JP4162141B2 - 水溶液中の金属元素イオンの分離方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は概して、クロマトグラフィーによる水溶液中の金属元素イオンの分離方法および装置に指向される。分離すべき元素は、長周期表（long periodic table）の主族元素、遷移金属、ランタニドおよびアクチナイドを含め、同じまたは異なる族に属しうる。本発明はより詳しくは、^９０Ｙおよび^２０１Ｔｌなどの放射性同位体のイオンをその親元素から分離し、および医療用途の場合と同じマルチ・キューリーレベルをもたらし、かつ廃物の生成を最小限に止める装置および方法に関する。

多くの金属元素の放射性同位体は、病気の診断や処置において、潜在的な用途を有する。たとえば、６４時間の半減期を有しかつ強いβ粒子を放射する（Ｅmax＝２．２８ＭｅＶ）イットリウム−９０同位体は、ヒトの多くの病気の処置における有望さに優れ、そして、放射性同位元素標識免疫療法やペプチド標的放射線療法での最近の進歩において、^９０Ｙの需要が増しつつある。他の放射性同位体の、７３時間の半減期を有しかつ１３５および１６７ｋｅＶの光子を放射するタリウム−２０１は、心筋灌流の画像化剤として広く使用されている。他の放射性同位体の数多くの具体例や、それらの放射性薬品としての潜在的使用については、当業者にとって周知である。

放射性薬品としての潜在的用途を持つ放射性同位体を生成する１つの方法は、周期表の隣接族元素の放射性種の壊変による。たとえば、^９０Ｙは^９０Ｓｒの２８年半減期壊変から生成させることができる。同様に、^２０１Ｔｌはその親^２０１Ｐｂ（Ｔ_１／２＝９．３３時間）から壊変される。

標的同位体を放射性薬品として使用するためには、一般に、親化合物から分離することが必要である。放射性同位体の分離に多くの異なる技法が用いられており、該技法として沈殿、溶剤抽出およびイオン交換クロマトグラフィーが挙げられ、また幾つかの有機リン抽出剤の使用が記載されている。稀土類やイットリウムの抽出技術において、１９５７年のＰeppardらの出版以来［Ｄ．Ｆ．Ｐeppardらの「Ｊ．Ｉnorg．Ｎucl．Ｃhem．」（４：３３４、１９５７年）］、ジ−２−エチルヘキシルリン酸（ＤＥＨＰＡ）が広く使用されている。

またＤＥＨＰＡは、１９５９年オーク・リッジ・ナショナル・ラボラトリー（Ｏak Ｒidge Ｎational Ｌaboratory）で、稀土類や^９０Ｙの核分裂生成元素の高レベル分離にも使用された。１９６２年から１９９０年、オーク・リッジ・ナショナル・ラボラトリー（ＯＲＮＬ）で、ミリ・キューリー量の^９０Ｙに対し小規模の手順が用いられた［Ｎ．Ｃaseらの「ＯＲＮＬ Ｒadioisotope Ｍanual，Ｕ．Ｓ．Ａ．Ｅ．Ｃ．Ｒeport ＯＲＮＬ−３６３３，ＴＩＤ４５００」（３０版、１９６４年６月）］。この手順は、試薬精製のため後に変更されたが、現在は商業上、^９０Ｙの供給に使用されている［Ｊ．Ａ．Ｐatridgeらの「Ｊ．Ｉnorg．Ｎucl．Ｃhem．」（３１：２５８７−２５８９、１９６９年）；およびＬane Ａ．ＢrayらのＵ．Ｓ．特許Ｎo．５５１２２５６（１９９６年４月３０日）］。

また他の有機リン化合物として、Ｐeppardによって２−エチルヘキシル−２−エチルヘキシルリン酸（ＥＨＥＨＰＡ）が開発された［Ｄ．Ｆ．Ｐeppardらの「Ｊ．Ｉnorg．Ｎucl．Ｃhem．」（１８：２４５、１９６１年）および「Ｊ．Ｉnorg．Ｎucl．Ｃhem．」（２７：２０６５、１９６５年）］。この抽出剤は、イットリウム、他の稀土類や三価アクチナイドの回収に広く使用されるようになったが、それは、希酸によって容易にストリッピングできるからである。幾人かの研究者は、イットリウム回収の場合ＤＥＨＰＡに比しＥＨＥＨＰＡが明確に優先することを報告している［Ｙ．Ｍoriらの「Ｐroc．Ｓymp．Ｓolvent．Ｅxtr．」（１１９−１２４、Ｊpn．Ａssoc．Ｓolvent Ｅxtr．、日本国浜松市、１９８４年）；Ｋ．Ｉnoueらの「日本工業会誌」（１０２：４９１−４９４、１９８４年）；Ｄ．Ｌiらの「Ｉnt．Ｓolvent Ｅxtr．Ｃonf．（proc．）」（３：８０−２０２、１９８０年）；Ｄ．Ｌiらの「Ｎew Ｆrontiers in Ｒare Ｅarth Ｓcience and Ａpplications」（１：４６３−４６７、１９８５年）；およびＰ．Ｖ．Ａchuthanらの「Ｓeparation Ｓcience and Ｔechnology」（３５：２６１−２７０、２０００年）］。

