JP2020148490A - テクネチウム９９ｍ単離システム及びテクネチウム９９ｍ単離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テクネチウム９９ｍ単離システム及びテクネチウム９９ｍ単離方法を提供する。【解決手段】初期導入制御部１０は、モリブデン９９とテクネチウム９９ｍを含有した水溶液Ｗと、有機溶媒Ｏとを抽出槽２０に導入する。微細混合制御部１１は、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの混合液Ｍを攪拌しながら加熱するとともに、超音波Ｕを印加することで、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとを微細混合させる。分離制御部１２は、微細混合された混合液Ｍを、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの二相に分離させる。取出導入制御部１３は、分離された有機溶媒Ｏを、前記モリブデン９９を吸着する吸着カラム１３ａに通過させて、蒸発溶出槽２１に導入する。蒸発制御部１４は、蒸発溶出槽２１の内部を減圧しながら、有機溶媒Ｏを加熱するとともに、超音波Ｕを印加する。溶出制御部１５は、残渣物Ｒに生理食塩水Ｓを導入して、当該残渣物Ｒからテクネチウム９９ｍを生理食塩水Ｓに溶出させる。【選択図】図１

Description

本発明は、テクネチウム９９ｍ単離システム及びテクネチウム９９ｍ単離方法に関する。

放射性同位元素（ＲＩ）から放出されるガンマ線を利用したがん診断法として、単一光子放射断層撮影（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、ＳＰＥＣＴとする）検査が知られている。

このＳＰＥＣＴ検査では、放射性核種のテクネチウム９９ｍ（Ｔｃ−９９ｍ）を、疾病部に集積し易い性質を有する薬剤に結合させた核医学診断用薬剤（放射性同位元素標識化合物、ＲＩ標識化合物）を患者に投与して、テクネチウム９９ｍから放出されるガンマ線を放射線検出カメラ（ガンマカメラ）で検知して画像化することで、疾病の検査を行う。

使用するテクネチウム９９ｍは、準安定状態（ｍｅｔａ ｓｔａｂｌｅ）にあり、基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）のテクネチウム９９（Ｔｃ９９）に核異性体転移する際、１４０ｋｅＶのガンマ線を放出する。ガンマ線は、物質を透過する力が強いため、患者の体を透過して外部に放出される。ＳＰＥＣＴ検査では、テクネチウム９９ｍの核異性体転移によるガンマ線を検出して、疾病部を可視化する。例えば、ある血液中に集積するテクネチウム９９ｍの核医学診断用薬剤を用いてＳＰＥＣＴ検査を行い、心筋血流イメージングや脳機能イメージングが出来る。

ところで、テクネチウム９９ｍは、親核種のモリブデン９９（Ｍｏ９９）がベータ崩壊して生じる娘核種であり、テクネチウム９９ｍの製造原料として、モリブデン９９が用いられる。テクネチウム９９ｍは、親核種のモリブデン９９からモリブデン９９−テクネチウム９９ｍジェネレーターを使用したミルキングにより取り出し、製造されている。

テクネチウム９９ｍの半減期は、６．０１時間と短く、一方、モリブデン９９の半減期は、６６時間であるため、ジェネレーターの一回の購入で、約１週間にわたりテクネチウム９９ｍを取り出すことが可能である。ジェネレーターは、モリブデン９９をアルミナカラムに吸着させた装置であり、生理食塩水を用いてテクネチウム９９ｍを溶出させる。

ここで、市販のジェネレーターはモリブデン９９をアルミナカラムに吸着させることから、多量のモリブデンを含む試料を処理することが出来ないという課題がある。又、加速器や原子炉で製造したモリブデン９９には、多量のモリブデン１００やモリブデン９８が含まれているため、アルミカラムを使用して、テクネチウム９９ｍを効率よく分離、精製することが出来ないという課題がある。

そこで、特許文献１（国際公開第２０１４／０５７９００号）には、核種抽出装置と、案内ラインと、ポンプと、蒸発ヒーターと、排気ラインと、導入ラインと、を備えるＲＩの単離装置が開示されている。核種抽出装置は、親核種及び娘核種を含むＲＩが含有した水及び有機溶媒から前記ＲＩの一方の核種を前記有機溶媒に抽出する。案内ラインは、前記ＲＩの一方の核種を抽出した前記有機溶媒を前記核種抽出装置から蒸発・溶出槽に案内する。ポンプは、前記案内ラインに前記有機溶媒を送る。蒸発ヒーターは、前記蒸発・溶出槽に案内された前記有機溶媒を蒸発させる。排気ラインは、蒸発した前記有機溶媒を前記蒸発・溶出槽から排出する。導入ラインは、前記蒸発・溶出槽に溶出用の液体を導入する。これにより、一方の核種を有機溶媒に抽出し、その有機溶媒を蒸発・溶出槽に送り、そこから蒸発乾固により一方の核種を取り出し、その一方の核種を溶出する作業を連続的に行うことが出来るため、多量のＲＩを効率的に単離することが可能となるとしている。

又、非特許文献１（R.E.BOYD, “Technetium-99m Generators - The Available Options”, International Journal of Applied Radiation and Isotopes, 1982, Vol. 33, pp. 801-809）には、モリブデン９９とテクネチウム９９ｍが含有した水酸化ナトリウム水溶液を９５度の環境下で空気バブリングし、メチルエチルケトンを加えて、バブリングによる攪拌でメチルエチルケトンにテクネチウム９９ｍを抽出して、この抽出液を水相と分離し、小さいアルミナカラムでメチルエチルケトン中のモリブデン９９を除去して蒸発容器に移し、加熱によりメチルエチルケトンを蒸発・乾固して、残ったテクネチウム９９ｍを生理食塩水で溶解して、テクネチウム９９ｍを分離・精製することが開示されている。

