形成後、アルキルエステル基を加水分解して使用できるようにし、上述の式のＲは、水素（プロトン）、Ｃａ^＋２イオン、またはリチウムやナトリウム、カリウムイオンなどのアルカリ金属イオンである。
【０１０５】
不溶性コポリマーは、少なくとも２モル％の反応したハロゲン化ビニルベンジルを含有することが好ましく、そのパーセンテージは約１０〜約９５モル％であることがより好ましい。既に論じた１つまたは複数の反応したモノエチレン性不飽和モノマーは、約２〜約８５モル％で存在し、このモノマーは、例えばスチレンやエチルスチレン、ビニルトルエン（メチルスチレン）、ビニルキシレンなどの上記モノエチレン性不飽和芳香族モノマーを少なくとも５モル％含むことが好ましい。
【０１０６】
有用な不溶性コポリマーは、反応した架橋剤（クロスリンカー）も含む。本明細書で有用な反応した架橋剤も実に様々である。例示的な有用な架橋剤は、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリアクリレートまたはトリメタクリレート、エリスリトールテトラアクリレートまたはテトラメタクリレート、３，４−ジヒドロキシ−１，５−ヘキサジエン、および２，４−ジメチル−１，５−ヘキサジエンからなる群から選択される。本明細書ではジビニルベンゼンが特に好ましい。
【０１０７】
反応した架橋剤の量は、所望の不溶性を実現するのに十分な量である。典型的な場合、少なくとも０．３モルパーセントの反応した架橋剤が存在する。反応した架橋剤は、約２〜約２０モル％で存在することが好ましい。
【０１０８】
これらの企図される粒子は、既知の方法によって得ることができるＣＲ^１（ＰＯ_３Ｒ_２）_２ ⁻などの求核剤と基質との多段階反応生成物である。したがって、Ｒがアルキル基であることが好ましいＣＨＲ^１（ＰＯ_３Ｒ_２）_２は、最初に、ナトリウムまたはカリウム金属、水素化ナトリウムまたは有機リチウム化合物であって例えばブチルリチウムなど、あるいはジホスホネートカルバニオンを生成することが可能な任意の薬剤と反応する。次いで得られるカルバニオンを、ビニル脂肪族、アクリル、または芳香族化合物、およびポリビニル脂肪族、アクリル、または芳香族化合物であって、例えばジビニルベンゼンなどの、１つまたは複数の、前に論じた不溶性架橋コポリマーである基質と反応させる。コポリマーは、塩化ビニルベンジル基など、ビニル芳香族炭化水素の反応したハロゲン化誘導体を少なくとも２モル％、好ましくは１０〜９５モル％含有し、スチレンなどのモノビニル芳香族炭化水素を約２〜約８５モル％含有し、さらにジビニルベンゼンなどのポリビニル脂肪族および／または芳香族架橋剤を少なくとも０．３モル％、好ましくは２〜２０モル％含有する。
【０１０９】
グラフト化したメチレンジホスホネートテトラアルキルエステル基を乾燥重量約１．０ｍｍｏｌ／ｇに対応する量で、好ましくは乾燥重量２〜７ｍｍｏｌ／ｇに対応する量で含有するコポリマーは、その構造に強酸性の芳香族スルホン酸側基を導入するために、クロロスルホン酸や濃硫酸、三酸化イオウなどのスルホン化剤と反応させることが好ましい。スルホン酸側基が存在すると、粒子に対する親水性という追加の利点が得られ、観察される選択性に悪影響を及ぼすことなく陽イオンの錯化速度が驚くほど速くなる。
【０１１０】
スルホン化剤と、メチレンジホスホネート基を含有するグラフト化コポリマーとの反応は、通常、エステル形態にある回収された樹脂生成物が、ジクロロメタンや二塩化エチレン、クロロホルム、１，１，１−トリクロロエタンなどのハロゲン炭化水素によって膨潤したときに行われる。スルホン化反応は、約−２５℃〜約５０℃、好ましくは約１０℃〜約３０℃の範囲の温度で、上記ハロゲン炭化水素溶媒の１つに溶かした０．５〜２０．０重量％のクロロスルホン酸を使用して行うことができる。反応は、０（膨潤していない）〜約２時間かけて予め膨潤させた樹脂を、０．２５〜２０時間、好ましくは０．５〜２時間にわたって上記スルホン化溶液と接触させることにより行う。
【０１１１】
スルホン化反応終了後、濾過、遠心分離、デカンテーションなどによって、粒子を液体反応媒体から分離する。この最終の、第２の樹脂生成物を、ジオキサン、水、１Ｍ ＮａＯＨ、水、１Ｍ ＨＣｌ、および水で慎重に洗浄し、次いで乾燥する。
【０１１２】
スルホン化反応および水中での後処理でも、ホスホン酸Ｃ_１〜Ｃ_８アルキルエステル基を加水分解する。スルホン化を行わない場合、ホスホン酸エステルの加水分解は、還流下で濃塩酸などの酸と反応させることにより行うことができる。
【０１１３】
これらの企図される粒子は、ポリマー基材中の芳香族単位あるいはアクリレートまたはメタクリレート単位の炭素原子に直接結合したメチレンジホスホネートおよびスルホネート基の両方を、官能側基として含有する。企図される樹脂は、広範囲にわたるｐＨ値で、広範囲にわたる２価、３価、および多価の陽イオンに対し、高い親和性を示す。１より低いｐＨ値で、樹脂は、ホスホリル酸素の配位能力により、陽イオン除去のイオン交換メカニズムから２官能性イオン交換／配位メカニズムに切り換わることができる。次いでスルホン酸基は、金属イオンへの迅速な接触を目的として基材がより親水性になるように作用し、したがってメチレンジホスホネート基が高選択性をもたらす。この樹脂の調製に関するさらなる詳細は、Ｔｒｏｃｈｉｍｃｚｕｋ他の米国特許第５，６１８，８５１号に見出すことができ、その開示を参照により援用する。
【０１１４】
企図される実施形態では、参照によりその開示を援用する米国特許第５，１１０，４７４号に記載されている、Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な分析樹脂である「Ｓｒ樹脂」を、セパレータ２４、６１またはガード・セパレータ７２に投入する。簡単に言うと、Ｓｒ樹脂は、抽出剤の溶液、すなわちクラウンエーテルを液体希釈剤に溶解したものを表面に分散させた不活性樹脂基質を含む。
【０１１５】
希釈剤は、（ｉ）約１７０°〜２００℃の高沸点であり、（ｉｉ）水に対する溶解度が限られているかまたは溶解せず、（ｉｉｉ）約０．５〜６．０Ｍで水に溶解可能であり、（ｉｖ）クラウンエーテルが可溶な材料である有機化合物である。このような希釈剤には、アルコール、ケトン、カルボン酸、およびエステルが含まれる。適切なアルコールには１−オクタノールが含まれ、これが最も好ましいが、１−ヘプタノールおよび１−デカノールも満足のいくものである。カルボン酸には、好ましいものであるオクタン酸と、この他にヘプタン酸およびヘキサン酸が含まれる。例示的なケトンには、２−ヘキサノンおよび４−メチル−２−ペンタノンが含まれ、一方エステルには、酢酸ブチルおよび酢酸アミルが含まれる。
【０１１６】
大環状ポリエーテルは、ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６やジシクロヘキサノ２１−クラウン−７、ジシクロヘキサノ−２４−クラウン−８などのジシクロヘキサノクラウンエーテルのいずれかでよい。好ましいクラウンエーテルは、式：４，４’（５’）［（Ｒ，Ｒ’）ジシクロヘキサノ］−１８−クラウン−６を有し、ただしＲおよびＲ’は、Ｈと、１〜１２個の炭素を含有する直鎖状または分岐状アルキルとからなる群から選択された１個または複数の員である。この例には、メチル、プロピル、イソブチル、ｔ−ブチル、ヘキシル、およびヘプチルが含まれる。好ましいエーテルには、ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６（ＤＣＨ１８Ｃ６）、およびビス−メチルシクロヘキサノ−１８−クラウン−６（ＤＭｅＣＨ１８Ｃ６）が含まれる。最も好ましいエーテルは、ビス−４，４’（５’）−［（ｔ−ブチル）シクロヘキサノ］−１８−クラウン−６（Ｄｔ−ＢｕＣＨ１８Ｃ６）である。
【０１１７】