ウラン、アクチナイドおよび稀土類の回収や精製のため、中性有機リン化合物の使用が、トリ−ｎ−ブチルホスフェート（ＴＢＰ）と共に１９５０年に始まった［Ｊ．Ｃ．Ｗarfの「Ｊ．Ａm．Ｃhem．Ｓoc．」（７１：３２５７、１９４９年）］。他の抽出剤がホスフィン群と共に１９６０−１９７０年に試験され、多少の成功を収めた。カルバモイルメチルホスフィンオキシド・タイプの幾種かの化合物の開発におけるアルゴンヌ・ナショナル・ラボラトリー（Ａrgonne Ｎational Ｌaboratory）の研究は、硝酸溶液から三価、四価および六価イオンを除去する一部類の抽出剤を導いた［Ｒ．Ｃ．Ｇatroneらの「Ｓolvent Ｅxtr．and Ｉon Ｅxch．」（５：１０７５−１１１６、１９８７年）］。

また１９８０−１９８３年の期間にわたるアルゴンヌ・ナショナル・ラボラトリーおよびＵＳＳＲの幾つかの研究論文によって、このタイプの抽出剤の使用が証明された［Ｄ．Ｇ．Ｋalinaらの「Ｓep．Ｓci．Ｔechnol．」（１７：８５９、１９８１年）；Ｔ．Ｙ．Ｍedvedらの「Ａcad．Ｓci．Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｒ．，Ｃhem．Ｓeries」（１７４３、１９８１年）；Ｅ．Ｐ．Ｈorwitzらの「Ｓep．Ｓci．Ｔechnol．」（１７：１２６１、１９８２年）；Ｍ．Ｋ．Ｃhmutovaらの「Ｓov．Ｒadiochem．Ｅng．Ｔransl．」（２４：２７、１９８２年）；Ｅ．Ｐ．Ｈorwitzらの「Ｐroceedings ＩＳＥＣ’８３」（１９８３年）；Ｍ．Ｋ．Ｃhmutovaら「Ｊ．Ｒadioanal．Ｃhem．」（８０：６３、１９８３年）；Ａ．Ｃ．Ｍuscatelloらの「Ｐroceedings ＩＳＥＣ’８３」（７２頁、１９８３年）；Ｅ．Ｐ．Ｈorwitzらの「Ｓolvent Ｅxtr．Ｉon Ｅxch．」（３：７５、１９８５年）；Ｗ．Ｗ．Ｓhultzらの「Ｊ．Ｌess−Ｃommon Ｍetals」（１２２：１２５、１９８６年）；Ｊ．Ｎ．Ｍathurらの「Ｔalanta」（３９：４９３−４９６、１９９２年）；Ｊ．Ｎ．Ｍathurらの「Ｗaste Ｍanagement」（１３：３１７−３２５、１９９３年）］。この技法を用いると、硝酸溶液からイオンが金属硝酸塩として抽出される。次いで、イオンと共に装填される抽出剤は、希酸または塩溶液（０．０１〜０．１Ｎ）で逆抽出され、抽出剤からイオンのストリッピングを起すことによって、酸を煮詰めることなく容易に回収することができる。

上述の如く、^２０１Ｔｌはその親同位体，^２０１Ｐｂの壊変（電子捕獲）によって生成される。^２０１Ｐｂは一般に、サイクロトロンにて^２０３Ｔｌに〜３０ＭｅＶプロトンを照射することによって生成される（^２０３Ｔｌ（ｐ，３ｎ）^２０１Ｐｂ）。照射標的から^２０１Ｔｌの分離は伝統的に、２工程で行なわれる。最初に、^２０３Ｔｌ標的から放射性鉛を分離し、増成（build up）を行なうのに最適な待機期間後、蓄積した^２０１Ｔｌ娘核種を親鉛同位体から分離する。該分離を行なうのに種々の方法が報告されている。たとえば、Ｅ．Ｌebowitzらの「Ｊ．Ｎucl．Ｍed．」（１６：１５１−１５５、１９７５年）に、タリウム標的から鉛活性（activities）を分離するのに先ず、ＥＤＴＡ錯化剤のヒドラジン硫酸塩とイオン交換カラムを用いる生成法の記載がある。

次に、アニオン交換カラムを用いて、^２０１Ｔｌ^＋３を付着し（ＮａＣｌＯで酸化）、鉛活性を溶離せしめる。最後に^２０１Ｔｌ活性を温ヒドラジン−硫酸塩溶液で溶離し、Ｔｌ^＋３をＴｌ^＋１に還元する。Ｓ．Ｍ．Ｑaimらの「Ｉnt．Ｊ．Ａppl．Ｒadiat．Ｉsot．」（３０：８５−９５、１９７９年）で、先ずＦｅ(ＯＨ)_３でキャリヤーの無い鉛活性を沈殿させた後、^２０１Ｔｌのアニオン交換カラム分離を行なう手順が報告された。

Ｍ．Ｄ．Ｋozlovaらの「Ｉnt．Ｊ．Ａppl．Ｒadiat．Ｉsot．」（３５：６８５−６８７、１９８４年）で、硫酸ストロンチウムとして鉛活性の共沈殿、次いで酢酸ブチルを用いＫＢｒＯ_３溶液を加える溶剤抽出を包含する手順が報告された。Ｊ．Ｌ．Ｑ．de Ｂrittoらの「Ｊ．Ｒadioanal．Ｎucl．Ｃhem．Ｌetters」（９６：１８１−１８６、１９８５年）で、ｐＨ４．５にて鉛を保持するが、タリウムを容易に溶離する、キレートカルボン酸イオン交換樹脂カラムの性質に基づく分離が報告された。