国際公開第２０１４／０５７９００号

R.E.BOYD, "Technetium-99m Generators - The Available Options", International Journal of Applied Radiation and Isotopes, 1982, Vol. 33, pp. 801-809

上述のように、テクネチウム９９ｍの半減期は６．０１時間であることから、モリブデン９９から生成されたテクネチウム９９ｍを高純度で、且つ、出来るだけ早く分離・精製することが求められる。

上述した特許文献１に記載の技術では、ＲＩの一方の核種（テクネチウム９９ｍ）を有機溶媒に抽出する際に、攪拌と加熱を組み合わせるものの、これらの組み合わせでもテクネチウム９９ｍの抽出に時間が掛かるという課題がある。

上述した非特許文献１に記載の技術では、９５度の環境下で水酸化ナトリウム水溶液を空気バブリングし、メチルエチルケトンを加えて、メチルエチルケトンにテクネチウム９９ｍを抽出するため、９５度の環境下にすると、メチルエチルケトンの沸点の低さから危険を伴うという課題がある。又、テクネチウム９９ｍの抽出にどの程度時間がかかるかどうかも不明である。

そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、テクネチウム９９ｍの単離処理を高純度で、且つ、迅速に行うことが可能なテクネチウム９９ｍ単離システム及びテクネチウム９９ｍ単離方法を提供することを目的とする。

本発明に係るテクネチウム９９ｍ単離システムは、初期導入制御部と、微細混合制御部と、分離制御部と、取出導入制御部と、蒸発制御部と、溶出制御部と、を備える。初期導入制御部は、モリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有した水溶液と、当該テクネチウム９９ｍが溶解可能な有機溶媒とを抽出槽に導入する。微細混合制御部は、前記抽出槽に導入された水溶液と有機溶媒との混合液を攪拌しながらヒーターで加熱するとともに、当該混合液に超音波を印加することで、前記水溶液と前記有機溶媒とを微細混合させる。分離制御部は、前記微細混合された混合液を、水と有機溶媒との二相に分離させる。取出導入制御部は、前記二相に分離された有機溶媒を、前記モリブデン９９を吸着する吸着カラムに通過させて、蒸発溶出槽に導入する。蒸発制御部は、前記蒸発溶出槽の内部を減圧しながら、当該蒸発溶出槽に導入された有機溶媒をヒーターで加熱するとともに、当該有機溶媒に超音波を印加することで、当該有機溶媒を蒸発させて、残渣物を残す。溶出制御部は、前記残渣物に生理食塩水を導入して、当該残渣物からテクネチウム９９ｍを前記生理食塩水に溶出させる。

又、本発明は、テクネチウム９９ｍ単離システムのテクネチウム９９ｍ単離方法であって、初期導入制御ステップと、微細混合制御ステップと、分離制御ステップと、取出導入制御ステップと、蒸発制御ステップと、溶出制御ステップと、を備える。テクネチウム９９ｍ単離方法の各ステップは、テクネチウム９９ｍ単離システムの各部に対応する。

本発明では、テクネチウム９９ｍの単離処理を高純度で、且つ、迅速に行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係るテクネチウム９９ｍ単離システムの概念図である。 本発明の実施形態に係るテクネチウム９９ｍ単離方法の実行手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るＳ１０２からＳ１０４までの概念図である。 本発明の実施形態に係るＳ１０５からＳ１０７までの概念図である。 実施例に係るテクネチウム９９ｍ単離システムの正面写真である。 実施例に係るモリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有する水酸化ナトリウム水溶液のガンマ線スペクトルの一例を示す。 実施例に係るメチルエチルケトンのガンマ線スペクトルの一例を示す。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るテクネチウム９９ｍ単離システムの概念図である。本発明の実施形態に係るテクネチウム９９ｍ単離システム１は、図１に示すように、初期導入制御部１０と、微細混合制御部１１と、分離制御部１２と、取出導入制御部１３と、蒸発制御部１４と、溶出制御部１５と、を備える。

初期導入制御部１０は、モリブデン９９（Ｍｏ９９）とテクネチウム９９ｍ（Ｔｃ９９ｍ）を含有した水溶液Ｗと、テクネチウム９９ｍが溶解可能な有機溶媒Ｏとを抽出槽２０に導入する。微細混合制御部１１は、抽出槽２０に導入された水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの混合液Ｍを攪拌しながらヒーターＨ１で加熱するとともに、当該混合液Ｍに超音波Ｕを印加することで、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとを微細混合させる。

分離制御部１２は、微細混合された混合液Ｍを、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの二相に分離させる。取出導入制御部１３は、二相に分離された有機溶媒Ｏを、前記モリブデン９９を吸着する吸着カラム１３ａに通過させて、蒸発溶出槽２１に導入する。

蒸発制御部１４は、蒸発溶出槽２１の内部を減圧しながら、当該蒸発溶出槽２１に導入された有機溶媒ＯをヒーターＨ２で加熱するとともに、当該有機溶媒Ｏに超音波Ｕを印加することで、当該有機溶媒Ｏを蒸発させて、残渣物Ｒを残す。溶出制御部１５は、残渣物Ｒに生理食塩水Ｓを導入して、当該残渣物Ｒからテクネチウム９９ｍを生理食塩水Ｓに溶出させる。

これにより、テクネチウム９９ｍの単離処理を高純度で、且つ、迅速に行うことが可能となる。即ち、本発明では、抽出槽２０における水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとに対して、攪拌と加熱に加えて、超音波Ｕを印加させることで、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとを相互に微細に混合させて、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの界面の表面積を飛躍的に増加させる。特に、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの微細混合により、水溶液Ｗ中に有機溶媒Ｏの水滴が微細分散する、又は有機溶媒Ｏ中に水溶液Ｗの水滴が微細分散する（バブリング）。