希釈剤中のクラウンエーテルの量は、エーテルの特定の形態に応じて様々でよい。例えば、上述の好ましいクラウンエーテルのうち最も好ましいｔ−ブチル形態（Ｄｔ−ＢｕＣＨ１８Ｃ６）を、希釈剤に約０．１〜約０．５Ｍの濃度で溶解したものが満足のいくものであり、約０．２Ｍが最も好ましい。水素形態のものを使用する場合、その濃度は約０．２５〜約０．５Ｍまで様々でよい。希釈剤中のクラウンエーテルの濃度が約０．５Ｍよりも高いと、ＲおよびＲ’がＨである場合に鉛の回収が改善されない。
【０１１８】
好ましいＳｒ樹脂は、ｎ−オクタノール（５重量％〜２０重量％）に溶解した４，４’（５’）ジ−ｔ−ブチルシクロヘキサノ−１８−クラウン−６（ビス−ｔ−ブチル−シス−ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６）（２０重量％〜２５重量％）などのクラウンエーテルのコーティング層を表面に有し、４０重量％の抽出剤を投入した、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（登録商標）ＸＡＤ−７（６０重量％〜７０重量％）などの非イオン性アクリルエステルポリマービーズ樹脂である不活性樹脂基質を利用する。Ｅ．Ｐ．Ｈｏｒｗｉｔｚ他、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ、１０（２）：３１３〜１６（１９９２）。
【０１１９】
Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である関連樹脂、Ｐｂ樹脂も、Ｂｉ−２１２を生成するためのＰｂ−２１２の精製および蓄積に有用であることがわかった。Ｐｂ樹脂は、高分子アルコール、すなわちイソデカノールをＰｂ樹脂の製造に使用すること以外、Ｓｒ樹脂と同様の性質を有する。Ｅ．Ｐ．Ｈｏｒｗｉｔｚ他、Ａｎａｌｙｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ、２９２、２６３〜７３（１９９４）。Ｐｂ樹脂では、後で樹脂からＰｂ−２１２を除去することが可能であることがわかり、一方、Ｐｂ−２１２は、本質的に不可逆的にＳｒ樹脂に結合することがわかった。
【０１２０】
やはりＥｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な改善されたＳｒ樹脂は、さらに選択的なものである。この分離媒体は、超選択的Ｐｂ（Ｓｒ）樹脂と呼ばれ、ジ−ｔ−ブチルシクロヘキサノ−１８−クラウン−６などのジ−４，４’（５’）［Ｃ_３−Ｃ_８−アルキルシクロヘキサノ］１８−クラウン−６を約５〜約５０重量％有する易流動性粒子を含み、これは、ポリマー樹脂（例えばＡｍｂｅｒｃｈｒｏｍ（登録商標）ＣＧ−７１）やシリカ粒子などの不活性な多孔質支持体に分散されたときのｎ−オクタノールと１Ｍ硝酸との分配率（Ｄ_{Ｃｒｏｗｎ}＝［Ｃｒｏｗｎ_Ｏｒｇ］／［Ｃｒｏｗｎ］_Ａｑ）が、約１０^３よりも大きい値を示すものであって、通常は約１０^３〜約１０^６である。分離媒体は希釈剤を含まず、特に、（ｉ）水に対して不溶性でありまたは水に対する溶解度が限られ（溶解しにくく）、（ｉｉ）Ｓｒ樹脂中に存在する実質的な量の水を溶解することが可能な希釈剤を含まない。
【０１２１】
さらに、親および所望の娘放射性核種も動作モードを決定する。具体的には、従来のＣＯＷモードを使用する場合、親放射性核種に対して親和性を有する分離媒体を使用すべきである。一方、逆ＣＯＷモードを使用する場合、娘放射性核種に対して高い親和性を有する分離媒体を使用すべきである。コストや分離媒体の利用可能性など、その他の問題も考慮すべきである。
【０１２２】
ガード・セパレータの使用およびタイプも、親および娘放射性核種によって決定される。逆ＣＯＷモードの場合、一般にガード・セパレータは、親放射性核種を捕捉して娘放射性核種を生成物容器内に流すために使用する。従来の生成器または順方向ＣＯＷモードでは、ガード・セパレータが再び親放射性核種を捕捉して、所望の娘放射性核種に関してさらに程度の高い精製を行う。
【０１２３】
使用される好ましい洗浄溶液および逆抽出溶液も、親および娘放射性核種と生成物の所望の使用に基づいて選択される。分離媒体および溶液に関する例示的な検討に関しては、Ｈｏｒｗｉｔｚ他の米国特許第５，８５４，９６８号およびＤｉｅｔｚ他の米国特許第５，８６３，４３９号を参照されたい。
【０１２４】
水溶液中のカオトロピック陰イオンを分離するには、さらに別の分離媒体が特に有用である。この分離媒体は、ＡＢＥＣ（登録商標）という名称でＥｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能であり、複数の共有結合した−Ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ基を有する粒子を含むが、この式で、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、またはＮ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｍ−Ｒ^３であり、ｍは０〜約２２５の平均値を有する数であり、ｎは約１５〜約２２５の平均値を有する数であり、Ｒ^３は水素、Ｃ_１〜Ｃ_２アルキル、２−ヒドロキシエチル、またはＣＨ_２ＣＨ_２Ｒであり、Ｒは、−ＯＨ、分子量が−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ−部分の最大約１０分の１であるＣ_１〜Ｃ_１０ヒドロカルビルエーテル、カルボキシレート、スルホネート、ホスホネート、−ＮＲ^１Ｒ^２基であってＲ^１およびＲ^２のそれぞれが独立に水素、Ｃ_２〜Ｃ_３ヒドロキシアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_６アルキルである基、あるいは−ＮＲ^１Ｒ^２が一緒になって、０または１個の酸素原子あるいは０または１個の追加の窒素原子を環に含む５または６員環状アミンを形成する基からなる群から選択される。分離粒子は、約８０００より大きくかつ約１，０００，０００未満である粒子表面積の１ｍｍ^２当たり１％ＣＨ_２Ｏを有する。例示的なカオトロピック陰イオンには、Ｂｒ^−１やＩ^−１などの単純な陰イオンと、ＴｃＯ_４ ^−１やＲｅＯ_４ ^−１、ＩＯ_３ ^−１などの基が含まれる。カオトロピック陰イオンは、金属陽イオンとハロゲン化物または擬ハロゲン化物陰イオンの錯体でもよい。ＡＢＥＣ（登録商標）分離媒体を使用して、陰イオン染料の混合物も分離することができる。この分離媒体を使用して行うことができる特に有用な分離は、やはり親^９９ＭｏＯ_４ ^−２（モリブデート−９９）イオンを含有する水溶液から^９９ｍＴｃＯ_４ ^−１（ペルテクネテート−９９ｍ）を分離することである。ＡＢＥＣ（登録商標）分離媒体およびその使用に関するさらなる詳細は、米国特許第５，６０３，８３４号、第５，７０７，５２５号、および第５，８８８，３９７号に見出すことができる。
【０１２５】
本発明のシステムおよび方法は、実質的に空気または気体の影響を実質的に受けずに動作するよう構成され、それによって、ビーズ支持分離媒体の使用に相当な柔軟性を持たせることができる。具体的には、そのような分離媒体を通過する空気または気体によってチャネリングが生じる可能性があり、溶液と分離媒との緊密な接触は、所望のレベルにまで至らない。したがって本発明のシステムは、液体輸送およびプロセス・システムとして構成される。そのような空気または気体の少ないシステムに関する１つの利点とは、処理しまたは濾過しなければならない空気または気体がないことである（放射能汚染物質の飛沫同伴が考えられるので）。したがって本発明のシステムは、空気と液体を組み合わせて使用するものほど複雑な設計のものでなくてよい。
【０１２６】