Ｊ．Ａ．Ｃampbellらの「Ｊ．Ｌabelled Ｃompounds and Ｒadiopharmaceuticals」（１３：４３７−４４３、１９７７年）およびＭ．Ｃ．Ｌagunas−Ｓolarらの「Ｉnt．Ｊ．Ａppl．Ｒadiat．Ｉsot．」（３３：１４３９−１４４３、１９８２年）の両方で、Ｄowex５０Ｗ−Ｘ８システムを用いて、鉛とタリウム（Ｉ）イオンを吸着するが、タリウム（ＩＩＩ）イオンを、０．１％塩素ガス含有の０．００５Ｎ塩酸で溶離することが提案された。これらの方法は全て、時間の消費、危険および高価となる傾向にある。

放射性薬品での使用に好適であるためには、一般に、親化合物から放射性同位体を高度な純度になるまで分離すべきことが重要である。たとえば、^９０Ｙ含有生成物の場合、^９０Ｓｒの量をＣｉ^９０Ｙ当り１０^−６Ｃｉ以下に保持すべきである。またＦｅ、Ｃｕ、ＺｎおよびＣａなどの他の金属による汚染も縮小すべきであるが、それは、医薬製品に使用しうるキレート化剤に対し、異質の金属イオンがＹ^＋３と競合しうるからである。しかしながら、放射性同位体の分離の数多くの種々の技法は、不完全な分離、および／または他の金属による汚染の傾向がある。当然の結果として、従来技術では、これらの品質基準に適合する良質放射性同位体を生成する簡単な分離法を提供することができなかった。

また公知技法の多くは、分離に用いる物質や器具への放射線損傷のため、分離法のスケールアップに欠けている。たとえば、Ｊ．Ｓ．Ｗikeらの「Ａppl．Ｒadiat．Ｉsot．」（４１：８６１−８６５、１９９０年）に、^９０Ｙの抽出にＤＥＨＰＡ／ドデカンを用いる分離技法の開示がある。しかしながら、該方法の、有機抽出剤を繰返しストリッピングしなければならないという複雑さが、^９０Ｓｒストック溶液または^９０Ｙ生成物のいずれかにおいて、抽出剤の放射線分解生成物の蓄積を導く。ＤＥＨＰＡおよび有機抽出剤の放射線分解フラグメントは共に、方法で用いるガラス容器の壁に^９０Ｙがくっつくのを引起し、その結果、^９０Ｙの貧回収をもたらすものと思われる。当然の結果として、この方法は、良質^９０Ｙを高収率で生成する簡単な^９０Ｓｒ／^９０Ｙ分離法を提供することができない。

ＨorwitzらのＵ．Ｓ．特許Ｎo．５３６８７３６に、^９０Ｙの高除染要因を提示しうる別の分離技法が開示されている。この技法は、疎水性クラウンエーテルカルボン酸のストロンチウム−選択的抽出剤をポリマー樹脂に固定して、^９０Ｓｒ／^９０Ｙ混合物を該クラウンエーテルカラムに通した後、^９０Ｙから^９０Ｓｒを選択的にストリッピングすることを必要とする。^９０Ｙ流出液はさらに、稀土類選択的抽出剤を含浸した樹脂で精製され、上記抽出剤はオクチル−（フェニル）−Ｎ，Ｎ−ジイソブチルカルバモイルメチルホスフィンオキシド（ＣＭＰＯ）とトリ−ブチルホスフェート（ＴＢＰ）の混合物である。

上記分離技法は、有機溶剤の使用を回避するが、^９０Ｓｒの完全保持のため少なくとも３つのストロンチウム−選択的カラムを要し、これは、マルチ・キューリーのスケールアップの可能性を制限しうる。加えて、この技法はｐＨ調整と、クラウンエーテルおよびＣＭＰＯ／ＴＢＰカラム間の^９０Ｙの容量濃縮を要し、これはさらに、マルチ・キューリーレベルの方法を複雑にする。

他の現在の商業的な^９０Ｙの供給方法は、^９０Ｙのストリッピングに高濃度のＨＮＯ_３またはＨＣｌ（８〜１０Ｎ）を要するＤＥＨＰＡ溶剤抽出法を用いる、^９０Ｙおよび^９０Ｓｒ混合物からの^９０Ｙの抽出を必要とする。過剰の酸を蒸発させると、^９０Ｙは^９０Ｙ生成物中の痕跡量（１〜２ｍｇ／Ｌ）のＤＥＨＰＡと再結合する結果、ガラス製品［Ｊ．Ｓ．Ｗikeらの「Ｊ．Ａppl．Ｒadiat．Ｉsot．」（４１：８６１−８６５、１９９０年）］上と、積荷容器中の生成物の損失をもたらす。また^９０Ｙと痕跡量のＤＥＨＰＡの再結合は、沈殿と、^９０Ｙを持つ標的分子の不完全な標識（tagging）をもたらしうる。当然の結果として、該従来技術は、良質^９０Ｙを高収率で生成する簡単な^９０Ｓｒ／^９０Ｙ分離法を提供することができない。

必要なものは、水溶液中の金属元素イオンの簡単低コスト分離、特にその親化合物からの放射性同位体の分離用の改良方法および装置である。たとえば、^９０Ｓｒから^９０Ｙを分離して、放射性療法における使用で純度、濃度および収率を改良した^９０Ｙイオンの提供に使用しうる方法である。また該方法は、いずれの有機溶剤の使用も必要とすべきでなく、かつ液体廃物排出を最小化しおよび放射性親元素（parent）の廃物も最小化すべきである。

（発明の概要）
本発明の１つの具体例において、水溶液中の金属元素のイオンを分離する方法が提供される。この方法は、疎水性キレート化抽出剤を含浸したカーボンまたはグラファイト基体からなるイオン交換体（exchange）を準備する工程を包含する。抽出剤は、選択的ｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオン（ここで、第１金属元素と第２金属元素は異なる）に対するより親和力が大きいものである。この方法はさらに、上記第１および第２金属元素のイオンを含有する溶液を準備し；次いでイオン交換体を溶液と選択的ｐＨで十分な時間接触せしめ、第１金属元素のイオンが該イオン交換体に結合するようにする工程を必要とする。

