JP2010022962A - 使用済み１８ｏ濃縮水の精製方法及び精製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
^１８Ｆ⁻標識薬剤を製造するための^１８Ｏ濃縮水は高価であり、且つ製造には^１８Ｏのごく一部しか使用されない。本発明は、製造過程から回収された^１８Ｏ濃縮水を再使用可能に精製する方法、装置を提供する。
【解決手段】
使用済み^１８Ｏ濃縮水を保持する容器、該容器内の濃縮水を所定温度に加温する加温手段、該濃縮水をバブリングするためのガス供給手段、気化した水を冷却し^１８Ｏ濃縮水が系外へ排出されるのを抑える冷却手段を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、^１８Ｏ濃縮水を使用した^１８Ｆ⁻標識化合物の製造における、使用済みの^１８Ｏ濃縮水を精製する方法及び精製装置に関する。

放射性フッ素標識有機化合物は、医療用画像診断技術の一つである陽電子放出型断層撮影（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、 ＰＥＴ）において利用されている。
放射性フッ素標識有機化合物の製造は、主にその前駆体とフッ化物イオン^１８Ｆ⁻との有機化学反応により行われている。^１８Ｆ⁻は、^１８Ｏ濃縮水をターゲットとしてプロトン照射することにより生成し、^１８Ｏ濃縮水に含有された状態で得ることができる。生成した^１８Ｆ⁻を有機化合物の標識に用いるには、この^１８Ｏ濃縮水から^１８Ｆ⁻を取り出すことが必要である。^１８Ｆ⁻を含んだ^１８Ｏ濃縮水を陰イオン交換カラムに通して^１８Ｆ⁻のみを捕捉した後、アルカリ性水溶液により溶出すると^１８Ｆ⁻が得られる。
ここで、^１８Ｆ⁻の原料である^１８Ｏ濃縮水は極めて高価であり、しかもプロトンを照射しても^１８Ｆ⁻にかわるのはごく僅かで、大部分は^１８Ｏのままである。^１８Ｏは、陰イオン交換カラムに捕捉されずに通過するので、^１８Ｏ濃縮水の回収・再利用が望まれている。

ところで、回収した^１８Ｏ濃縮水には、種々の不純物が混入していることが知られている（非特許文献１参照）。代表的な不純物はフッ素標識化合物を合成するための原料の溶媒であるアセトニトリルである。^１８Ｏ濃縮水にアセトニトリルが混入したままでプロトン照射すると、製造収率が低下することが知られている（特許文献１参照）。

本出願人は、^１８Ｆ⁻標識化合物の製造装置の流路切替え機構に逆止弁を設けることによって^１８Ｏ回収水にアセトニトリルが混入するのを抑制する装置を開示した（特許文献１参照）。
混入したアセトニトリルを除去する方法も種々試みられている。たとえば紫外線を利用してアセトニトリルを分解する方法（非特許文献２参照）、ヘリウムガスでバブリングする方法（非特許文献１参照）、水とアセトニトリルの沸点の差を利用した蒸留による精製方法（非特許文献３参照）などが開示されている。
なお、本明細書では一度でもプロトン照射された^１８Ｏ濃縮水を一度も照射されていない新品の^１８Ｏ濃縮水と区別するため、^１８Ｏ回収水と呼ぶこともある。
特開２００５−３４３７９８号公報 ケネスクローン（Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｋｒｏｈｎ）ら、第８回ターゲットリー・ケミストリー・ワークショップ・会議記録（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｉｇｈｔｈ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｔａｒｇｅｔｒｙ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ），１９９９年 ｐ．１９２−２００ 杉本幹治ら、第４２回日本核医学会総会要旨集、２００２年発行、ｐ．３５２ 伊藤茂樹ら、第４２回日本核医学会総会要旨集、２００２年発行、ｐ．３５０

^１８Ｏ回収水自体に混入しているアセトニトリルを除去することを目的として、これまでに提案されている方法は、以下に述べるように必ずしも満足できるものではない。
蒸留による精製方法は、アセトニトリルと水の沸点が近く共沸するため、高理論段数の蒸留が必要となり、装置が大きくなる。

紫外線を利用してアセトニトリルを分解するUV照射方法は、分解物によるＦＤＧ製造への影響が懸念される。また、アセトニトリルを分解すると着色性の分解物が生じるため、これによって紫外線照射が妨害されてしまい、除去効率が低下する問題もある。