そのようなビーズ支持分離媒体システムでは、分離媒体を構成する支持ビーズをカラム内に充填する。ビーズに溶液を通した場合、その溶液を、ビーズ上、ビーズ内およびビーズの周りに通して流出させ、それによって分離媒体との緊密な接触を実現することができる。空気または気体をカラム内に導入した場合、空気または気体がビーズをわきに押し出して、ビーズ内に「チャネル」が生じる可能性がある。この結果、溶液は、ビーズを超えてまたはビーズの周りを流れることなくチャネルを通過する可能性があり、より正確に言えば溶液は、分離媒体と接触することなくチャネルを通過する。この結果、所望の放射性核種の精製を効率的に行うことができない。
【０１２７】
したがって、何種類かの溶液を互いに分離するために空気または気体を使用する必要がない本発明のシステムは、そのような非液体流（すなわち空気または気体）分離方法を使用するシステムよりも優れたその他の利点を提供する。このため本発明のシステムは、種々のタイプの分離媒体を使用することができるという点で、柔軟性を提供できることが有利である。
【０１２８】
使用する管材のサイズおよび寸法と弁のタイプは、所望の流量に応じて様々である。ある研究では、管材を通して液体を移送するのに１０〜５０ｍＬ／分の流量で十分であることがわかり、２０〜２５ｍＬ／分が最適な流量であることがわかった。セパレータ（ビーズを充填したカラム・セパレータをこの研究では使用した）を通して液体を送出する場合、流量は１００〜５００μＬ／分で十分であり、５００μＬ／分が最適な流量であることがわかった。一般に最大流量は、全シリンジ体積に関して１秒である。最小流量は、パルスがミリ秒未満で生じる場合、リニア・アクチュエータの１パルス当たりポンプ（シリンジ）体積の０．０００５倍である。
【０１２９】
一実施形態では、デジタル連絡弁を備えたＨａｍｉｌｔｏｎの「モジュラ弁ポジショナ」を使用した。例えば、４ポート分配式のモデル４−５ＭＶＰプラグ弁や、６ポート分配式のモデル６−５ＭＶＰプラグ弁を使用した。
【０１３０】
取付具は、様々な材料から作製することができる。そのような１つの材料は、ＫＥＬ−Ｆ（登録商標）という商標で３Ｍ社から市販されている。取付具を作製することができる別の材料は、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）である。取付具は、Ｈａｍｉｌｔｏｎ社から市販されているＨＰＬＣ取付具である。
【０１３１】
管材として許容される１つの材料は、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）という商標で市販されているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。使用される管材は、標準的な商用グレードおよびサイズである。例えば、内径が０．０４２インチまたは０．０２８インチである市販の管材を使用することができる。当業者に理解されるように、管材のサイズは、使用する取付具、機器、および容器に対応すべきである。この研究では、上記Ｈａｍｉｌｔｏｎ社から市販されている取付具を使用した。これらの取付具は、外径が０．０７４インチである。これらの取付具では、より大きい（内径）外径の管材を使用できる点が好ましく、そのような管材によってシステムにおける背圧が低下し、したがって流量が増すので好ましい。内径がより小さい管材も使用できるが、流量が低下する。
【０１３２】
システムのその他の実施形態を、図７〜９に示す。当然ながら、その他の動作方法がこれらの実施形態に対応する。しかしこれらの実施形態および動作方法の全ては、それらが気体を含まずまたは空気を含まずかつ順方向または逆方向ＣＯＷモードで動作する点で、共通している。
【０１３３】
図６に、３個のシリンジ２１０、２１２、２１４を含むシステム２００の代替の実施形態を示す。この実施形態は、親核種投入溶液による洗浄溶液および逆抽出溶液の汚染を低減するために、３個のポンプ２１０、２１２、２１４を使用する。
【０１３４】
この実施形態２００は、第４のマルチポート弁２２４、親核種投入溶液２２６（容器内に貯蔵できる）、および第１のポンプ２１０と流体連絡する少なくとも３個のポート２１８、２２０、２２２を有する第１のマルチポート弁２１６含む。代替のシステムは、第２および第３のマルチポート弁２３２、２３４を介して逆抽出２２８および洗浄溶液２３０と流体連絡する第２および第３のポンプ２１２、２１４も含む。第２および第３のポンプ２１２、２１４は、第４のマルチポート弁２２４とも流体連絡している。第２および第３の弁２３２、２３４は、例えば３また４ポート選択弁でよい。
【０１３５】
第４のマルチポート弁２２４は、４個のサイド・ポート２３６、２３８、２４０、２４２と１個の共通ポート２４４を含むことができる。サイド・ポート２３６、２３８、２４０、２４２は、廃棄物容器２４６と、また第１、第２、および第３の弁２１６、２３２、２３４を介して第１、第２、および第３のポンプ２１０、２１２、２１４と流体連絡している。共通ポート２４４は、セパレータ２４８と流体連絡している。
【０１３６】
セパレータ２４８は、第１の端部２５０で第４のマルチポート弁２２４と流体連絡し、第２の端部２５４で第５のマルチポー２５２弁と流体連絡している。第５のマルチポート弁２５２は、４個のサイド・ポート２５６、２５８、２６０、２６２と１個の共通ポート２６４を有している。サイド・ポート２５６、２５８、２６０、２６２は、親核種洗浄収集容器２６６、廃棄物容器２４６、親核種投入溶液２２６、およびガード・セパレータ２６８と流体連絡している。既に述べた実施形態と同様に、ガード・セパレータ２６８は、生成物容器２７０と流体連絡している。
【０１３７】
この実施形態では、使用者が手で、親核種洗浄収集容器２６６の内容物を親核種投入溶液容器２２６に移すことに留意されたい。これは、分離手順の間に親核種洗浄収集容器２６６に送り出された残りの親放射性核種を再生利用するために行う。使用者は、親核種投入溶液容器に内容物を移す前に、親核種洗浄収集容器から洗浄溶液を除去することによって、残りの親放射性核種溶液を濃縮することもできる。
【０１３８】
図７に、図６に示すものと同様の、さらに別の実施形態３００を示す。この実施形態３００は、第１、第２、および第３の弁３２２、３２４、３２６を介してそれぞれ親核種投入溶液３１６、洗浄溶液３１８、および逆抽出溶液３２０に流体連絡する第１、第２、および第３のポンプ３１０、３１２、３１４を含む。第１、第２、および第３の弁３２２、３２４、３２６は、３個のポートを有することが好ましく、例えば、共通ポートおよび２個のサイド・ポートを有する２ポート分配弁でよい。あるいは、３または４ポート選択弁を使用することができる。
【０１３９】
第１のポンプ３１０は、４個のサイド・ポート３３０、３３２、３３４、３３６および共通ポート３３８を有する第４のマルチポート弁３２８と流体連絡する。サイド・ポート３３０、３３２、３３４、３３６は、成長容器３４０、一時貯蔵容器３４２、廃棄物容器３４４、および第５のマルチポート弁３４６と流体連絡する。共通ポート３３８は、第１のポンプ３１０と流体連絡する。
【０１４０】
第５のマルチポート弁３４６は、３個のサイド・ポート３４８、３５０、３５２と１個の共通ポート３５４を有する。３個のサイド・ポート３４８、３５０、３５２は、第２および第３のポンプ３１２、３１４と第４のマルチポート弁３２８に流体連絡する。共通ポート３５４は、セパレータ３５６の第１の端部３５８と流体連絡している。
【０１４１】
セパレータ３５６の第２の端部３６０は、３個のサイド・ポート３６４、３６６、３６８と共通ポート３７０を有する第６のマルチポート弁３６２と流体連絡する。３個のサイド・ポート３６４、３６６、３６８は、廃棄物容器３４４、一時貯蔵容器３４２、および生成物容器３７４に流体連絡しているガード・セパレータ３７２と流体連絡している。