本発明の他の具体例は、酸水溶液中の金属元素のイオンをクロマトグラフィーで分離する方法を提供する。この方法は、以下の工程を包含する。
（Ａ）２つの分離カラムを含有するクロマトグラフィーシステムを形成する工程。各カラムは、選択的ｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオンに対するより親和力が大きいイオン交換体を有する。この具体例で、２つのイオン交換体の選択的ｐＨは、同じでない。
（Ｂ）第１および第２金属元素のイオンを含有する、選択的ｐＨの供給溶液を準備する工程。
（Ｃ）該供給溶液を第１分離カラムに十分な時間装填して、第１金属元素のイオンの少なくとも一部が第１イオン交換体に結合するのを可能ならしめる工程。
（Ｄ）第１イオン交換体から第１金属元素のイオンを、第１イオン交換体が第１金属元素のイオンに対する親和力を実質的に有さないｐＨを持つ溶液で溶離する工程。

（Ｅ）工程（Ｄ）からの溶出液を必要に応じて、第２イオン交換体が第１金属元素のイオンに対し親和力を有する第２選択的ｐＨに調整する工程。
（Ｆ）次いで該溶出液を第２分離カラムに十分な時間装填して、第１金属元素のイオンの少なくとも一部が第２イオン交換体に結合するのを可能ならしめる工程。
（Ｇ）第２イオン交換体から第１金属元素のイオンの少なくとも一部を、第２イオン交換体が第１金属元素のイオンに対する親和力を実質的に有さないｐＨを持つ水溶液で溶離することにより、第２溶出液を調製する工程。

本発明の他の具体例において、金属元素を分離する分離カラムを提供する。この分離カラムは、
（ａ）入口と出口の両方を有する本体部；
（ｂ）該本体部の中に収容され、選択的ｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオンに対するより親和力が大きい疎水性キレート化抽出剤を含浸したカーボンまたはグラファイト基体からなるイオン交換体；および
（ｃ）上記第１および第２金属元素のイオンを含有する上記選択的ｐＨの溶液
から成る。

さらに本発明の他の具体例は、
（ａ）入口と出口を有する本体部；および
（ｂ）該本体部の中に収容されるイオン交換体
から成る^２０１Ｔｌ発生器である。
上記イオン交換体は、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡ、またはジ（２，４，４−トリメチル−ペンチル）ホスフィン酸（ＤＴＭＰＰＡ）などの酸性有機リン抽出剤を含浸したカーボンまたはグラファイト繊維からなる。さらに該イオン交換体は上記抽出剤に結合した^２０１Ｐｂのイオンを含有する。

さらに本発明の具体例は、（ａ）第１カラムと（ｂ）第２カラムから成るクロマトグラフィー抽出システムであって、
第１カラム（ａ）は、
（１）入口と出口を有する第１本体部；
（２）該第１本体部の中に収容され、第１選択的ｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオンの対するより親和力が大きい第１イオン交換体
からなり；
第２カラム（ｂ）は、
（１）入口と出口を有する第２本体部（ここで、第２カラムの入口は第１カラムの出口と流通している）；
（２）該第２本体部の中に収容される第２イオン交換体
からなることを特徴とするクロマトグラフィー抽出システムを提供する。

この具体例において、第２イオン交換体もまた、第１選択的ｐＨとは異なるｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオンの対するより親和力が大きい。
本発明のさらに他の具体例において、^９０Ｙ発生器が提供される。この発生器は、（ａ）第１カラムと（ｂ）第２カラムから成り、
第１カラム（ａ）は、
（１）入口と出口を有する第１本体部；
（２）該第１本体部の中に収容され、酸性有機リン抽出剤を含有する第１イオン交換体；
（３）該第１本体部の中にありかつ第１イオン交換体と接触し、^９０Ｓｒイオンを含有しかつ約１．５〜２．５のｐＨを有する供給溶液
からなり；
第２カラム（ｂ）は、
（１）入口と出口を有する第２本体部（ここで、第２カラムの入口は第１カラムの出口と流通している）；
（２）該第２本体部の中にあり、カーボンまたはグラファイト基体に中性または二官能性有機リン抽出剤が吸着してなる第２イオン交換体
からなることを特徴とする。

本発明の付加的な具体例については、本明細書を再考すれば、当業者にとって容易に明らかとなろう。
本発明の数多くの目的および利点については、以下に記載の詳細な説明や添付図面を参照することにより、当業者によって良好に理解されうる。
なお、図１は^９０Ｓｒから^９０Ｙを分離する方法の概要図である。

（発明の詳細）
本発明は、水溶液中の金属元素のイオンを分離する改良方法および装置を提供するもので、これによって、鉱業、環境除染、医薬産業を含む広範囲の産業での、および病気の処置や診断での幅広く変化する用途に使用される、所望金属元素の比較的純粋なサンプルを付与する。イオンの分離は、一元素のイオンを優先的に結合するが、他の元素のイオンを溶解状態で残存させる、イオン交換体の使用によって達成される。

本明細書で用いる“分離”とは、水溶液中に存在する一金属元素のイオンの少なくとも約９０％、好ましくは約９０％より多く、より好ましくは約９５％より多く、さらにより好ましくは約９９％より多くが該水溶液からイオン交換によって除去することができ、かつ別の異なる金属元素のイオンの少なくとも約９０％、好ましくは約９０％より多く、より好ましくは約９５％より多く、さらにより好ましくは約９９％より多くが該水溶液に残存することを意味する。