^１８Ｏ回収水をヘリウムガスでバブリングし、アセトニトリルを除去する方法も開示されているが、製造工程における必要量を精製するために適した条件は開示されていない。

以上の通り、製造工程から回収した^１８Ｏ濃縮水中からアセトニトリルを除去する方法は種々検討されていたものの、工業生産に用いうる方法や条件についてはこれまで開示されていない。
ところで、^１８Ｏ回収水中には、種々の有機アニオンが不純物として含有されている。本発明者らは、除去方法を検討する中で、アセトニトリルが分解する結果、次の有機酸が生成することを知得した。
１）アセトニトリルを含んだままの^１８Ｏ回収水にプロトンを照射すると、アセトニトリルが分解して蓚酸が生じることを確認した。
２）また、^１８Ｏ回収水を精製するためにＵＶ照射方法が用いられていた場合には、紫外線照射によりアセトニトリルが分解して着色成分以外に酢酸も生じることを確認した。
また、本発明者らは、新品の^１８Ｏ濃縮水を製造に使用した場合であっても、ターゲット照射時にターゲット材料である銀の一部がプロトン照射を受け、金属銀が^１８Ｏ濃縮水に混入し、あるいは銀イオンの形で^１８Ｏ回収水に混入することがあり、それらが^１８Ｆ⁻イオンを捕捉するための塩基性陰イオン交換樹脂と接触すると、蟻酸を生じることを見出した。

蓚酸、酢酸、蟻酸などの有機酸は水溶液中でマイナスに荷電している。このため、^１８Ｏ回収水がこれらの有機酸を含んだまま^１８Ｆ⁻を捕捉するための塩基性陰イオン交換樹脂を通過すると、同じくマイナスに荷電している^１８Ｆ⁻と競合する。その結果、前記有機酸の存在により^１８Ｆ⁻の塩基性陰イオン交換樹脂における^１８Ｆ⁻の捕捉が妨害され、^１８Ｆ標識薬剤の収率低下の原因になることを見出した。
また、ターゲット照射により混入した金属銀は、配管やフイルタの目詰まりの原因にもなる。

本発明は以上に鑑みなされたもので、その目的とするところは、^１８Ｏ回収水を再使用できるよう精製できる装置および方法を提供することである。

本発明者らは、加温とバブリング処理とを組み合わせることにより、使用済み^１８Ｏ濃縮水からアセトニトリルなどの有機溶媒を効果的に除去できることを見出した。さらに、イオン交換樹脂、活性炭を組み合わせることにより、有機アニオンを除去できるので、^１８Ｆ⁻の捕捉が妨害されず、^１８Ｆ標識薬剤の収率低下を防止することができることを見出した。

本発明にかかる使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置は、使用済み^１８Ｏ濃縮水を保持する容器、該容器内の濃縮水を所定温度に加温する加温手段、該濃縮水をバブリングするためのガス供給手段、気化した水を冷却し^１８Ｏ濃縮水が系外へ排出されるのを抑える冷却手段を備えることを特徴とする。濃縮水保持容器、加温手段、ガス供給手段及び冷却手段からなる装置を、以下「加温バブリング装置」と称する。

また、本発明にかかる使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置は、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いた使用済み^１８Ｏ濃縮水のイオン交換手段をさらに備える精製装置である。陽イオン交換樹脂には、大きく分けて強酸性陽イオン交換樹脂と弱酸性陽イオン交換樹脂があるが、いずれも使用できる。また、陰イオン交換樹脂にも、大きく分けて強塩基性陰イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂があるが、いずれも使用できる。

さらに、本発明にかかる使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置は、活性炭を用いた前処理手段を更に有する精製装置である。

本発明はまた、使用済み^１８Ｏ濃縮水を精製する方法であって、加温した^１８Ｏ濃縮水を、バブリングすることを特徴とする使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法である。^１８Ｏ濃縮水が系外に排出されるのを抑制するため、適宜冷却器を用いて気化した^１８Ｏ濃縮水を凝縮させ、反応容器に戻す処理を並行して実施することが望ましい。冷却器としては^１８Ｏ濃縮水を冷却して系外に排出されるのを防ぐことができるものであれば特に限定する必要がなく、通常使用される冷却手段が用いられる。詳しくは、後述する。
使用済み^１８Ｏ濃縮水はアセトニトリルと水との共沸点である７６．５℃以上で、１００℃未満に加温するのが望ましい。温度の下限は８０℃以上が好ましく、より好ましくは８５℃以上で、９０℃以上が特に適している。