すると、この状態では、有機溶媒Ｏに対するテクネチウム９９ｍの抽出平衡速度（溶解平衡速度）が著しく大きくなり、水溶液Ｗ中に既に存在するテクネチウム９９ｍ及びモリブデン９９のβ壊変から生成されるテクネチウム９９ｍが直ぐに有機溶媒Ｏに移行することになる。従って、有機溶媒Ｏに対するテクネチウム９９ｍの抽出平衡を、通常の攪拌単独、加熱単独、又はこれらの組み合わせと比較して加速させ、抽出平衡に到達する時間を飛躍的に短縮させることが可能となる。

又、本発明では、分離した有機溶媒Ｏを吸着カラム１３ａを介して蒸発溶出槽２１に導入するため、吸着カラム１３ａが有機溶媒Ｏ中のモリブデン９９等を吸着することで、蒸発溶出槽２１へ供給される有機溶媒Ｏ中のテクネチウム９９ｍの純度を高めることが出来る。

そして、本発明では、蒸発溶出槽２１におけるテクネチウム９９ｍを含む有機溶媒Ｏに対して、減圧と加熱に加えて、超音波Ｕを印加させることで、有機溶媒Ｏと空気との接触面積を広げ、有機溶媒Ｏの揮発速度を加速させる。これにより、有機溶媒Ｏの蒸発に要する時間を飛躍的に短縮させることが可能となり、全体としての処理時間を大幅に短縮させ、目的物のテクネチウム９９ｍを含む残渣物Ｒを素早く得ることが出来る。

又、有機溶媒Ｏの蒸発後に残る残渣物Ｒのテクネチウム９９ｍは、ほぼ１００％の純度であり、この残渣物Ｒに生理食塩水Ｓを供給すれば、残渣物Ｒからテクネチウム９９ｍが容易に生理食塩水Ｓに溶出される。このテクネチウム９９ｍが溶出された生理食塩水Ｓは、ＳＰＥＣＴ検査等に直ぐに使用することが出来る。

特に、テクネチウム９９ｍの半減期は約６時間と短いことから、本発明では、目的物のテクネチウム９９ｍのみを高純度で、且つ、短時間に取得することが出来るため、テクネチウム９９ｍの利用可能性を大幅に拡大させることが出来るのである。又、処理時間の短縮は、作業者への放射線被ばくのリスクを下げ、安全性を向上させることが出来る。

ここで、モリブデン９９及びテクネチウム９９ｍを含有した水溶液Ｗの種類に特に限定は無く、モリブデン９９の種類に応じて適宜設定される。例えば、モリブデン９９が酸化物の場合は、アルカリ性の水溶液Ｗが設定され、モリブデン９９が金属の場合は、酸性の水溶液Ｗが設定される。アルカリ性の水溶液Ｗとして、例えば、モリブデン９９及びテクネチウム９９ｍを含有した水酸化ナトリウム水溶液を挙げることが出来る。又、水酸化ナトリウム水溶液のｐＨに特に限定は無いが、例えば、ｐＨが１０〜１４の強塩基性の水酸化ナトリウム水溶液を挙げることが出来る。

又、テクネチウム９９ｍが溶解可能な有機溶媒Ｏの種類に特に限定は無いが、例えば、水溶液に溶解可能なケトン、アルコール等を挙げることが出来る。具体的には、メチルエチルケトンを採用することが出来る。

又、抽出槽２０に導入される水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの比率に特に限定は無いが、例えば、水溶液Ｗの重量：有機溶媒Ｏの重量が、６：４〜３：７の範囲内であると好ましく、５：５〜４：６の範囲内であると更に好ましく、５：５であると最も好ましい。このような比率を採用することで、水溶液Ｗ中のテクネチウム９９ｍを有機溶媒Ｏに速やかに移行させることが可能となる。尚、本発明では、攪拌と加熱と超音波とを組み合わせることで、水溶液の重量：有機溶媒の重量が、５：５〜４：６である場合は、水溶液中のテクネチウム９９ｍが有機溶媒に９０％以上移行する。

又、初期導入制御部１０の水溶液Ｗの導入方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、抽出槽２０の上方に水溶液ライン１０ａを設置し、導入開始の際に、水溶液ライン１０ａの開閉バルブ１０ｂを開状態にすることで、抽出槽２０の内部に水溶液Ｗを導入し、所定量の水溶液Ｗの導入が完了すると、水溶液ライン１０ａの開閉バルブ１０ｂを閉状態にする方法を挙げることが出来る。有機溶媒Ｏの導入方法も同様であり、抽出槽２０の上方に有機溶媒ライン１０ｃを設置し、導入開始の際に、有機溶媒ライン１０ｃの開閉バルブ１０ｄを開状態にすることで、抽出槽２０の内部に有機溶媒Ｏを導入し、所定量の有機溶媒Ｏの導入が完了すると、有機溶媒ライン１０ｃの開閉バルブ１０ｄを閉状態にする方法を挙げることが出来る。

又、微細混合制御部１１の攪拌方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、攪拌翼１１ａによる回転型の攪拌方法を挙げることが出来る。又、抽出槽２０が上下に振動可能な構成である場合は、上下振動のシェイカー型の攪拌方法でも構わない。

又、回転型の攪拌方法の場合、攪拌時間に特に限定は無いが、例えば、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの総量（混合液Ｍの総量）やテクネチウム９９ｍの半減期を考慮して、１０分〜４０分の範囲内であると好ましく、２０分〜３０分の範囲内であると更に好ましい。又、攪拌翼１１ａの回転数に特に限定は無いが、例えば、微細混合の確実性を考慮して、１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの範囲内であると好ましく、３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの範囲内であると更に好ましい。