好ましい具体例において、約１０^４以上、より好ましくは約１０^６以上、さらにより好ましくは約１０^８の分離が達成しうる溶液を調製することができる。換言すれば、本明細書記載の方法および装置を用いて、一例として^９０Ｓｒから^９０Ｙの分離を行なうと、^９０Ｓｒ／^９０Ｙ比が好ましくは約１０^−６以下、より好ましくは約１０^−８以下である、精製した^９０Ｙのサンプルを得ることが可能である。

多くの用途で、かかる方法および装置は、長周期表の異なる族に属する金属元素の分離に使用される。しかして、かかる方法はなお、同じ族に属する元素の分離にも適応させることができる。長周期表の族は、ＩＡ，ＩＩＡ，ＩＩＩＢ，ＩＶＢ，ＶＢ，ＶＩＢ族を含む主族元素、ＩＩＩＡ，ＩＶＡ，ＶＡ，ＶＩＡ，ＶＩＩＡ，ＶＩＩＩＡ，ＩＢおよびＩＩＢ族を含む遷移金属、原子番号５７〜７１の元素を含むランタニド、および原子番号８９〜１０３の元素を含むアクチナイドを包含する。

このように、本発明の方法およびシステムを用いて分離しうる適当な元素としては、たとえばＬｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｆｒ、Ｒａ、Ａｃ、Ｋｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、およびＬｗが挙げられる。

本発明は、このような目的を達成するため、疎水性キレート化抽出剤を使用する。本発明での使用に好適な抽出剤としては、酸性有機リン抽出剤、たとえばＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡ；中性有機リン抽出剤、たとえばＴＢＰおよびトリ−ｎ−オクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）；二官能性有機リン抽出剤、たとえばＣＭＰＯおよびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラオクチル−３−オキサメンタンジアミド（ＴＯＧＤＡ)；塩基性抽出剤、たとえばトリ−ｎ−オクチルアミン（ＴＯＡ）およびトリカプリルメチルアンモニウムクロリドが挙げられる。また当業者にとって公知の他の抽出剤も使用でき、たとえば５，８−ジエチル−７−ヒドロキシ−６−ドデカンオキシムや２−ヒドロキシ−５−ノニルアセトフェノンオキシムなどのヒドロキシオキシム；ジ−ｔ−ブチル−ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６などのクラウンエーテル；およびジチオセミカルバゾンが挙げられる。

本発明において好ましくは、疎水性キレート化抽出剤は基体に吸着されて、イオン交換体を付与する。好ましい具体例において、イオン交換体はカラムに収容される。カラムは、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口を有する。以下により十分に記載の、２つのカラムシステムにおいて、第１カラムの出口は第２カラムの入口と流通しうる。なお、リンス溶液、過剰の供給溶液等を加えたりあるいは回収するのに、両カラムのいずれかまたは両方に追加の入口および／または出口を存在させてもよい。

イオン交換体への使用に適当な幅広く変化する種々の基体が当該分野で知られているが、本発明者らは、カーボンやグラファイトからなる基体が特に、本発明の方法や装置に有利に適合することを見出した。本発明を限定すると解釈すべきでないが、上記抽出剤とカーボンまたはグラファイト基体間の疎水性相互作用は、格別に強く、抽出剤のキレート化部分を妨害しないと思われる。またカーボンおよびグラファイト基体は、強い酸および塩基中で高い安定性を有すると思われ、かつ本発明の方法や装置を用いて放射性金属元素を分離するときに存在しうる、放射線の場に対し他種の基体よりも抵抗性があるかも知れない。

かかるカーボンおよびグラファイト基体として、成形カーボンまたはグラファイト、ガラス質（ガラス状）カーボン、熱分解カーボンまたはグラファイト、カーボン複合材料、カーボンまたはグラファイト粉末、カーボンまたはグラファイト粒子、およびカーボンまたはグラファイト繊維を含む、種々のものが使用できる。疎水性抽出剤の普通の基体は、温度６００℃ガス流中の有機化合物の分解によって調製される無機物質、たとえばＺｒＯ_２を被覆したカーボンである。

有機イオン透過担体のＺｒＯ_２被覆カーボンへの結合は、疎水性誘引を必要とするばかりでなく、有機イオン透過担体のグラファイト平削り構造（planer structure）への電子（ｐｉ−ｐｉ）相互作用も必要とすることが提案されている［Ｐaul Ｔ．Ｊacksonらの「Ａnal．Ｃhem．」（６９：４１６−４２５、１９９７年）］。この強い結合は、ポリマーマトリックス、たとえばＣhromosorbもしくはＸＡＤ吸着剤、または架橋ポリブタジエン被覆の物質の場合に見られるよりはるかに良好に、有機イオン透過担体の浸出を防止する。

＞１５００℃で形成した純粋なカーボンまたはグラファイト繊維は、本発明の溶剤抽出で普通に用いる疎水性抽出剤のほとんどに対し非常に良好な基体を付与することがわかり、かつカーボンまたはグラファイト基体を利用する本発明の具体例で選ばれる。好ましい具体例において、カーボンまたはグラファイト繊維は、カーボンまたはグラファイトのフェルト形状にある。好ましくは、このカーボンまたはグラファイトフェルトは、他の基体を用いずに使用される。

この製品の約５０ｍｇ／ｃｍ^３の低い嵩密度および大きい表面積（概算：３０〜４０ｍ^２／ｇｍ）、並びに有機リン抽出剤を選択的に結合できる能力は、速い流速、たとえば約１〜１０ｍＬ／ｃｍ^２／分で作動でき、かつ性能が良好なカラムの調製を可能ならしめる。さらに、フェルトは切断およびカラムへの詰込みが容易で、計量が容易で、かつ粉末状または粒状の材料よりも有機リン抽出剤の特定量を予言して吸着する。