本発明は、前記方法と、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を用いて、^１８Ｏ濃縮水を精製する精製方法を組み合わせて使用することを特徴とする使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法である。陽イオン交換樹脂には、大きく分けて強酸性陽イオン交換樹脂と弱酸性陽イオン交換樹脂があるが、いずれも使用できる。また、陰イオン交換樹脂にも、大きく分けて強塩基性陰イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂があるが、いずれも使用できる。
前記方法と、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を用いて、^１８Ｏ濃縮水を精製する精製方法は、どちらを先に実施しても差し支えない。また、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂はどちらを先に適用しても良いし、予め両者を混合したものを使用しても良い。

更に、本発明は、上述した全ての工程に先立ち、活性炭による使用済み^１８Ｏ濃縮水の前処理精製を更に行うことを特徴とする使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法である。

本発明の方法及び装置によれば、製造工程において^１８Ｏ濃縮水に混入した不純物を再使用可能に除去できるので、高価な^１８Ｏ濃縮水を繰り返し使用することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる精製装置および精製方法について図面を参照して説明する。
本発明の好ましい態様において、使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置は、活性炭を用いた前処理手段、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂によるイオン交換手段、加温バブリング装置を備える。

前処理手段は有機物やイオンを除去し、イオン交換手段や加温バブリング手段による精製を効率よく実施するために用いる。^１８Ｏ回収水中のイオンや有機物は、活性炭と^１８Ｏ回収水を混合した後、活性炭をろ過する操作や、活性炭をカラムにつめて^１８Ｏ回収水を通す操作、活性炭を固めてフイルタにしたものに^１８Ｏ回収水を通す操作によって除去できる。
^１８Ｏ回収水の中には、プロトン照射によりターゲット材料である銀の一部が混入していることがあるが、前処理手段を実施することにより除去できる。
本装置に用いる前処理手段としては、吸着とろ過により、有機物やイオンを除去できる活性炭であればなんでも良く、利便性から市販の活性炭フイルタが良く用いられる。代表的な活性炭フイルタとしては、ウオーターズ社製セップパック（登録商標）ＡＣ−２、ジーエルサイエンス社製ＧＬ−ＰＡＫ活性炭Ｊｒなどがある。

イオン交換手段は好適には陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合したものをカラムに詰めたものが使用される。
本発明で使用する陽イオン交換樹脂としては、市販のものが使用できるが、水素型に変換して使用するのが好ましい。陽イオン交換樹脂は、塩酸に浸し樹脂のイオンをナトリウム型から水素型に変換し、その後中性になるまで洗浄することによって活性化できる。陰イオン交換樹脂も市販のものが使用可能であり、炭酸カリウムに浸し、樹脂中に残存する陰イオン、主に塩化物、を除去した後、中性になるまで脱イオン水で洗浄して活性化する。陽イオン交換樹脂は、水溶液中の陽イオンを捕捉できるものであればなんでも良く、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオンのいずれも使用可能である。また、陰イオン交換樹脂は水溶液中の陰イオンを捕捉できるものであればなんでも良く、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂のいずれも使用可能である。
陽イオン交換樹脂は、金属イオン等の陽イオンを捕捉することができる。プロトン照射によってターゲット材料である銀が溶解して銀イオンとなる場合があるが、銀イオンが^１８Ｏ回収水に不純物として混入した場合であっても、陽イオン交換樹脂によって捕捉される。陰イオン交換樹脂は、無機塩や有機酸などのイオン性物質の陰イオンを捕捉することができる。^１８Ｏ回収水中に混入した酢酸、蓚酸、蟻酸等の有機アニオンは陰イオン交換樹脂に捕捉される。

イオン交換樹脂は、カラムに詰めて^１８Ｏ回収水を通過させて使用しても良いが、^１８Ｏ回収水に分散して使用しても良い。陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂は、それぞれ単独で使用しても良いが、混合したものも使用できる。これらを混合したイオン交換樹脂としては、混床イオン交換樹脂として市販されている。代表的なものとしてバイオラッド社製ＡＧ５０１−Ｘ８Ｄ、三菱化学製ＡＭＰ０１などがある。