又、微細混合制御部１１の加熱方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、抽出槽２０の周囲にコイル型のヒーターＨ１を巻き付ける加熱方法を挙げることが出来る。又、ヒーターＨ１の加熱温度に特に限定は無いが、例えば、有機溶媒Ｏの沸点以下で、且つ、当該有機溶媒Ｏの沸点から所定の減算値（例えば、２０度）を減算した値までの間の温度を採用することが出来る。これにより、有機溶媒Ｏの突沸を確実に防止することが出来る。具体的には、有機溶媒Ｏの沸点を考慮して、１０度〜９０度の範囲内であると好ましく、２０度〜８０度の範囲内であると更に好ましく、４０度〜８０度の範囲内であると更に好ましい。

又、微細混合制御部１１の超音波Ｕの印加方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、抽出槽２０の周囲に超音波発生器１１ｂを設置して、超音波発生器１１ｂを駆動させることで、超音波発生器１１ｂから発生する超音波Ｕを抽出槽２０内の混合液Ｍに印加させる方法を挙げることが出来る。又、超音波Ｕの周波数に特に限定は無いが、例えば、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの微細混合を考慮して、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内であると好ましく、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの範囲内であると更に好ましい。

又、分離制御部１２の分離方法に特に限定は無いが、例えば、微細混合された混合液を所定時間放置して二相に分離する方法や微細混合された混合液を遠心分離して二相に分離する方法等を挙げることが出来る。

又、分離制御部１２の放置方法に特に限定は無いが、例えば、微細混合された混合液Ｍに、攪拌、加熱、超音波印加等の処理を全て停止して、自然放置する方法を挙げることが出来る。又、放置時間に特に限定は無いが、例えば、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの二相分離に要する時間を考慮して、２分〜１０分の範囲内であると好ましく、５分であると更に好ましい。

又、分離制御部１２の遠心分離方法に特に限定は無いが、例えば、抽出槽２０を遠心分離可能に構成して、微細混合後の混合液を抽出槽２０で遠心分離する方法や微細混合後の混合液を抽出槽２０から取り出して遠心分離機に投入し、遠心分離機を駆動して二相に分離する方法を挙げることが出来る。

又、取出導入制御部１３の取り出し方法と導入方法は、分離制御部１２の分離方法に応じて適宜設定される。分離制御部１２が、抽出槽２０内で混合液の放置により二相に分離させる場合は、例えば、図１に示すように、抽出槽２０のうち、二相に分離された有機溶媒Ｏが滞留する位置に取り出しライン１３ｂの入口を設置し、蒸発溶出槽２１の上方の位置に取り出しライン１３ｂの出口を設置し、取り出しライン１３ｂの閉状態の開閉バルブ１３ｃにおいて、混合液Ｍの放置が完了した際に、取り出しライン１３ｂの開閉バルブ１３ｃを開状態にすることで、抽出槽２０の有機溶媒Ｏが取り出しライン１３ｂを通過して蒸発溶出槽２１に導入する。そして、有機溶媒Ｏの取り出しを完了すると、取り出しライン１３ｂの開閉バルブ１３ｃを閉状態にする方法を挙げることが出来る。

尚、上述の場合、取り出しライン１３ｂの開閉バルブ１３ｃの下流側に吸着カラム１３ａが設けられる。吸着カラム１３ａの吸着剤は、例えば、アルミナ、シリカ、ゼオライト、活性炭等を挙げることが出来る。又、取り出しライン１３ｂには、例えば、有機溶媒Ｏを吸い取る送液ポンプ等を適宜設けても良い。

又、分離制御部１２が、遠心分離機で混合液を二相に分離させる場合は、取出導入制御部１３は、遠心分離後の遠心分離機内の上澄み液を取り出しライン１３ｂで吸い取って取り出し、吸着カラム１３ａを経由して蒸発溶出槽２１に導入する方法を挙げることが出来る。

又、抽出槽２０には、分離後の水溶液Ｗを外部に放出するリークライン２０ａが設けられ、リークライン２０ａの開閉バルブ２０ｂの開閉により、水溶液Ｗの放出が制御される。

又、蒸発制御部１４の減圧方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、蒸発溶出槽２１の上方に設けられた排出ポンプ１４ａを駆動して、蒸発溶出槽２１内の空気を外部に排出して、蒸発溶出槽２１の内部の圧力を、大気圧よりも所定の減圧値だけ低い圧力に減圧する方法を挙げることが出来る。又、減圧値に特に限定は無いが、例えば、有機溶媒Ｏの蒸発速度の向上と安全性とを考慮して、大気圧の５％〜２０％の範囲内であると好ましく、大気圧の１０％であると更に好ましい。

又、蒸発制御部１４の加熱方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、蒸発溶出槽２１の周囲にコイル型のヒーターＨ２を巻き付ける加熱方法を挙げることが出来る。又、ヒーターＨ２の加熱温度に特に限定は無いが、例えば、有機溶媒Ｏの沸点以下で、且つ、当該有機溶媒Ｏの沸点から所定の減算値（例えば、２０度）を減算した値までの間の温度を採用することが出来る。これにより、有機溶媒Ｏの突沸を確実に防止することが出来る。具体的には、有機溶媒Ｏの沸点を考慮して、２０度〜８０度の範囲内であると好ましく、４０度〜８０度の範囲内であると更に好ましい。