本発明での使用に好適なカーボンまたはグラファイトフェルトは、商売人から（たとえばメイン州ビッドフォードのファイバー・マティリアルズ・インコーポレイテッドから）１／８インチ厚シートの形状で入手することができる。これらの低密度軟質フェルト材料は、細長い小径の有機レーヨンフィラメントの２３００℃での炭化および黒鉛化で、純度＞９９．７％のグラフアイトフェルトを生成することによって生産される。この材料は、わずかｐｐｍ量のＣｕおよびＳ不純物しか有さない。

ＨＮＯ_３溶液による予備浸出で、これらの不純物を除去する。フェルトを１１０℃で乾燥し、次いでメタノール溶液中の所定の抽出剤を装填する。風乾後、カラムの直径に匹敵またはやや大きめの直径を有するＳhimカッターを用い、グラファイトフェルトを円形パッドに切断する。カラムの大きさに応じて、たとえば約５〜１５またはそれ以上の幾つかのグラファイトフェルトパッドを、各カラムに用い、わずかに圧縮することにより、いずれの空隙も除くことができる。

また本発明者らは、異なる金属元素に対する種々の化学的な有機リン抽出剤の親和力がｐＨ−依存であることを見出した。たとえば、ＤＥＨＰＡなどの一般式：（ＲＯ）_２Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）の有機リン酸化合物、ＥＨＥＨＰＡなどの一般式：（ＲＯ）ＲＰ（Ｏ）（ＯＨ）の有機ホスホン酸化合物、およびＤＴＭＰＰＡなどの一般式：Ｒ_２Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）の有機ホスフイン酸化合物は、比較的低い酸濃度で^９０Ｙに対して著しい親和力を有することにより、これらの条件下^９０Ｓｒから^９０Ｙの抽出に使用することができる。

同じく、本発明者らは、ＤＥＨＰＡが２．５に匹敵（等しい）もしくは大なるｐＨで、^２０１Ｐｂに対して親和力を有することにより、かかるｐＨレベルの溶液中の^２０１Ｔｌから^２０１Ｐｂを容易に分離するのに使用しうることを見出した。しかしながら、濃酸溶液の存在下では、酸性有機リン抽出剤はこれらのイオンに対する親和力を失う。すなわち、濃酸溶液、たとえば塩酸、過塩素酸、硫酸または硝酸の濃溶液は、高いｐＨで抽出剤に結合するようになるイオンの溶離に使用することができる。本明細書使用の、酸に関する語句“濃”とは、少なくとも約４Ｎの酸濃度を有する溶液を指称する。

これに対し、本発明者らは、他の有機リン化合物、たとえばＣＭＰＯやＴＢＰは、^９０Ｙを保持するのにはるかに高い酸濃度を要することを見出した。すなわち、濃酸溶液中で^９０ＹはＣＭＰＯに結合するようになり、そして結合した^９０Ｙは希酸溶液の存在下抽出剤から溶離される。本明細書使用の、酸溶液に関する語句“希”とは、約０．１Ｎ以下の酸濃度を有する溶液を指称する。これらのユニークな化学特性の発見によって、本発明者らは、^９０Ｓｒから^９０Ｙを分離する方法において、濃縮（蒸発）や^９０Ｓｒから^９０Ｙのカラム分離での酸性度調整を全く要しない、かかる分離方法および装置を開発することができた。

本発明において、抽出剤として、選択的ｐＨで、一金属元素のイオンに対する方が、第２金属元素（長周期表の異なる族に任意に属する）に対するより親和力が大きいものを使用する。本明細書使用の“親和力が大きい”とは、第１金属元素のイオンに対する抽出剤の親和力が、第２金属元素のイオンに対する親和力と比較して、約１０：１より大、好ましくは約１００：１より大、より好ましくは約１０００：１より大、さらにより好ましくは約１００００：１より大であることを意味する。

本発明の特定具体例において、第１金属元素は、抽出剤が第１金属元素のイオンに対する親和力を実質的に有さない第２ｐＨを持つ溶液によって、抽出剤から溶離される。本明細書使用の語句“親和力を実質的に有さない”とは、かかるｐＨで、いずれの結合イオンの少なくとも約７５％が溶離されるであることを意味する。好ましくは、かかるｐＨで、いずれの結合イオンの少なくとも約８５％が溶離され、より好ましくは、いずれの結合イオンの少なくとも約９５％が溶離されるであろう。特に好ましい具体例において、約９５％以上、さらに約９９％以上のいずれの結合イオンもが溶離されるであろう。

抽出剤を含浸した基体のカラムへの装填があまりに少ないと、第１金属元素の不十分な結合が起こりうる。装填があまりに多いと、抽出剤からの溶離が不完全となりうる。最も好ましくは、抽出剤を含浸した基体をカラムに装填して、選択的ｐＨで第１金属元素の約９９％以上の保持、および第２ｐＨで第１金属元素の約９７％以上の溶離を付与する。抽出剤の装填濃度は、各抽出剤の場合の実験に基づき決定されるが、代表例として、グラファイトフェルト１ｇ当り、約０．１〜１．０ｇ抽出剤で変化する。