【０１４２】
図７の実施形態３００では、成長容器３４０および一時貯蔵容器３４２を使用することによって、洗浄溶液と混ざった残りの親放射性核種溶液を自動的に再生利用することが可能になる。残りの親放射性核種を再生利用する工程は、第１の逆ＣＯＷモードで既に述べた工程と同様である。
【０１４３】
図８は、放射線シールド２７２を含む、図６の実施形態２００の変形例を示す。第１のポンプ２１０、セパレータ２４８、第１、第４、および第５の弁２１６、２２４、２５２を、放射線シールド２７２内に封じ込めることができる。
【０１４４】
図８に示す親核種投入溶液２２６は、シールド２７２の外側にあるが、これは、親核種投入溶液２２６がより小さい別個のシールド（図示せず）に入って入荷されるからである。あるいは、親核種投入溶液２２６は、シールド２７２の内部にあってもよい。上記論じたように、親核種投入溶液２２６が別個のシールド（図示せず）内にあるのかどうか、またはシールド２７２の内部にあるのかどうかは、一般に、適用例（すなわち生成する放射線のタイプ）に応じて異なる。
【０１４５】
生成物容器２７０も、シールド２７２の内部または外部にあってよい。生成物容器２７０がシールド２７２の内部にある場合、生成物２７２を使用するときにはいつでもシールド２７２を開放しなければならず、したがって使用者が生成物と親核種の放射線の両方に被爆する可能性がある。生成物容器２７０がシールド２７２の外部にある場合（図８に示すように）、この容器はそれ自体の別個のシールド（図示せず）内にあってよく、使用者はシールド２７２を必ずしも開放する必要がない。
【０１４６】
上記論じたように、シールドは必ずしも必要ない。しばしば、フードに対するプレキシグラスまたはガラス面は、α放出体およびβ放出体を遮蔽するのに十分である。
【０１４７】
この実施形態の弁２１６、２２４、２３２、２３４、２５２、およびポンプ２１０、２１２、２１４（図６）も、図４に示す構成と同様に、図８に示すインターフェース・モジュール２７６および電源２７８を介してプロセッサ２７４によって制御される。インターフェース・モジュール２７６および電源２７８は、プロセッサ２７４に結合される。制御システムは、プロセッサ２７４、記憶装置２８０、入力装置２８２、およびグラフィック・ディスプレイなどの出力装置２８４を含むことができる。
【０１４８】
当業者に理解されるように、１個のポンプと３個のポンプの実施形態１０、２００、３００を含めた本発明のシステムの数多くの変形例が可能であり、これらは本発明の範囲および精神に包含される。これら様々な実施形態を使用する方法は、上述の第１の逆ＣＯＷモードおよび従来のＣＯＷモードと同様である。
【０１４９】
例えば、逆ＣＯＷモードで図６の実施形態を作動させる１つの方法を、下記の工程で示す。この場合も図６の矢印は、各ポンプのピストンの方向を示す。
【０１５０】
工程１ 第１のポンプ２１０に親核種投入溶液２２６を充填する。この移送を行うには、第１の弁２１６でポート２と３（２２０、２２２）を接続し、第１のポンプ２１０を下向きに作動させる。
【０１５１】
工程２ 親核種投入溶液２２６をセパレータ２４８に放出する。所望の娘放射性核種を分離媒体で保持し、親放射性核種および不純物（汚染物質）を含有する溶液は、セパレータ２４８を通過させる。親放射性核種および不純物を含有する溶液を親核種投入溶液容器２２６に送り出す。この移送を行うには、第１の弁２１６でポート１および３（２１８、２２２）を接続し、第４の弁２２４を第２の位置２３８にし、第５の弁２５２を第２の位置２５８にし、第１のポンプ２１０を上向きに作動させる。
【０１５２】
工程３ 第３のポンプ２１４に洗浄溶液２３０を充填する。この工程では、第３の弁２３４で第３の弁のポート１と３（２８８、２９２）を接続し、第３のポンプ２１４を下向きに作動させる。
【０１５３】
工程４ セパレータ２４８を通して洗浄溶液を放出し、分離媒体から、残留する親放射性核種を全て洗浄する。残留する親放射性核種および洗浄溶液を、親核種洗浄収集容器２６６に送り出す。この移送を行うには、第３の弁２３４で第３の弁のポート２と３（２９０、２９２）を接続し、第４の弁２２４を第４の位置２４２にし、第５の弁２５２を第１の位置２５６にし、第３のポンプ２１４を上向きに作動させる。
【０１５４】
工程５ 第２のポンプ２１２に逆抽出溶液２２８を充填する。この工程では、第２の弁２３２で第２の弁のポート１と３（２９４、２９８）を接続し、第２のポンプ２１２を下向きに作動させる。
【０１５５】
工程６ セパレータ２４８を通して逆抽出溶液を放出し、捕捉された娘放射性核種の逆抽出を行って、娘放射性核種をガード・セパレータ２６８に送り出す。娘放射性核種はガード・セパレータ２６８を通過し、そのときガード・セパレータ２６８が、残留する親放射性核種を全て捕捉する。次いで実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を、生成物容器２７０に送り出す。この移送を行うには、第２の弁２３２でポート２と３（２９６、２９８）を接続し、第４の弁２２４を第１の位置２３６にし、第５の弁２５２を第４の位置２６２にし、第２のポンプ２１２を上向きに作動させる。
【０１５６】
工程７ 第３のポンプ２１４に洗浄溶液２３０を充填する。この工程では、第３の弁２３４でポート１と３（２８８、２９２）を接続し、第３のポンプ２１４を下向きに作動させる。
【０１５７】
工程８ 洗浄溶液をセパレータ２４８に放出して、セパレータおよび管材から逆抽出溶液を全て洗い出す。この工程では、残留する親放射性核種および洗浄溶液の全てを廃棄物容器２４６に送り出す。この工程は、第３の弁２３４でポート２と３（２９０、２９２）を接続し、第４の弁２２４を第４の位置２４２にし、第５の弁２５２を第３の位置２６０にし、第３のポンプ２１４を上向きに作動させた状態で実施する。
【０１５８】
工程９ 親放射性核種が崩壊して所望の娘放射性核種が生成される所定の時間、親核種投入溶液が親核種投入溶液容器２２６に入っている状態で待つ。
【０１５９】
工程１０ 工程１から９までを繰り返す。
放射性核種は一般に、使用前に生体局在化剤に結合されるので、化学的に純粋であることは、安全かつ効率的な医療処置に不可欠である。生成物の化学的純度および放射性核種の純度に対する放射線分解の悪影響を最小限に抑えるため、放射線分解生成物が蓄積されないようにかつ後続の精製手順に影響を及ぼさないように、分離カラムを１回使用することができる。図９に示す一実施形態では、分離カラムおよびガード・カラム９０２、９０４がモジュラ・ユニット９００に収納されている。モジュラ・ユニット９００は、セパレータおよびガード・カラムの両端にコネクタ９０６を有する。
【０１６０】
図１０は、本発明のシステムに関するハウジング１０００を示し、セパレータおよびガード・カラムを収納したモジュラ・ユニット１００２が、取外し可能に接続されている。このため、セパレータ・カラムの１回使用に際し、モジュラ・ユニット１００２を容易に交換することが可能になる。この実施形態の区画１００８は、取外し可能に接続し得る生成物容器を収容するのに使用され、区画１００４および１００６は、例えば親核種投入溶液や逆抽出溶液、成長容器および／または貯蔵容器、廃棄物などを保持することができる。
【０１６１】
図１１は、放射性親核種供給源溶液が入っている容器１１０４と、洗浄溶液が入っている容器１１０６と、逆抽出溶液が入っている容器１１０８とが内部に収納されたハウジング１１０を示す。また、生成物容器１１１０およびセパレータ・モジュール１１０２も示されている。これらのそれぞれは、切り離して容易にハウジング１１００から取り外すことができる。このため、特にセパレータ・モジュール１１０２の１回使用が可能になるが、必要に応じてこれを複数回使用する場合には、セパレータ・モジュールをハウジング１１００内に保持したままにすることができる。