次に図１を用いて、本発明の加温バブリング装置を説明する。本発明の加温バブリング装置は、^１８Ｏ回収水を入れる反応容器２、反応容器内の^１８Ｏ回収水を加温するヒーター８，９、及び温度センサ１０と協同して^１８Ｏ回収水の温度を一定に保つ温度制御装置１１、反応容器内の^１８Ｏ回収水にガス流量を制御するマスフローコントローラ３、チューブ４、バブリング管６、さらに気化した^１８Ｏ回収水を凝縮して反応容器に戻す冷却器１２を有する。
好ましい態様において、^１８Ｏ回収水は反応容器２に貯えられる。反応容器内の^１８Ｏ回収水をバブリングするため、バブリングガスは、マスフローコントローラ３により流量が制御される。マスフローコントローラ３を通ったガスは、チューブ４を経由してバブリング管６に至りバブリング管により^１８Ｏ回収水に送られる。
反応容器２は上部に開放口を複数有する液体保持容器である限りにおいて、特に限定する必要はない。図１の反応容器２は、３箇所の開口部を有する。１番目の開口部は、バブリングするガス５を^１８Ｏ回収水に送る管を通す通路として使用されている。２番目の開口部はバブリングしたガスや蒸散したアセトニトリルを排出するために使用されるが、アセトニトリルを排出しつつ^１８Ｏ濃縮水が系外に出るのを抑えるため冷却器１２が接続されている。３番目の開口部には、^１８Ｏ濃縮水に浸した温度センサ１０が接続されている。１番目と３番目の開口部は、^１８Ｏ濃縮水が蒸散しないよう閉じられている。

バブリングガスとしては安価な空気、脱気速度の速いヘリウムガス、不活性であるアルゴンガス、窒素ガスなどが好適に使用される。中でも安価な空気はバブリングガスとして良好に用いられる。ただし、空気はゴミや水蒸気を含んでいるため、^１８Ｏ回収水に不純物が混入するのを防止するためにフイルタでろ過し、また空気中の水分による^１８Ｏ回収水の希釈化を防ぐため塩化カルシウム、モレキュラーシーブなどの乾燥剤や水分を通過させないメンブランフイルタを使用するのが好ましい。
マスフローコントローラ３は反応容器内の^１８Ｏ回収水に送るガスの流量を制御するために使用される。ガスの流量は、^１８Ｏ回収水の量によって異なる。ガスの流量が多いほど有機溶媒除去が早くなるが、一方で^１８Ｏ濃縮水が系外に出やすくなり回収率が下がる傾向もある。用いるガスが空気で、^１８Ｏ回収水が１Ｌの場合には３００ｍＬ〜５００ｍＬ／分が適度に使用される。

装置１は、さらに、^１８Ｏ濃縮水の温度を監視するための温度センサ１０、^１８Ｏ回収水を加温するヒーター８、９、及び温度センサ１０の温度情報によりヒーターの発熱をコントロールする温度制御装置１１を有する。
^１８Ｏ濃縮水を加温する手段としては、濃縮水の温度を所定温度以上に加温できる手段であれば特に制限はない。投げ込み型ヒーター、プレート型ヒーター、マントルヒーターやリボンヒーターなどが使用可能である。
加温手段は容器内に浸した方が効率は良いが、^１８Ｏ回収水は放射能が残っている場合があるので容器の外側から反応液を温めることができるマントルヒーターやプレート型ヒーターの使用が望ましい。^１８Ｏ回収水の温度は反応液に浸した温度センサ１０から得た情報を基に温度制御装置１１がヒーターによる加熱量を調整して一定に保つ。
^１８Ｏ回収水の温度は、アセトニトリルと水の共沸点と水の沸点の間に保持されるのが好ましいが、より短時間に精製する場合には水の沸点に近づけるのが望ましい。下限の温度は、具体的には共沸点である７６．５℃以上であれば望ましいが、好ましくは８０℃以上、より好ましくは８５℃以上、最適な温度としては９０℃以上にすることでより短時間のアセトニトリル除去が可能となる。上限は、１００℃未満である。

装置１には、反応容器の上部に冷却器１２が設けてある。加温及びバブリングされた^１８Ｏ回収水の一部は蒸発し、容器上方に移動するため冷却管１２により冷却され、凝縮させて反応容器に戻される。一方、アセトニトリル等の有機溶媒は、水より沸点が低いためバブリングガスとともに系外１３に放出される。
冷却器としては、水蒸気を冷却して凝縮させるものであれば良く、この目的のために良く用いられているジムロート冷却管やリービッヒ冷却管などが使用できる。冷却器には冷却水が通水される。