たとえば、本発明の一具体例において、ＥＨＥＨＰＡの場合の最適装填量は、カーボンまたはグラファイトフェルト１ｇ当り約０．１ｇであり、またＣＭＰＯの場合では、カーボンまたはグラファイトフェルト１ｇ当り約０．２５ｇである。この具体例において、グラファイトフェルト上のＥＨＥＨＰＡはｐＨ１．５〜２．５にて、３／８インチカラムを用い、ｐＨ１．７５〜２．０のＳｒ（ＮＯ_３）_２溶液の^９０Ｓｒから^９０Ｙを回収率＞９９％および^９０Ｓｒからの１０^４分離で回収することができ、濃ＨＮＯ_３溶液による溶離後、カラム上に＜１％の^９０Ｙが残存する。ＤＥＨＰＡは、ＥＨＥＨＰＡと同様にしてグラファイトフェルト上で使用できるが、^９０Ｙの溶離に高濃度の酸を要することがわかった。他の抽出剤の最適装填量や、他の基体についての決定は、当業者によって容易に行なうことができる。

またカーボンまたはグラファイトフェルトは、ＣＭＰＯなどの二官能性有機リン抽出剤の好適な基体であることもわかった。ＣＭＰＯをメチルアルコールに溶解し、基体上で乾燥する。カーボンまたはグラファイト繊維は、ＣＭＰＯと強固に結合し、ＴＢＰはＣＭＰＯを保持する必要がない。本発明実施態様の一例において、１／８インチ厚の１５のグラファイトフェルトパッドから調製した直径０．３２５インチ（８ｍｍ）カラムに、カーボンまたはグラファイトフェルト１ｇ当り０．２〜０．２５ｇのＣＭＰＯを装填したものを、約１．２５インチ長さに圧縮する。８Ｎ−ＨＮＯ_３溶液中の^９０Ｙを装填すると、流れ抵抗は全くほとんどなく、トータル約３０ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３で洗う。

カラムをポンプで吸引して乾燥させる。含浸したフェルトは非常に疎水性なので、カラムを有効に脱水する。最小限（３〜８ｍＬ）の溶出液（eluant）を用い、^９０Ｙを流速０．５ｍＬ／分で溶離する。実際には、約１５ｍＬを用いる。小径（０．３２５インチ）、長さ１．０インチのＸＡＤ−４カラムに、溶出液を通していずれの有機物もの除去を確実にし、次いで０．４５ミクロンフィルターで濾過して、いずれの粒子をも除去する。このように首尾よく用いた溶出液は、希塩酸（たとえば０．０５Ｎ−ＨＣｌ）、希硝酸（たとえば約０．０１〜０．０５Ｎ−ＨＮＯ_３）、水、０．９％ＮａＣｌ、および各濃度の酢酸アンモニウム溶液を含有した。なお、生化学溶液と相溶すれば他の多くの溶出液も使用できる。

このように、本発明の好ましい具体例において、有機抽出剤を詰め込んだ２つのカラムから成る発生器システムは、ストロンチウム−９０からイットリウム−９０を分離することができる。該発生器に用いるクロマトグラフィー抽出システムは、第２カラムと流通する、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡまたはＤＴＭＰＰＡなどの酸性有機リン抽出剤を含有するイオン交換カラムから成り、上記第２カラムはＣＭＰＯなどの二官能性有機リン抽出剤またはＴＢＰ（トリ−ｎ−ブチルホスフェート）などの中性有機リン抽出剤を含有する第２イオン交換体を有する。軽量多孔質の化学的に不活性なカーボンまたはグラファイトフェルトは、有機抽出剤の吸収に使用され、カラムマトリックスとして役立つ。

分離方法において、約０．２Ｍの^９０Ｓｒ（ＮＯ_３）_２硝酸塩溶液（ｐＨ約１．７５）を、ＥＨＥＨＰＡカラムに装填する。^９０Ｓｒイオンは直ちに通過するが、^９０Ｙは保持される。^９０Ｓｒ溶液を集め、後の分離のため^９０Ｙ生長（grow−in）用の遮蔽容器に貯蔵する。ｐＨ約１．７５の硝酸溶液によるリンス後、^９０Ｙを濃酸、たとえば約８Ｎ−ＨＮＯ_３で溶離し、次いで直列に接続した第２カラムに通す。溶離した^９０Ｙイオンを第２カラムの第２イオン交換体に保持せしめ、さらに別途濃酸でリンスする。

次いで^９０Ｙイオンを、希酸（たとえば約０．０１Ｎ−ＨＮＯ_３）または酢酸アンモニウム緩衝液で溶離する。残余の^９０Ｓｒに対し、ｐＨ１．７５と８Ｎ硝酸洗液の両方を分離する。各カラムの除染要因は、約１０^４以上である。第２溶出液の^９０Ｓｒ／^９０Ｙ比は、製造日の時で約１０^−８の範囲にある。上記分離によって得られる^９０Ｙは、高い化学的および放射性核種純度を有することが認められ、かつＥＤＴＡ、ＤＴＰＡおよびＤＯＴＡなどの支持キレート化剤を有する標的分子の標識付けに使用することができる。

また、ＤＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡなどの他の酸性有機リン抽出剤も、^９０Ｓｒから^９０Ｙを分離する試験を行った。^９０Ｓｒから^９０Ｙの分離は、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡを用いるときそれぞれ、ｐＨ約１、約２および約３で達成することができ、これらはＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡの酸性強さに一致する。

カラムから^９０Ｙ活性の溶離は、使用される有機抽出剤のいずれに拘らず、量的に類似する。また、ＥＨＥＨＰＡカラムから^９０Ｙを溶離し、これをＣＭＰＯカラムに保持するのに、約８Ｎ−ＨＮＯ_３の使用が好ましく、それは、低濃度のＨＮＯ_３では両カラムにおいて若干の^９０Ｙのロスをもたらすからである。