【０１６２】
図１２に、システムの代替の実施形態を示す。この実施形態では、主ユニット１２００が、洗浄溶液や親核種溶液、逆抽出溶液などを入れることができる取外し可能な容器１２０２を有する。ユニット１２０４によって示されるように、モジュラ・ユニット１２０８は、コネクタ１２０６を介してシステムに接続する。モジュラ・ユニット１２０８を接続するために、様々なタイプのコネクタを使用することができる。この実施形態のモジュラ・ユニット１２０８は、ガイド１２１０および位置決めピン・ホール１２１２を使用して、主ユニット１２００に滑動可能に係合する。モジュラ・ユニット１２０８は、所望の娘放射性核種を除去するためのプルダウン・タブ１２１４も有する。図１２に示すように、引出し型キャッチ・トレイ１２１６も備えている。
【０１６３】
第１の成分を、実質的に第１および第２の成分である関連する投入溶液から分離するための方法の一実施形態を、図１３に示す。実質的に第１および第２の成分である投入溶液は、第１の工程１３００で与えられる。次いで工程１３０２で、投入溶液を第１の容器に移す。工程１３０４では、投入溶液を、第１の成分に対して高い親和性を有する分離媒体と接触させて、第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液とを形成する。工程１３０６では、第１の成分が減損した分離媒体と、第１の成分が減損した投入溶液を、分離媒体から除去する。次いで工程１３０８では、所望の第１の成分を第１の成分に富む分離媒体から取り除いて、実質的に第１の成分である第１の溶液を形成する。
【０１６４】
この方法は、ソフトウェアにより、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにより実行してもよい。例えば、第１の成分を、実質的に第１および第２の成分である関連する投入溶液から分離する図１３に示す方法は、埋込み型コンピュータ・プログラム・コード・セグメントを記憶するコンピュータ可読媒体に記憶させることができる。コンピュータ・プログラム・コード・セグメントは、
投入溶液を第１の容器に移送する、第１のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、
投入溶液を、第１の成分に対して高い親和性を有する分離媒体と接触させて、第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液とを形成する、第２のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、
第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液を分離媒体から除去する、第３のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、および
所望の第１の成分を第１の成分に富む分離媒体から取り除いて、実質的に第１の成分である第１の溶液を形成する、第４のコンピュータ・プログラム・コード・セグメントでよい。
【０１６５】
図１４は、イオン種および少なくとも１つの成分を含有する投入溶液からイオン種を分離して、実質的に不純物のないイオン種の最終溶液を形成するための方法の、別の実施形態を示す。第１の工程１４００では、イオン種および少なくとも１つの成分を含有する投入溶液を準備する。工程１４０４では、この溶液を、イオン種に対して高い親和性を有する第１の分離媒体と接触させて、イオン種に富む分離媒体とイオン種が減損した溶液とを形成する。工程１４０６では、イオン種が減損した溶液を、当初はイオン種の混合物として存在するその他の成分に対して高い親和性を有する第２の分離媒体と接触させて、実質的に不純物のないイオン種の溶液を形成する。
【０１６６】
この方法も、ソフトウェアにより、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにより実行することができる。例えば、イオン種および少なくとも１つの成分を含有する投入溶液からイオン種を分離して、実質的に不純物のないイオン種の最終溶液を形成する図１４に示す方法は、埋込み型コンピュータ・プログラム・コード・セグメントを記憶するコンピュータ可読媒体に記憶させることができる。コンピュータ・プログラム・コード・セグメントは、
【０１６７】
少なくとも１つの成分を含有する溶液を放射性内部成長容器に移す、第１のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、
溶液を、イオン種に対して高い親和性を有する第１の分離媒体と接触させて、イオン種に富む分離媒体と娘核種に富む溶液とを形成する、第２のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、および
娘核種に富む溶液を、親放射性核種に対して高い親和性を有する第２の分離媒体と接触させて、実質的に不純物のない娘放射性核種を形成する、第３のコンピュータ・プログラム・コード・セグメントでよい。
【０１６８】
さらに詳述することなく、当業者なら、前述の内容を使用して、本発明をその最大限の範囲まで利用することができると考えられる。したがって下記の好ましい特定の実施形態は、単なる例示とみなされ、その開示の残りの部分をどのようにも限定するものではない。
【実施例１】
【０１６９】
鉛（Ｐｂ）、トリウム（Ｔｈ）、およびウラン（Ｕ）との混合物からのバリウム（Ｂａ）の分離
放射線治療のためのビスマス−２１２（^２１２Ｂｉ）の生成は、「ミルキング」によって、すなわち精製した^２１２Ｐｂ（半減期１０．６時間）を含有するＰｂ選択的クロマトグラフィ・カラムから^２１２Ｂｉを溶離することによって行うことができる。^２１２Ｐｂの半減期は短いので、より長い寿命の親核種、通常は３．６日の^２２４Ｒａから、毎日のように得なければならない。以下の調査の目的は、^２３２Ｕ、^２２８Ｔｈ、および^２２４Ｒａの混合物から^２１２Ｐｂを選択的に分離することの実現可能性を示すことであった。天然に生ずる^２３８Ｕ、^２３２Ｔｈ、Ｂａ、およびＰｂを、^２１２Ｐｂ親核種の代替物として使用した。分離を実証するため、Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な超Ｐｂ（Ｓｒ）選択的樹脂を、前述の自動放射性核種分離ユニットで利用した。
【０１７０】
超Ｐｂ（Ｓｒ）樹脂を収納したベッド体積０．２９ｍＬのカラムを、分離ユニット内に配置した。分離の条件および結果を以下の表に示す。
カラムのベッド体積 ０．２９ｍＬ（断面積０．１２５ｃｍ^２）
流量 ０．２ｍＬ／分または１．６ｍＬ／ｃｍ^２／分
樹脂 粒径２０〜５０μｍ
【０１７１】
【表３】

データは、Ｐｂ選択的樹脂によって、Ｂａ、Ｔｈ、およびＵが有意な程度に保持されないことを示している。一方Ｐｂは、０．５Ｍ ＨＮＯ_３中で強力に保持され、希釈したクエン酸アンモニウムによって容易に除去されない。検出可能なＢａ、Ｔｈ、またはＵはＰｂ画分中に見られず、これは除染係数が１０^３よりも大きいことを示している。物質収支、すなわち各成分に関し、回収量と比較した添加量は、実験誤差内で定量的である。
【実施例２】
【０１７２】
ＴＥＶＡ樹脂を使用した、ウランからのトリウムの分離
ウラン（Ｕ）からトリウム（Ｔｈ）を分離することは、ビスマス−２１２（^２１２Ｂｉ）生成器を生成するのに重要である。^２１２Ｂｉの長寿命の親同位体は、^２２８Ｔｈ（半減期１．９年）および^２３２Ｕ（半減期７０年）である。５０ミリキュリーの^２１２Ｂｉ生成システムは、^２３２Ｕを２．３４ｍｇ必要とするが、^２２８Ｔｈは６．０９μｇしか必要としない。^２２８Ｔｈを保持するには^２３２Ｕの場合よりも小さいクロマトグラフィ・カラムが求められるので、ＵからＴｈを取り出すことによって、より小さくより効率的な^２１２Ｂｉ生成システムを開発することができる。