次に本発明にかかる精製方法について説明する。
好ましい態様において、本発明による使用済み^１８Ｏ濃縮水を精製する方法は、^１８Ｏ濃縮水を、活性炭を用いて処理する前処理工程、前処理した液を陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を用いて精製するイオン交換工程、^１８Ｏ濃縮水を加温し、気化した^１８Ｏ濃縮水が系外に排出されるのを抑えつつバブリングする加温バブリング工程を順次実行する方法を含んでいる。
以下、各工程について説明する。
活性炭処理を用いる前処理工程の好ましい態様としては、市販の活性炭フイルタに^１８Ｏ濃縮水を通す工程が用いられる。この工程を前処理として実施することにより、金属銀その他の不溶性成分や活性炭に吸着される不純物を予め除去できるので、イオン交換樹脂による処理や加温バブリングにおける精製をより適切に実施することができる。活性炭処理工程に用いる方法は、有機物やイオンを除去することができる限りにおいて特に限定する必要はない。例えば、^１８Ｏ濃縮水を活性炭と混合し、ろ別する工程も使用可能である。
陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を用いて精製するイオン交換工程は、金属イオンや有機アニオンを除去するために実施される。好ましい態様としては、樹脂を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を等量ずつカラムに詰めて通液するカラム法による工程があるが、それぞれを別々にカラムに詰めて^１８Ｏ濃縮水を通水しても良い。カラム法に限られず、バッチ法も使用可能である。樹脂については既に述べたとおりである。
加温バブリング工程は、アセトニトリルを除去するために実施される。好ましい態様において、加温バブリング工程は、図１に示した装置１を用いて実施できる。上述したように、装置１は使用済み^１８Ｏ濃縮水を保持する容器、該容器内の濃縮水を所定温度に加温する加温手段、該濃縮水をバブリングするためのガス供給手段、気化した水を冷却し^１８Ｏ濃縮水が系外へ排出されるのを抑える冷却手段を備えている。

装置１における温度制御装置１１は、温度センサ１０の温度情報によりヒーター８，９の発熱をコントロールして^１８Ｏ濃縮水を加温すべき温度に制御する。反応容器２内の^１８Ｏ濃縮水は温度制御装置１１により制御された温度に加温される。
加温される反応容器内の^１８Ｏ濃縮水温度は、温度センサ１０のアセトニトリルと水の共沸点と水の沸点の間に保持されるのが好ましいが、より短時間に精製する場合には水の沸点に近づけるのが望ましい。下限の温度は、具体的には共沸点である７６．５℃以上であれば望ましいが、好ましくは８０℃以上、より好ましくは８５℃以上、最適な温度としては９０℃以上にすることでより短時間のアセトニトリル除去が可能となる。上限は、１００℃未満である。
バブリングの好ましい態様としては、系外から流量調整されて送られてきたガスを、反応容器２の底部に置かれたバブリング管を通じて反応容器内の^１８Ｏ濃縮水に送る方法がある。バブリングするガス量が多いほど、アセトニトリルを速やかに除去することが可能である。
加温及びバブリングされた^１８Ｏ回数水の一部は蒸発し、容器上方に移動するため冷却管１２により冷却され、凝縮させて反応容器に戻される。一方、アセトニトリル等の有機溶媒は、水より沸点が低いためバブリングガスとともに系外１３に放出される。
温度が高いほどアセトニトリルを早く除去できるが、^１８Ｏ濃縮水の回収率が低下する傾向があるので注意を要する。
なお、前処理工程を実施した後であれば、加温バブリング工程を実施した後に、イオン交換工程を実施してもよい。望ましい実施態様としては、既に装置の説明において述べたとおりである。

以下、参考例、実施例により本発明を詳述するが、これによって本発明が限定的に解釈されるものではない。
参考例１：蓚酸がアセトニトリルのプロトン照射により生成
アセトニトリルを５００ｐｐｍ含有する^１８Ｏ回収水にプロトンを照射（１８ＭｅＶ、３０マイクロアンペア）したところ、照射前は０．３５ｐｐｍだった蓚酸濃度が７１８ｐｐｍ以上（スケールオーバー）生成した。
蓚酸の濃度は、以下の条件でイオンクロマトグラフィー法により測定した。以下の分析条件における蓚酸の保持時間は６．４分であった。
分析条件
カラム：ＳＵＰＥＬＣＯＧＥＬ Ｈ ４．５×２４０ｍｍ
移動相：０．１５％ リン酸
流量：０．２５ｍＬ／分
検出：ＵＶ２１０ｎｍ
カラム温度：３０℃
注入量：２０μＬ

参考例２：酢酸がアセトニトリルのUV照射により生成
アセトニトリルを２０５１ｐｐｍ含有する^１８Ｏ回収水２ｍＬに、５０ｃｍ離れた位置で０．３５ｍＷ／ｃｍ２（２５４ｎｍ）のＵＶを照射する装置を用い、装置から１．５ｃｍの位置で４時間照射した。照射前には酢酸は存在していなかったが、４時間後には７８ｐｐｍ生成していた。
酢酸の測定条件は参考例１と同じで、この条件での酢酸の保持時間は１４．４分であった。