又、蒸発制御部１４の超音波Ｕの印加方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、蒸発溶出槽２１の周囲に超音波発生器１４ｂを設置して、超音波発生器１４ｂを駆動させることで、超音波発生器１４ｂから発生する超音波Ｕを蒸発溶出槽２１内の有機溶媒Ｏに印加させる方法を挙げることが出来る。又、超音波Ｕの周波数に特に限定は無いが、例えば、有機溶媒Ｏの蒸発促進を考慮して、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内であると好ましく、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの範囲内であると更に好ましい。

又、溶出制御部１５の導入方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、蒸発溶出槽２１の上方に食塩水ライン１５ａを設置し、有機溶媒Ｏの蒸発が完了した際に、食塩水ライン１５ａの開閉バルブ１５ｂを開状態にすることで、蒸発溶出槽２１の内部に生理食塩水Ｓを供給し、所定量の生理食塩水Ｓの導入が完了すると、食塩水ライン１５ａの開閉バルブ１５ｂを閉状態にする方法を挙げることが出来る。

溶出制御部１５は、生理食塩水Ｓへのテクネチウム９９ｍの溶出を完了すると、テクネチウム９９ｍが溶出された生理食塩水Ｓを蒸発溶出槽２１から放出することで、テクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓを回収する。

ここで、溶出制御部１５の回収方法に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、蒸発溶出槽２１の下方に回収ライン１５ｃを設置し、テクネチウム９９ｍの溶出が完了した際に、回収ライン１５ｃの開閉バルブ１５ｄを開状態にすることで、蒸発溶出槽２１の内部の生理食塩水Ｓを回収ライン１５ｃを経由して外部に放出し、所定量の生理食塩水Ｓの放出が完了すると、回収ライン１５ｃの開閉バルブ１５ｄを閉状態にする方法を挙げることが出来る。

ところで、抽出槽２０へ導入する水溶液Ｗの製造方法に特に限定は無いが、例えば、水溶液Ｗを製造する製造制御部１６を水溶液ライン１０ａを介して抽出槽２０に連結することで、連続的に水溶液Ｗを抽出槽２０に導入しても良い。

ここで、製造制御部１６の構成に特に限定は無いが、例えば、図１に示すように、加速器や原子炉で発生させた中性子線Ｒを収納容器１６ａのモリブデン酸化物１６ｂに照射したり、モリブデン金属の焼結体１６ｂにガンマ線Ｒを照射したりすることで、モリブデン９９及びテクネチウム９９ｍを生成し、生成したモリブデン９９及びテクネチウム９９ｍに水溶液Ｗを導入して、モリブデン９９及びテクネチウム９９ｍを含有した水溶液Ｗを製造する方法を挙げることが出来る。尚、モリブデン９９の生成反応は、中性子線Ｒを利用する場合は、９８Ｍｏ（ｎ，γ）９９Ｍｏ反応となり、ガンマ線Ｒを利用する場合は、１００Ｍｏ（γ，ｎ）９９Ｍｏ反応となる。そして、製造制御部１６で製造した水溶液Ｗを水溶液ライン１０ａを介して抽出槽２０に導入する。

次に、本発明の実施形態に係るテクネチウム９９ｍ単離方法の実行手順を説明する。先ず、作業者は、テクネチウム９９ｍ単離システム１の製造制御部１６において、収納容器１６ａのうち、放射線Ｒ（例えば、ガンマ線）が照射される位置に、モリブデン酸化物１６ｂをセットする。そして、作業者は、テクネチウム９９ｍ単離システム１を起動すると、製造制御部１６は、放射線Ｒをモリブデン酸化物１６ｂに照射し、所定のモリブデン９９の生成反応（例えば、１００Ｍｏ（γ，ｎ）９９Ｍｏ反応）により、モリブデン９９及びテクネチウム９９ｍを生成し、水溶液Ｗ（例えば、水酸化ナトリウム水溶性）を収納容器１６ａに供給することで、モリブデン９９及びテクネチウム９９ｍを含有した水溶液Ｗを作製する（図２：Ｓ１０１）。

次に、テクネチウム９９ｍ単離システム１の初期導入制御部１０は、モリブデン９９とテクネチウム９９ｍを含有した水溶液Ｗと、テクネチウム９９ｍが溶解可能な有機溶媒Ｏとを抽出槽２０に導入する（図２：Ｓ１０２）。

具体的には、初期導入制御部１０は、水溶液ライン１０ａの閉状態の開閉バルブ１０ｂを開状態にして、所定量の水溶液Ｗを抽出槽２０に供給するとともに、有機溶媒ライン１０ｃの閉状態の開閉バルブ１０ｄを開状態にして、所定量の有機溶媒Ｏを抽出槽２０に供給する。この際、初期導入制御部１０は、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの比率が所定値（例えば、水溶液Ｗの重量：有機溶媒Ｏの重量が５：５）になるように水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとを導入する。

すると、図３に示すように、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとを単に抽出槽２０に導入しただけでは、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとは、基本的に混合しないため、混合液Ｍは、それぞれの比重により、水溶液Ｗの比重よりも比重が小さい有機溶媒Ｏが上になった二相に分離する。

そして、初期導入制御部１０の導入が完了すると、テクネチウム９９ｍ単離システム１の微細混合制御部１１は、抽出槽２０に導入された水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの混合液Ｍを攪拌しながらヒーターＨ１で加熱するとともに、当該混合液Ｍに超音波Ｕを印加することで、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとを微細混合させる（図２：Ｓ１０３）。

具体的には、微細混合制御部１１は、抽出槽２０内の攪拌翼１１ａを所定の回転数（例えば、５００ｒｐｍ）で回転させ、ヒーターＨ１に電力供給して、ヒーターＨ１の熱を抽出槽２０内の混合液Ｍに加えて、混合液Ｍの温度を所定の加熱温度（例えば、６０度）まで加熱する。微細混合制御部１１は、攪拌と加熱と同時に、超音波発生器１１ｂを起動して、所定の周波数（例えば、３６ｋＨｚ）の超音波Ｕを抽出槽２０内の混合液Ｍに印加させる。