【０１７３】
非常に効率的な、ＵからのＴｈの分離は、Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＴＥＶＡ樹脂を使用して行うことができる。トリウムは１〜６Ｍ ＨＮＯ_３溶液から強力に保持されるが、Ｕはその保持が不十分であり、投入および濯ぎ中にＴＥＶＡ樹脂カラムから大量に溶離する。
【０１７４】
^２３２Ｕからの^２２８Ｔｈの分離を、これら元素の最も安定な天然に生ずる同位体^２３２Ｔｈおよび^２３８Ｕを使用して、シミュレートした。分離は、図２に示すものと実質的に同様の分離システムを使用して実施した。ベッド体積１５０μＬのカラムを利用した。分離の条件および結果を以下の表に示す。
カラムのベッド体積 ０．１５８ｍＬ（２ｃｍ×内径０．５１８ｃｍ）
流量 ０．２ｍＬ・分または１．６ｍＬ／ｃｍ^２／分
ＴＥＶＡ樹脂 ５０〜１００μｍ
【０１７５】
【表４】

Ｔｈ画分中にＵを検出することはできず、またウラン画分中にＴｈを検出することはできなかった。ＴｈからのＵの除染係数およびＵからのＴｈの除染係数は、それぞれ１０^４および１０^３である。物質収支、すなわち各成分の回収量に対する添加量は、実験誤差内で定量的である。
【実施例３】
【０１７６】
Ｄｉｐｅｘ樹脂を使用した、^１３３Ｂａおよび^１３９Ｃｅ（ＩＩＩ）からの^２０７Ｂｉの分離
放射線治療のためのビスマス−２１３（^２１３Ｂｉ）の生成は、「ミルキング」、すなわちアクチニウム−２２５（^２２５Ａｃ；半減期１０日）を強力に保持するクロマトグラフィ・カラムから^２１３Ｂｉを溶離することによって行うことができる。^２２５Ａｃはラジウム−２２５（^２２５Ｒａ）を含有する可能性があり、したがって、クロマトグラフィ・カラムに投入する際にＲａを排除することが重要である。カラムからの^２１３Ｂｉの回収は、ＨＣｌなど、ソフトドナー陰イオンを有する酸で溶出することにより行う。
【０１７７】
以下の調査の目的は、図２に示すものと実質的に同様の分離システムを使用した、バリウム−１３３（^１３３Ｂａは^２２５Ｒａの代替物である）およびセリウム−１３９（^１３９Ｃｅは^２２５Ａｃの代替物である）からの^２０７Ｂｉ（^２１３Ｂｉの代替物）の分離について実証することであった。必要な選択性を実現するクロマトグラフィ樹脂として、Ｄｉｐｅｘ（登録商標）抽出クロマトグラフィ樹脂を選択した（米国特許第５，８５４，９６８号参照）。Ｄｉｐｅｘ（登録商標）抽出クロマトグラフィ樹脂は、Ｅｉｃｈｒｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。
【０１７８】
ベッド体積０．１６ｍＬのカラムに、２０〜５０μｍのＤｉｐｅｘ（登録商標）をスラリー充填した。７×１０^４ｃｐｍ^１３３Ｂａ、２×１０^５ｃｐｍ^１３９Ｃｅ、および３×１０^４ｃｐｍ^２０７Ｂｉを１．０Ｍ ＨＮＯ_３ ２．０ｍＬ中に溶かした混合物を、カラムに投入した。予想通り、^１３３Ｂａは直ちに破過し、有意な保持状態を示さなかった。投入後、カラムを１．０Ｍ ＨＮＯ_３で濯いで^１３３Ｂａ放射能をさらに除去した。^１３９Ｃｅは、その９５％以上がＤｉｐｅｘ（登録商標）カラムに保持された。残りの５％の^１３９Ｃｅが^１３３Ｂａに続き、これを濯いで除去した。
【０１７９】
ビスマス−２０７も、１．０Ｍ ＨＮＯ_３で投入した場合、Ｄｉｐｅｘ（登録商標）カラムによって強力に保持されたが、これは２．０Ｍ ＨＣｌを使用して容易に除去された。一方セリウム−１３９は、塩酸に溶かした場合にＤｉｐｅｘ（登録商標）によって強力に保持され、このような条件下では溶離されなかった。自動システムを使用して、^１３３Ｂａおよび^１３９Ｃｅの濃度を１０^３分の１から１０^４分の１に低下させた状態で、^２０７Ｂｉの９３％を超える量を回収した。
【０１８０】
本明細書で引用した特許、出願、および論文のそれぞれを、参照により援用する。冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は１つまたは複数を含むものとする。さらに、「流体連絡する」、「連通する」、「結合する」、および「動作可能に結合する」という文言は、互いに直接結合している２つの構成要素を含むだけではなく、例えば構成要素間に位置付けられたその他の中間構成要素やケーブルおよび／または管材を介して互いに間接的に結合している２つの構成要素も含むものとする。
【０１８１】
前述の事項から、本発明の新規な概念の真の精神および範囲から逸脱することなく、多数の変更例および変形例を実現できることがわかる。例示された特定の実施形態に限定しようとするものではなく、またはそのように推論すべきでないことが理解されよう。この開示は、上述の特許請求の範囲によって、そのような変形例全てをその特許請求の範囲内に包含しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】セパレータと、第１、第２、および第３のマルチポート弁、と、ポンプとを組み込んだ、本発明の原理による自動放射性核種分離システムの一実施形態の一部を示す図である。
【図２】親核種投入溶液から所望の娘核種生成物を分離する逆ＣＯＷ（マルチカラム選択インバーション・ジェネレータとも呼ぶ）法を実施するよう構成された、図１のシステムの実施形態を示す概略図であり、矢印によってポンプの運動をさらに示す図である。
【図３】親核種投入溶液から所望の娘核種生成物を分離する従来のＣＯＷ法を実施するよう構成された、図１のシステムの実施形態を示す概略図である。
【図４】インターフェース・モジュールおよび電源を介して、ポンプと第１、第２、および第３の弁とに動作可能に結合されたプロセッサを含むシステムの、１つの配置構成を示す図であり、ポンプと第１、第２、および第３の弁は防護用放射線シールド内に収容されている状態を示す。
【図５】ポンプの動きを矢印で示す、図３と同様の図である。
【図６】３個のポンプと５個のマルチポート弁を含んだ自動放射性核種分離システムの別の実施形態を示す部分概略図であり、ポンプの動きを矢印でさらに示す図である。
【図７】３個のポンプと６個のマルチポート弁を含む自動放射性核種分離システムの、さらに別の実施形態を示す部分概略図である。
【図８】インターフェース・モジュールおよび電源を介してポンプおよび弁にプロセッサが動作可能に結合されており、第１、第４、および第５の弁が防護用放射線シールド内に収容されている、図６のシステムの実施形態を示す図である。
【図９】本発明のシステムで使用するセパレータおよびガード・カラムのユニットを有するモジュラ・ユニットの斜視断面図である。
【図１０】セパレータおよびガード・カラムのモジュラ・ユニットが内部に挿入されているシステム用ハウジングの正面図である。
【図１１】システム用の様々な溶液を入れるための取外し可能な溶液を示す、システム・ハウジングの斜視図である。
【図１２】システムの代替の実施形態を示す、斜視図である。
【図１３】実質的に第１の成分からなる第１の溶液を、実質的に第１および第２の成分からなる関連する投入溶液から分離するための方法を示す流れ図である。
【図１４】実質的に不純物のないイオン種の最終溶液を形成するために、イオン種および少なくとも１つの成分を含有する投入溶液からイオン種を分離するための方法を示す流れ図である。

Claims (37)

1. 実質的に不純物のない放射性娘核種生成物を、関連する放射性親核種投入溶液から分離するための、気体を含まないシステムにおいて、
   ポンプと、
   少なくとも２個のポートを有する第１のマルチポート弁であって、第１のポートがポンプと流体連絡している第１のマルチポート弁と、