参考例３：銀による影響
１）プロトン照射で銀が溶出。
^１８Ｏ濃縮水をプロトン照射した際に、ビームの角度に僅かでもずれがあると、ターゲット材料に直接照射されることになる。ターゲット材料が銀の場合は、銀が不純物として混入する可能性がある。そこで、異なるビーム角度で照射された３種類の^１８Ｏ回収水について銀イオン濃度を測定した。ＭＡＣＨＥＲＹ−ＮＡＧＥＬ社製の試験紙（検出限界２０ｐｐｍ）により判定したところ、銀イオン濃度はそれぞれ約２００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、検出限界以下であった。これより、^１８Ｏ回収水には銀イオンが含まれている可能性があることが確認された。

２）蟻酸の生成
フッ化カリウム水溶液（フッ素濃度１０ｐｐｍ）に、硝酸銀を添加し、硝酸イオン濃度１２．５μｍｏｌ／Ｌ、および２．５μｍｏｌ／Ｌの水溶液を得た。これらの液２．５ｍＬを塩基性陰イオン交換樹脂（バイオラッド社製ＱＭＡカラム）を充填したカラムに通した。通過した液、および０．０６６ｍｏｌ／Ｌの炭酸カリウムで溶出した液を測定した結果を表１に示す。
蟻酸の測定条件は参考例１と同じで、この条件での蟻酸の保持時間は１３．４分であった。
なお、その他のイオン量の測定はＨＰＬＣを用いた。
ＨＰＬＣの測定条件
（１）陽イオン イオンクロマトグラフ法
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ ＩＣ ＹＫ−４２１（４．６ｍｍＩＤ×１２５ｍｍ）
溶離液
：４ｍＭ 燐酸
流量：流量１．０ｍＬ／分
検出器：電気伝導度
（２）陰イオン イオンクロマトグラフ法
カラムＳｈｏｄｅｘ ＩＣ ＳＩ−５０ ４Ｅ（４．０ｍｍＩＤ×２５０ｍｍ）
溶離液：３．２ｍＭ炭酸ナトリウム、１．０ｍＭ炭酸水素ナトリウム水溶液
流量：０．８ｍＬ／分
検出器
：電気伝導度＋サプレッサー

硝酸イオン濃度１２．５μｍｏｌ／Ｌの溶液では、カラム通液前は蟻酸が検出されなかったにもかかわらず、カラム通過後の液には蟻酸が０．２８μｍｏｌ検出されている。同様に硝酸イオン濃度２．５μｍｏｌ／Ｌの溶液ではカラム通過後の液に０．０７μｍｏｌ検出されている。
参考例４：陰イオン交換樹脂カラムにおける ^１８ Ｆ ⁻ 捕捉の有機酸による影響
ターゲット照射した^１８Ｏ濃縮水に、それぞれ酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、蟻酸アンモニウム、蟻酸カリウム、蓚酸アンモニウム、蓚酸カリウムを添加し、液量を１２ｍＬとした。それぞれの液の１０ｍＬを、塩基性陰イオン交換樹脂のカラムに通した。カラム内の樹脂に捕捉されずに通過した^１８Ｆ⁻の量は放射能量を測定することにより得た。
各塩の濃度とカラムに捕捉されずに通過した^１８Ｆ⁻の割合を表２に示す。

塩の陰イオンである酢酸イオン、蟻酸イオン、蓚酸イオンによる影響を受け、^１８Ｆ⁻の一部がカラムに捕捉されずに通過した。

実施例１：加温バブリングの効果
フラスコにアセトニトリル含有水（２０００ｐｐｍ）１００ｍＬを入れ、マントルヒーターで加温し、液温を６０℃、７０℃、８０℃及び９０℃とした。これに空気を２４ｍＬ／分の流量でフラスコの底に置いたバブリング管から送り出し、バブリングした。バブリングは最大6時間行った。実験条件を表３に、結果を図2示す。

アセトニトリルの濃度はガスクロマトグラフィー法により測定した。
測定条件は以下の通り。
カラム ：スペルコＥＱＵＩＴＹ−１ ３０ｍ×０．５３ｍｍ Ｉ．Ｄ．×３μｍ
キャリア ：ヘリウム（３０ｃｍ／分）
オーブン ：４０度
注入口 ：スプリット１：１０，２３０度，１μＬ
検出器 ：ＦＩＤ
２５０℃
アセトニトリルは液温が高いほど早く除去された。液温が９０℃の場合はバブリング２時間で１０ｐｐｍ、３時間で検出限界以下となった。８０℃の場合は５時間で６ｐｐｍであった。
この実験は冷却器を使用せずに行ったため、^１８Ｏ濃縮水の回収率は８０％台にとどまった。