すると、図３に示すように、二相に分離した水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとが、攪拌と加熱と超音波Ｕの印加を受けて、相互に微細に混合し、水溶液Ｗ中に有機溶媒Ｏの水滴が微細分散する、又は有機溶媒Ｏ中に水溶液Ｗの水滴が微細分散する。これにより、水溶液Ｗ中に存在するテクネチウム９９ｍが直ぐに有機溶媒Ｏに移行する。

そして、微細混合制御部１１は、所定時間（例えば、２０分）だけ攪拌と加熱と超音波Ｕの印加とを行うと、テクネチウム９９ｍ単離システム１の分離制御部１２は、微細混合された混合液Ｍを、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの二相に分離させる（図２：Ｓ１０４）。

具体的には、分離制御部１２は、微細混合制御部１１による攪拌と加熱と超音波Ｕの印加を所定時間（例えば、５分間）全て停止し、混合液Ｍを自然放置する。すると、図３に示すように、微細混合した水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとは、基本的に混合しないことから、それぞれの比重により、再度、水溶液Ｗに対して有機溶媒Ｏが上になる二相に分離する。

そして、分離制御部１２が放置を完了すると、テクネチウム９９ｍ単離システム１の取出導入制御部１３は、二相に分離された有機溶媒Ｏを取り出して、蒸発溶出槽２１に導入する（図２：Ｓ１０５）。

具体的には、取出導入制御部１３は、取り出しライン１３ａの閉状態の開閉バルブ１３ｂを開状態にすることで、抽出槽２０の有機溶媒Ｏを取り出しライン１３ａに通過させて、蒸発溶出槽２１に供給する。この際、取出導入制御部１３は、取り出しライン１３ａの開閉バルブ１３ｂを調整することで、所定量の有機溶媒Ｏを蒸発溶出槽２１に供給する。

すると、図４に示すように、テクネチウム９９ｍを含有する有機溶媒Ｏが蒸発溶出槽２１の内部に貯められる。

そして、取出導入制御部１３が導入を完了すると、テクネチウム９９ｍ単離システム１の蒸発制御部１４は、蒸発溶出槽２１の内部を減圧しながら、当該蒸発溶出槽２１に導入された有機溶媒ＯをヒーターＨ２で加熱するとともに、当該有機溶媒Ｏに超音波Ｕを印加することで、当該有機溶媒Ｏを蒸発させて、残渣物Ｒを残す（図２：Ｓ１０６）。

具体的には、蒸発制御部１４は、排出ポンプ１４ａを駆動して、蒸発溶出槽２１の内部の圧力を所定の減圧値（例えば、大気圧の１０％）だけ減圧し、ヒーターＨ２に電力供給して、ヒーターＨ２の熱を蒸発抽出槽２１内の有機溶媒Ｏに加えて、有機溶媒Ｏの温度を所定の加熱温度（例えば、６０度）まで加熱する。蒸発制御部１４は、減圧と加熱と同時に、超音波発生器１４ｂを起動して、所定の周波数（例えば、３６ｋＨｚ）の超音波Ｕを蒸発溶出槽２１内の有機溶媒Ｏに印加させる。

すると、図４に示すように、テクネチウム９９ｍを含有する有機溶媒Ｏが蒸発溶出槽２１の内部で著しく蒸発し、有機溶媒Ｏ中のテクネチウム９９ｍが残渣物Ｒとして現れる。蒸発制御部１４は、蒸発溶出槽２１の内部の有機溶媒Ｏが殆ど蒸発するまでの所定時間（例えば、１５分）だけ、上述の減圧と加熱と超音波Ｕの印加とを行う。

そして、蒸発制御部１４が蒸発を完了すると、テクネチウム９９ｍ単離システム１の溶出制御部１５は、残渣物Ｒに生理食塩水Ｓを導入して、当該残渣物Ｒからテクネチウム９９ｍを生理食塩水Ｓに溶出させる（図２：Ｓ１０７）。

具体的には、溶出制御部１５は、食塩水ライン１５ａの閉状態の開閉バルブ１５ｂを開状態にすることで、蒸発溶出槽２１の内部に生理食塩水Ｓを供給する。

すると、図４に示すように、テクネチウム９９ｍを含む残渣物Ｒが生理食塩水Ｓに溶出され、その生理食塩水Ｓはテクネチウム９９ｍを含有することになる。

そして、溶出制御部１５が導入を完了すると、テクネチウム９９ｍが溶出された生理食塩水Ｓを蒸発溶出槽２１から放出することで、テクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓを回収する（図２：Ｓ１０８）。

具体的には、溶出制御部１５は、回収ライン１５ｃの閉状態の開閉バルブ１５ｄを開状態にすることで、テクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓを回収ライン１５ｃを経由して外部に放出する。作業者は、例えば、回収ライン１５ｃの出口に回収瓶を用意して、回収ライン１５ｃから放出される生理食塩水Ｓを回収瓶に入れて、テクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓを回収する。このテクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓは、例えば、ＳＰＥＣＴ検査等に直接使用することが出来る。