   少なくとも４個のポートを含む第２のマルチポート弁であって、第１のポートが関連する親核種投入溶液と流体連絡し、第２のポートが関連する逆抽出溶液と流体連絡し、第３のポートが第１のマルチポート弁および第４のポートと流体連絡する第２のマルチポート弁と、
   第２のマルチポート弁の第４のポートと流体連絡するセパレータと、
   少なくとも２個のポートを含む第３のマルチポート弁であって、第１のポートが第２のマルチポート弁の第４のポートの反対側でセパレータと流体連絡し、第２のポートが関連する生成物容器と流体連絡する第３のマルチポート弁と、
   第２のマルチポート弁の第３のポートと第１のマルチポート弁との間に延在するコンジットと、
   ポンプ、第１のマルチポート弁、第２のマルチポート弁、および第３のマルチポート弁に動作可能に結合されたプロセッサと
   を含むシステム。
2. セパレータおよび生成物容器が、第２および第３のマルチポート弁に取外し可能に接続されたモジュラ・ユニットを形成する、請求項１に記載のシステム。
3. 第１、第２、および第３のフロー・バルブが弁システムを形成し、親核種投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、および生成物容器のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される、請求項１に記載のシステム。
4. ガード・カラムを含み、第３のマルチポート弁がガード・カラムによって関連する生成物容器と流体連絡し、セパレータ、ガード・カラム、および生成物容器が、第２および第３のマルチポート弁に取外し可能に接続されたモジュラ・ユニットを形成する、請求項１に記載のシステム。
5. 第２のマルチポート弁と流体連絡する関連する放射性内部成長容器と、第２のマルチポート弁と流体連絡する関連する一時貯蔵容器とをさらに含み、第２のマルチポート弁が６個のポートを含む、請求項１に記載のシステム。
6. 第１、第２、および第３のフロー・バルブが弁システムを形成し、親核種投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、生成物容器、成長容器、および貯蔵容器のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される請求項５に記載のシステム。
7. ポンプと、セパレータと、ガード・カラムと、第１、第２、および第３の弁とを封じ込めた放射線シールドを含む、請求項１に記載のシステム。
8. 第１または第２のマルチポート弁と流体連絡する洗浄溶液を含み、第１のマルチポート弁が３個のポートを含む、請求項１に記載のシステム。
9. 所望の娘放射性核種を、関連する親核種投入溶液から分離するためのシステムにおいて、
   第１のポンプと、
   少なくとも３個のポートを含む第１のマルチポート弁であって、第１のポンプおよび関連する親核種投入溶液と流体連絡している第１の弁と、
   第２のポンプと、
   少なくとも３個のポートを含む第２のマルチポート弁であって、第２のポンプおよび関連する逆抽出溶液と流体連絡する第２の弁と、
   第３のポンプと、
   少なくとも３個のポートを含む第３のマルチポート弁であって、第３のポンプが第３の弁および関連する洗浄溶液と流体連絡する第３のマルチポート弁と、
   少なくとも４個のポートを含む第４のマルチポート弁であって、第１、第２、および第３の弁と流体連絡する第４の弁と、
   第４の弁と流体連絡するセパレータと、
   少なくとも３個のポートを含む第５のマルチポート弁であって、セパレータおよび関連する生成物容器と流体連絡する第５のマルチポート弁と、
   第１、第２、第３、第４、および第５の弁と、第１、第２、および第３のポンプとに動作可能に結合されたプロセッサと
   を含むシステム。
10. ガード・カラムを含み、第５の弁がガード・カラムを介して生成物容器と流体連絡する、請求項９に記載のシステム。
11. 第１、第２、第３、第４、および第５のフロー・バルブが弁システムを形成し、親核種投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、ガード・カラム、生成物容器、成長容器、および貯蔵容器のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される、請求項１０に記載のシステム。
12. 実質的に気体を含まない、請求項９に記載のシステム。
13. 放射線シールドを含み、第１、第４、および第５の弁と、第１のポンプと、セパレータと、ガード・カラムとが放射線シールドによって封じ込められている、請求項１０に記載のシステム。
14. 親放射性核種を含有する溶液から娘放射性核種を分離して、実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を形成するための、気体および空気を用いない方法であって、
    親放射性核種を含有する溶液を成長容器に移送する工程と、
    親放射性核種が崩壊するように所定時間待って、所望の娘放射性核種を含有する親−娘溶液を形成する工程と、
    親−娘溶液を、娘放射性核種に対して高い親和性を有する分離媒体と接触させて、娘核種に富む分離媒体および娘核種が減損した親−娘溶液を形成する工程と、
    娘核種が減損した親−娘溶液を分離媒体から除去する工程と、
    実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を形成するために、所望の娘放射性核種を、娘核種に富む分離媒体から引き離す工程と
    を含む方法。
15. 親放射性核種を含有する溶液から娘放射性核種を分離して、実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を形成するための、気体および空気を用いない方法であって、
    親放射性核種を含有する溶液を成長容器に移送する工程と、
    親放射性核種が崩壊するように所定時間待って、所望の娘放射性核種を含有する親−娘溶液を形成する工程と、
    親−娘溶液を、親放射性核種に対して高い親和性を有する第１の分離媒体と接触させて、親核種に富む分離媒体および娘核種に富む溶液を形成する工程と、
    娘核種に富む溶液を、親放射性核種に対して高い親和性を有する第２の分離媒体と接触させて、実質的に不純物のない娘放射性核種の溶液を形成する工程と
    含む方法。
16. 実質的に第１の成分の第１の溶液を、実質的に第１および第２の成分の関連する投入溶液から分離するためのシステムにおいて、
    ポンプと、
    少なくとも２個のポートを有する第１のマルチポート弁であって、第１のポートがポンプと流体連絡している第１のマルチポート弁と、
    少なくとも４個のポートを含む第２のマルチポート弁であって、第１のポートが関連する投入溶液と流体連絡し、第２のポートが関連する逆抽出溶液と流体連絡し、第３のポートが第１のマルチポート弁および第４のポートと流体連絡する第２のマルチポート弁と、
    第２のマルチポート弁の第４のポートと流体連絡するセパレータと、
    少なくとも２個のポートを含む第３のマルチポート弁であって、第１のポートが第２のマルチポート弁の第４のポートの反対側でセパレータと流体連絡し、第２のポートが、分離した第１の成分の第１の溶液が入っている関連する生成物容器と流体連絡する第３のマルチポート弁と
    を含むシステム。
17. ガード・カラムを含み、第３のマルチポート弁がガード・カラムを介して関連する生成物容器と流体連絡する、請求項１６に記載のシステム。
18. セパレータ、ガード・カラム、および生成物容器が、第２および第３のマルチポート弁に取外し可能に接続されたモジュラ・ユニットを形成する、請求項１７に記載のシステム。