実施例２：バブリングによる有機溶媒除去
図１の装置を用いて、検討を行った。
３００ｍＬの水溶液に、アセトニトリルを２０００ｐｐｍとなるよう添加した。この液を９０℃、９５℃に加温した。
アセトニトリルの測定条件は実施例１と同じであった。
実験条件及び結果を表４に示す

９０℃に加温した場合、アセトニトリルは、２４時間で１／１０、４８時間で１７ｐｐｍまで除去できた。また、９５℃まで加温した場合には２４時間で３９ｐｐｍ、４８時間だと検出限界以下まで除去できた。
冷却器を使用したため、48時間生成した後も^１８Ｏ濃縮水の回収率は、９６％であった。

実施例３：蒸留バブリングにおけるバブリング空気量
液量３Ｌ、液温９０℃にて、バブリングにおけるガス流量を変化させて、実験を行った。（実験番号５は、実施例２の実験番号５）。その他の条件は実施例２と同じである。
実験条件及び結果を表５に示す。

本実施例と、実施例２の実験番号５の結果を合わせると、バブリング空気の流量が多くなると、アセトニトリルの除去速度が早くなる。ヘリウムを使用したときは、加温温度が高くガスの流量も多かったためか、アセトニトリル濃度は２４時間で３６ｐｐｍにまで下がっていた。

実施例４：液量とバブリング
１００ｍＬと１Ｌのアセトニトリル濃度２０００ｐｐｍの^１８Ｏ回収水、それぞれに３０ｍＬ／分、３００ｍＬ／分という、これまでの実施例に比して大量の空気を送ってアセトニトリル除去を試みた。

ガスの流量を大幅に増やした結果、アセトニトリルは7時間で１８ｐｐｍ、９ｐｐｍとなった。

実施例５：銀の除去
１モル／Ｌの硝酸銀４ｍＬに純水を加えて１０００ｍＬの水溶液を調整した。この水溶液は銀として４３１ｐｐｍ含む。
この溶液を活性炭カラム（セップパック(登録商標)ＡＣ−２）に通して，通過した液の銀イオンを、ＭＡＣＨＥＲＹ−ＮＡＧＥＬ社製の試験紙（検出限界２０ｐｐｍ）により判定した。
活性炭カラムを通過した液を、さらにイオン交換樹脂ＡＧ５０１−Ｘ（樹脂量８．２５ｍＬ）に通して，溶出されてきた液中の銀イオンを測定した。測定は、同じくＭＡＣＨＥＲＹ−ＮＡＧＥＬ社製の試験紙を使用した。
実験結果
活性炭カラムセップパック（登録商標）ＡＣ-２を通過させた場合、試験紙の発色が前後で同程度の濃さであったことから、活性炭カラムでは銀イオンを除去できなかった。
イオン交換樹脂を通過した後の液では，試験紙で発色はみとめられず、銀イオン濃度は２０ｐｐｍ以下にまで減少した．

実施例６：イオン交換樹脂による有機酸の除去
蓚酸、蟻酸、酢酸を各１００ｐｐｍになるように３Ｌの水溶液を作り、５０ｍＬのイオン交換樹脂（ＢＩＯ−ＲＡＤ製イオン混床樹脂、ＡＧ５０１−Ｘ８（Ｄ）、１．５ｍｅｑ／ｍＬ）に約１０ｍＬ/分の流速で流し、初留および３００ｍＬ毎に約１．７ｍＬずつサンプリングし、各種分析を行った。イオン混床樹脂は、使用前日および使用当日１００ｍＬの脱イオン水を流して洗浄した。
イオン交換前の蓚酸、蟻酸、酢酸の濃度はそれぞれ、１２０．１ｐｐｍ、１０４．８ｐｐｍ，１０３．８ｐｐｍであったが、初留及び以後のサンプル全て検出限界以下であった。

実施例７：使用済み ^１８ Ｏ回収水の精製
本出願人の製造工場において使用された^１８Ｏ回収水１Ｌを試料として、本発明の精製方法を実施した。
１）活性炭による前処理
試料を、ペリスターポンプを用いて約２０ｍＬ／分の流量で、活性炭カラム（ウォーターズ社製 セップパック（登録商標)ＡＣ２）に通液して三角フラスコに捕集した。
２）イオン交換樹脂による処理
次に、ペリスターポンプ（ＥＹＥＬＡ ＳＭＰ−２３）を用いて，約４０℃の精製水で３回洗浄を行った後に，室温で８時間減圧乾燥して再生した混床イオン交換樹脂ＡＧ５０１−Ｘ８Ｄ ３ｍＬをバリアン社製６ｍＬボンドエルートリザーバーに充填して作製したカラムに通液して、溶出液を3つ口フラスコに捕集した。