ところで、テクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓを回収した後に、抽出槽２０には、モリブデン９９を含有する水溶液Ｗが残存することになる。モリブデン９９は、β壊変により、テクネチウム９９ｍに成長することから、Ｓ１０２に戻って、初期導入制御部１０が、抽出槽２０に新たな有機溶媒Ｏを導入することで（図２：Ｓ１０２）、水溶液Ｗに残存するモリブデン９９を再利用して、テクネチウム９９ｍを抽出することが出来る。上述と同様に、初期導入制御部１０は、水溶液Ｗと有機溶媒Ｏとの比率が所定値（水溶液Ｗの重量：有機溶媒Ｏの重量が５：５）になるように有機溶媒Ｏを導入し、その後、Ｓ１０３からＳ１０８までを実行し、再度、テクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓを回収することが出来る。

尚、本発明の実施形態では、テクネチウム９９ｍ単離システム１に初期導入制御部１０と、微細混合制御部１１と、分離制御部１２と、取出導入制御部１３と、蒸発制御部１４と、溶出制御部１５と、製造制御部１６と、を備え、水溶液の製造からテクネチウム９９ｍを含有する生理食塩水Ｓの回収までを自動的に行うよう構成したが、一部が手動で構成されても、本発明の作用効果を有する。

又、本発明の実施形態では、テクネチウム９９ｍ単離システム１が各部を備えるよう構成したが、当該各部を実行するステップを本発明のテクネチウム９９ｍ単離方法として提供することも可能である。更に、各部を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。

以下、実施例等によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。

先ず、図１に基づいて、実施例に係るテクネチウム９９ｍ単離システム１を作製した。図５は、実施例に係るテクネチウム９９ｍ単離システムの正面写真である。図５に示すように、抽出槽２０は約１Ｌの溶液を収納可能とし、蒸発溶出槽２１は約５００ｍＬの溶液を収納可能とした。抽出槽２０には、攪拌翼を内蔵し、抽出槽２０の周囲にはコイル型のヒーターを設置した。蒸発溶出槽２１の周囲には、コイル型のヒーターを設置した。テクネチウム９９ｍ単離システム１の各部は、抽出槽２０と蒸発溶出槽２１の下方に設けられた制御装置に内蔵した。

放射線施設内で、１００Ｍｏ（γ，ｎ）９９Ｍｏ反応で製造した、モリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有した水溶液Ｗとして、テクネチウム９９ｍを含有した４Ｍ（ｍｏｌ／ｍ^３）の水酸化ナトリウム水溶液を５００ｍＬ用意した。又、有機溶媒Ｏとしてメチルエチルケトン（沸点、約８０度）を５００ｍＬ用意した。そして、水酸化ナトリウム水溶液とメチルエチルケトンとを水溶液ラインと有機溶媒ラインとを用いて抽出槽２０に導入した。水酸化ナトリウム水溶液の重量：メチルエチルケトンの重量は５：５とした。

ここで、モリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有する水酸化ナトリウム水溶液のガンマ線スペクトルを測定した。図６は、実施例に係るモリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有する水酸化ナトリウム水溶液のガンマ線スペクトルの一例を示す。図６に示すように、モリブデン９９のピークとテクネチウム９９ｍのピークが見られ、水酸化ナトリウム水溶液にモリブデン９９とテクネチウム９９ｍとが含有されていることが理解される。又、不純物として放射性同位元素のニオブ９６（Ｎｂ９６）のピークも見られた。

次に、水酸化ナトリウム水溶液とメチルエチルケトンとを導入した抽出槽２０において、攪拌と加熱と超音波の印加を約２０分間、実施した。攪拌翼の回転数は、約５００ｒｐｍとし、ヒーターの加熱温度は、約６０度とし、超音波の周波数は、３６ｋＨｚとした。ヒーターの加熱温度は、メチルエチルケトンの沸点（８０度）から所定の減算値（２０度）を減算した値に設定した。

又、攪拌と加熱と超音波の印加とを完了すると、全てを停止して、約５分間、自然放置し、水酸化ナトリウム水溶液とメチルエチルケトンとを二相に分離させた。そして、取り出しラインを使って、上方にあるメチルエチルケトンを吸い取って、吸着カラム１３ａを経由して、メチルエチルケトン中のモリブデン９９等を吸着させるとともに、吸着カラム１３ａから放出されたテクネチウム９９ｍを含有するメチルエチルケトンを蒸発溶出槽２１に導入した。

更に、メチルエチルケトンを導入した蒸発溶出槽２１において、減圧と加熱と超音波の印加を約１５分間、実施した。減圧値は、大気圧の１０％とし、ヒーターの加熱温度は、約６０度とし、超音波の周波数は、３６ｋＨｚとした。ヒーターの加熱温度は、上述と同様に、メチルエチルケトンの沸点（８０度）から所定の減算値（２０度）を減算した値に設定した。

減圧と加熱と超音波の印加とを完了すると、メチルエチルケトンが全て揮発して、残渣物だけ残った。残渣物に生理食塩水を導入して、残渣物を生理食塩水に溶出させ、生理食塩水を回収ラインを用いて回収した。

ここで、蒸発溶出槽２１に入れたメチルエチルケトンのガンマ線スペクトルを測定した。図７は、実施例に係るメチルエチルケトンのガンマ線スペクトルの一例を示す。図７に示すように、テクネチウム９９ｍのピークとカリウム４０（Ｋ４０）のピークとが見られたが、当初存在したモリブデン９９のピークとニオブ９６のピークは見られなかった。カリウム４０のピークも測定されているが、これは、自然界に存在するカリウムの同位体である。そのため、上述の操作により、テクネチウム９９ｍのみを実質的に抽出することが出来たことを示している。従って、テクネチウム９９ｍを高純度（ほぼ１００％）で単離することが出来た。又、テクネチウム９９ｍの収率は、有機溶媒中のテクネチウム９９ｍの放射能／水酸化ナトリウム水溶液中のテクネチウム９９ｍの放射能で表され、９０％以上の値が得られた。テクネチウム９９ｍを高収率で単離することが出来た。