19. 第１、第２、および第３のフロー・バルブが弁システムを形成し、投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、ガード・カラム、および生成物容器のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される、請求項１７に記載のシステム。
20. ポンプ、第１のマルチポート弁、第２のマルチポート弁、および第３のマルチポート弁に動作可能に結合されたコンピュータ・プロセッサを含む、請求項１６に記載のシステム。
21. 第２のマルチポート弁と流体連絡する関連する放射性内部成長容器と、第２のマルチポート弁と流体連絡する関連する一時貯蔵容器とをさらに含み、第２のマルチポート弁が６個のポートを含む、請求項１６に記載のシステム。
22. 第１、第２、および第３のフロー・バルブが弁システムを形成し、親核種投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、生成物容器、成長容器、および貯蔵容器のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される、請求項２１に記載のシステム。
23. 第１のマルチポート弁と流体連絡する洗浄溶液を含み、第１のマルチポート弁が３個のポートを含む、請求項１６に記載のシステム。
24. 第１、第２、および第３のフロー・バルブが弁システムを形成し、親核種投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、生成物容器、および洗浄溶液のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される、請求項２３に記載のシステム。
25. 第１および第２の成分の少なくとも１つが放射性である、請求項１６に記載のシステム。
26. 第１および第２の成分の少なくとも１つがイオン種である、請求項１６に記載のシステム。
27. 第１および第２の成分の少なくとも１つがイオン性の検体である、請求項１６に記載のシステム。
28. 実質的に気体を用いない、請求項１６に記載のシステム。
29. 第１のイオン種と少なくとも１つの成分とを有する投入溶液から第１のイオン種を分離するためのシステムにおいて、
    第１のポンプと、
    少なくとも３個のポートを含む第１のマルチポート弁であって、第１のポンプおよび投入溶液と流体連絡している第１の弁と、
    第２のポンプと、
    少なくとも３個のポートを含む第２のマルチポート弁であって、第２のポンプおよび関連する逆抽出溶液と流体連絡する第２の弁と、
    第３のポンプと、
    少なくとも３個のポートを含む第３のマルチポート弁であって、第３のポンプおよび関連する洗浄溶液と流体連絡する第３の弁と、
    少なくとも４個のポートを含む第４のマルチポート弁であって、第１、第２、および第３の弁と流体連絡する第４の弁と、
    第４の弁と流体連絡するセパレータと、
    少なくとも３個のポートを含む第５のマルチポート弁であって、セパレータ、関連する溶液、および第１のイオン種を入れた関連する生成物容器と流体連絡する第５のマルチポート弁と
    第１、第２、第３、第４、および第５の弁と、第１、第２、および第３のポンプとに動作可能に結合されたプロセッサと
    を含むシステム。
30. ガード・カラムを含み、第５の弁がガード・カラムを介して生成物容器と流体連絡する、請求項２９に記載のシステム。
31. 第１、第２、第３、第４、および第５のフロー・バルブが弁システムを形成し、親核種投入溶液、逆抽出溶液、セパレータ、ガード・カラム、生成物容器、成長容器、および貯蔵容器のそれぞれが弁システムに取外し可能に接続される、請求項３０に記載のシステム。
32. 実質的に気体を含まない、請求項２９に記載のシステム。
33. 第１のイオン種および成分の少なくとも１つが放射性である、請求項２９に記載のシステム。
34. 実質的に第１および第２の成分の関連する投入溶液から、第１の成分を分離するための埋込み型コンピュータ・プログラム・コード・セグメントを含んだコンピュータ可読媒体であって、
    投入溶液を第１の容器に移送する、第１のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、
    投入溶液を、第１の成分に対して高い親和性を有する分離媒体と接触させて、第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液とを形成する、第２のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、
    第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液を分離媒体から除去する、第３のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、および
    所望の第１の成分を第１の成分に富む分離媒体から取り除いて、実質的に第１の成分である第１の溶液を形成する、第４のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント
    を含むコンピュータ可読媒体。
35. 第１の成分を、実質的に第１および第２の成分である関連する投入溶液から分離するための方法であって、
    投入溶液を第１の容器に移送する工程と、
    投入溶液を、第１の成分に対して高い親和性を有する分離媒体と接触させて、第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液とを形成する工程と、
    第１の成分に富む分離媒体と第１の成分が減損した投入溶液を分離媒体から除去する工程と、
    所望の第１の成分を第１の成分が減損した分離媒体から取り除いて、実質的に第１の成分の第１の溶液を形成する工程と
    を含む方法。
36. イオン種を、イオン種と少なくとも１つの成分とを含有する投入溶液から分離して、実質的に不純物のないイオン種の最終溶液を形成するための埋込み型コンピュータ・プログラム・コード・セグメントを含んだコンピュータ可読媒体であって、
    少なくとも１つの成分を含有する溶液を成長容器に移送する、第１のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、
    溶液を、イオン種に対して高い親和性を有する第１の分離媒体と接触させて、イオン種に富む分離媒体とイオン種が減損した溶液とを形成する、第２のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント、および
    イオン種が減損した溶液を、当初はイオン種の混合物として存在するその他の成分に対して高い親和性を有する第２の分離媒体と接触させて、実質的に不純物のないイオン種の溶液を形成する、第３のコンピュータ・プログラム・コード・セグメント
    を含むコンピュータ可読媒体。
37. イオン種を、イオン種と少なくとも１つの成分とを含有する投入溶液から分離して、実質的に不純物のないイオン種の最終溶液を形成するための方法であって、
    少なくとも１つの成分を含有する溶液を成長容器に移送する工程と、
    溶液を、イオン種に対して高い親和性を有する第１の分離媒体と接触させて、イオン種に富む分離媒体とイオン種が減損した溶液とを形成する工程と、
    イオン種が減損した溶液を、当初はイオン種の混合物として存在するその他の成分に対して高い親和性を有する第２の分離媒体と接触させて、実質的に不純物のないイオン種の溶液を形成する工程と
    を含む方法。

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