３）加温バブリングによる処理
三口フラスコの中管に長さ３０ｃｍのジムロート冷却器を取り付け１０℃の水を循環した。
熱伝対及び空気導入管を三口フラスコの側管からそれぞれ容器内に導入した。導入部は密封した。
イオン交換樹脂で処理した溶出液を９５℃まで加熱後、温度を保ちながら，メンブレンエアドライヤー（ＧＬサイエンス ＤＭ型）でろ過した圧縮空気を２００ｍＬ／分の流量で約１７時間バブリングした。

各処理段階の分析結果を表７以下に示す。表中の成分は以下の条件で分析した。
（１）陽イオン イオンクロマトグラフ法
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ ＩＣ ＹＫ−４２１（４．６ｍｍＩＤ×１２５ｍｍ）
溶離液
：４ｍＭ 燐酸
流量：流量１．０ｍＬ／分
検出器：電気伝導度
（２）陰イオン イオンクロマトグラフ法
カラムＳｈｏｄｅｘ ＩＣ ＳＩ−５０ ４Ｅ（４．０ｍｍＩＤ×２５０ｍｍ）
溶離液：３．２ｍＭ炭酸ナトリウム、１．０ｍＭ炭酸水素ナトリウム水溶液
流量：０．８ｍＬ／分
検出器
：電気伝導度＋サプレッサー
（３）ｐＨ：日局ｐＨ測定法
（４）総有機炭素量：不揮発性有機炭素法
（５）有機溶媒：ガスクロマトグラフィー法
カラム ：スペルコＥＱＵＩＴＹ−１ ３０ｍ×０．５３ｍｍ Ｉ．Ｄ．×３μｍ
キャリア ：ヘリウム（３０ｃｍ／分）
オーブン ：４０度
注入口 ：スプリット１：１０，２３０度，１μＬ
検出器 ：ＦＩＤ
２５０℃

１．活性炭処理工程
本工程で、総有機炭素が約８０％除去された。ただし，アセトニトリル，エタノールの含量に変化はなかった。
２．イオン交換樹脂処理工程
陽イオン、陰イオンが除去されている。総有機炭素量が減少しているが、エタノール、アセトニトリル量が変化していないことから、有機酸、有機塩基が除去されたと考えられる。
３．バブリング工程
約１７時間の加温バブリングにより、残留溶媒をほぼ除去できた。

本発明の加温バブリング装置である。 加温バブリングにおけるアセトニトリル濃度の変化を、加温温度ごとに表したものである。

符号の説明

１ 加温バブリング装置
２ 反応容器
３ マスフローコントローラ
４ チューブ
６ バブリング管
８、９ ヒーター
１０ 温度センサ
１２ 冷却器

Claims (11)

1. 使用済み^１８Ｏ濃縮水を精製する方法であって、^１８Ｏ濃縮水を加温し、気化した^１８Ｏ濃縮水が系外へ排出されるのを抑えつつバブリングすることを特徴とする使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
2. ^１８Ｏ濃縮水を７６．５℃以上１００℃未満に加温する請求項１記載の使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
3. ^１８Ｏ濃縮水を８０℃以上１００℃未満に加温する請求項２記載の使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
4. ^１８Ｏ濃縮水を８５℃以上１００℃未満に加温する請求項２記載の使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
5. ^１８Ｏ濃縮水を９０℃以上１００℃未満に加温する請求項２記載の使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法
6. 陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いる^１８Ｏ濃縮水の精製を、請求項1ないし請求項５のいずれかに記載の方法の前に行うことを特徴とする使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
7. 陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いる^１８Ｏ濃縮水の精製を、請求項1ないし請求項５のいずれかに記載の方法の後に行うことを特徴とする使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
8. 請求項1ないし７に記載の方法の実施に先立ち、活性炭を用いた前処理手段により^１８Ｏ濃縮水を前処理することを特徴とする請求項１ないし７記載使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製方法。
9. 使用済み^１８Ｏ濃縮水を保持する容器、該容器内の濃縮水を所定温度に加温する加温手段、該濃縮水をバブリングするためのガス供給手段、気化した水を冷却し^１８Ｏ濃縮水が系外へ排出されるのを抑える冷却手段からなる加温バブリング装置を有する使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置。
10. 陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いた使用済み^１８Ｏ濃縮水のイオン交換手段を備える、請求項９に記載の使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置。
11. 活性炭を用いた前処理手段を更に備える請求項９または請求項１０のいずれかに記載の使用済み^１８Ｏ濃縮水の精製装置。