処理時間について計算すると、１Ｌの混合液に対して、攪拌・加熱・超音波印加の２０分と、放置の５分と、減圧・加熱・超音波印加の１５分とで約４０分の処理時間となった。

これに対して、実施例に係るテクネチウム９９ｍ単離システム１において、抽出槽２０と蒸発溶出槽２１とから超音波発生器をそれぞれ外して、比較例に係るテクネチウム９９ｍ単離システムを構成し、同じ量の上述の水酸化ナトリウム水溶液と上述のメチルエチルケトンとを、攪拌・加熱と、放置と、減圧・加熱とを実施した。

すると、超音波印加を用いない場合は、１Ｌの混合液に対して、攪拌・加熱の３０分と、放置の５分と、減圧・加熱・超音波印加の２５分とで約６０分の処理時間となった。つまり、実施例では、（６０分−４０分）／６０分＊１００＝３３．３％の処理時間の短縮を実現することが出来た。尚、実施例の条件の最適化を行うことで、テクネチウム９９ｍの収率をほぼ１００％に近づけることが出来るとともに、処理時間を更に短縮することが出来る。

従って、実施例では、テクネチウム９９ｍの単離処理を高純度で、且つ、迅速に行うことが可能であることが明らかになった。

以上のように、本発明に係るテクネチウム９９ｍ単離システム及びテクネチウム９９ｍ単離方法は、ＳＰＥＣＴ検査に用いる核医学診断用薬剤のテクネチウム９９ｍの製造に有用であり、医療用に限らず、研究用、産業用、食品用等、様々な業界で使用されるテクネチウム９９ｍの製造に幅広く利用出来る。又、テクネチウム９９ｍの単離処理を高純度で、且つ、迅速に行うことが可能なテクネチウム９９ｍ単離システム及びテクネチウム９９ｍ単離方法として有効である。

１ テクネチウム９９ｍ単離システム
１０ 初期導入制御部
１１ 微細混合制御部
１２ 分離制御部
１３ 取出導入制御部
１４ 蒸発制御部
１５ 溶出制御部
１６ 製造制御部

Claims (4)

1. モリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有した水溶液と、当該テクネチウム９９ｍが溶解可能な有機溶媒とを抽出槽に導入する初期導入制御部と、
   前記抽出槽に導入された水溶液と有機溶媒との混合液を攪拌しながらヒーターで加熱するとともに、当該混合液に超音波を印加することで、前記水溶液と前記有機溶媒とを微細混合させる微細混合制御部と、
   前記微細混合された混合液を、水と有機溶媒との二相に分離させる分離制御部と、
   前記二相に分離された有機溶媒を、前記モリブデン９９を吸着する吸着カラムに通過させて、蒸発溶出槽に導入する取出導入制御部と、
   前記蒸発溶出槽の内部を減圧しながら、当該蒸発溶出槽に導入された有機溶媒をヒーターで加熱するとともに、当該有機溶媒に超音波を印加することで、当該有機溶媒を蒸発させて、残渣物を残す蒸発制御部と、
   前記残渣物に生理食塩水を導入して、当該残渣物からテクネチウム９９ｍを前記生理食塩水に溶出させる溶出制御部と、
   を備えるテクネチウム９９ｍ単離システム。
2. 前記抽出槽に導入される前記水溶液の重量：前記有機溶媒の重量が、６：４〜３：７の範囲内であり、
   前記微細混合制御部が印加する超音波の周波数は、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内であり、
   前記蒸発制御部が印加する超音波の周波数は、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内である、
   請求項１に記載のテクネチウム９９ｍ単離システム。
3. 前記微細混合制御部が攪拌翼の回転により攪拌する場合、当該攪拌翼の回転数は、１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの範囲内であり、
   前記微細混合制御部が加熱するヒーターの加熱温度は、前記有機溶媒の沸点以下で、且つ、当該有機溶媒の沸点から所定の減算値を減算した値までの間の温度であり、
   前記蒸発制御部は、前記蒸発溶出槽の内部の圧力を、大気圧よりも所定の減圧値だけ低い圧力に減圧し、当該減圧値は、大気圧の５％〜２０％の範囲内であり、
   前記蒸発制御部が加熱するヒーターの加熱温度は、前記有機溶媒の沸点以下で、且つ、当該有機溶媒の沸点から所定の減算値を減算した値までの間の温度である、
   請求項２に記載のテクネチウム９９ｍ単離システム。
4. モリブデン９９とテクネチウム９９ｍとを含有した水溶液と、当該テクネチウム９９ｍが溶解可能な有機溶媒とを抽出槽に導入する初期導入制御ステップと、
   前記抽出槽に導入された水溶液と有機溶媒との混合液を攪拌しながらヒーターで加熱するとともに、当該混合液に超音波を印加することで、前記水溶液と前記有機溶媒とを微細混合させる微細混合制御ステップと、
   前記微細混合された混合液を、水と有機溶媒との二相に分離させる分離制御ステップと、
   前記二相に分離された有機溶媒を、前記モリブデン９９を吸着する吸着カラムに通過させて、蒸発溶出槽に導入する取出導入制御ステップと、
   前記蒸発溶出槽の内部を減圧しながら、当該蒸発溶出槽に導入された有機溶媒をヒーターで加熱するとともに、当該有機溶媒に超音波を印加することで、当該有機溶媒を蒸発させて、残渣物を残す蒸発制御ステップと、
   前記残渣物に生理食塩水を導入して、当該残渣物からテクネチウム９９ｍを前記生理食塩水に溶出させる溶出制御ステップと、
   を備えるテクネチウム９９ｍ単離システムのテクネチウム９９ｍ単離方法。