本発明の方法および装置について、この分野で公知の抽出方法と比べて幾つかの利点がある。第１に、^９０Ｙ活性と有機抽出剤の接触時間が短く、このため、有機抽出剤の放射線分解が排除される。第２に、グラファイトフェルトは、化学的および放射線損傷の両方に対する高い抵抗性のため、ポリマー樹脂よりも良好な吸収剤である。

第３に、ＥＨＥＨＰＡはｐＨ約１．７５のＨＮＯ_３で^９０Ｙを保持しおよびＣＭＰＯは濃硝酸を用いて^９０Ｙを保持するので、分離はとぎれない方法であり、かつ２つの有機抽出カラム間にｐＨ調整や容量濃縮が存在せず、このことは方法時間を短縮する。第４に、開示の方法で有機溶剤の必要が全くなく、水性放射線廃物の生成もはるかに少ない。

上記方法によって得られる^９０Ｙの品質は、治療用途に好適である。両ＥＨＥＨＰＡおよびＣＭＰＯカラムの除染要因は、約１０^４の程度にあり、方法全体で約１０^８除染要因を得ることができる。ＩＣＰ分析により、低い金属イオン汚染が認められる。ＤＯＴＡ誘導生物学的分子の^９０Ｙ放射線標識付けの放射化学純度は、市販の^９０Ｙ活性（放射能）と同等である。

本発明の他の具体例は、^２０１Ｔｌを付与する発生器システムおよび方法を必然的に伴う。上述の如く、^２０１Ｔｌは^２０１Ｐｂの放射性壊変によって付与しうる。本発明者らは、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡなどの酸性有機リン抽出剤が、約２．５より大またはこれに匹敵するｐＨで、^２０１Ｐｂに対しては強い親和力を有するが、^２０１Ｔｌに対してはそうでないことを発見した。すなわち、提供される本発明の具体例は、本明細書記載の如く、酸性有機リン抽出剤をカーボンまたはグラファイト基体に含浸して含有するクロマトグラフィーカラムを包含する。

約２．５より大またはこれに匹敵するｐＨを有する^２０１Ｐｂの溶液を装填すると、^２０１Ｐｂはカラム上に保持される。親同位体の壊変によって^２０１Ｔｌが発生するので、それは抽出剤から溶液に放出される。システムは、^２０１Ｔｌの所定部分を付するのに十分な時間にわたる壊変が可能となり、次いで約２．５より大またはこれに匹敵するｐＨの水溶液でリンスされる。適当なリンス液としては、就中、水、希塩酸もしくは硝酸、またはいずれかの生物学的適合性緩衝液が挙げられる。

好ましくは、ｐＨ約５．５の約０．９％ＮａＣｌ溶液を用いる。この発生器システムの効率と、単にＨ_２Ｏまたは０．９％ＮａＣｌによって^２０１Ｔｌを溶離できるという事実は、前述の^２０１Ｔｌ生成用の発生器システムにまさる利点を付与する。

次に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。実施例の全ては、実際の例である。実施例は、本発明の例示を目的とし、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施例１
１７ｍＣｉ^９０Ｓｒ／^９０Ｙ発生器から^９０Ｙの分離：
２週間の^９０Ｙ増成（build−up）後、１７ｍＣｉ^９０Ｓｒを含有する０．２Ｍ−Ｓｒ（ＮＯ_３）_２（ｐＨ１．７５）を、ＥＨＥＨＰＡカラム（グラファイトフェルト、０．１ｇ／ｇ−ｗｔ．）に流速２．０ｍＬ／分で装填する。溶離した^９０Ｓｒイオンを、遮蔽容器に集める。吸着した^９０Ｙイオンを、３０ｍＬのＨＮＯ_３（ｐＨ１．７５）で２．０ｍＬ／分にて洗う。

最初の３ｍＬ洗液を^９０Ｓｒ溶液に加え、残りの洗液を残余の^９０Ｓｒのリサイクルのため、別の廃物ビンに集める。１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用い、ＥＨＥＨＰＡカラムからＣＭＰＯカラム（グラファイトフェルト、０．２５ｇ／ｇ−ｗｔ．）へ、吸着した^９０Ｙを０．５ｍＬ／分で溶離する。さらに１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いて、ＣＭＰＯカラムをリンスする。１５ｍＬの０．００１Ｎ−ＨＮＯ_３を０．５ｍＬ／分で用いて、^９０Ｙを溶離し、１５．７７ｍＣｉを集める。８Ｎ−ＨＮＯ_３装填液または洗液には、いずれの^９０Ｙも含有せず。

実施例２
^８５Ｓｒの分離：
２．２２ｍＣｉ^８５Ｓｒを含有する０．２Ｍ−Ｓｒ（ＮＯ_３）_２（ｐＨ１．７５）を、ＥＨＥＨＰＡカラム（グラファイトフェルト、０．１ｇ／ｇ−ｗｔ．）に流速２．０ｍＬ／分で装填する。２．１７ｍＣｉ^８５Ｓｒを溶離し、遮蔽容器に集める。ＥＨＥＨＰＡカラムを３０ｍＬのＨＮＯ_３（ｐＨ１．７５）で２．０ｍＬ／分にて洗い、最初の３ｍＬ洗液をカウントし、これは０．０４７ｍＣｉ^８５Ｓｒを含有し（〜２％）；次の１２ｍＬ洗液には０．００２１ｍＣｉ（〜０．１％）および次の１５ｍＬ洗液には０．０００２ｍＣｉ（〜０．０１％）を含有する。

ＥＨＥＨＰＡカラムからＣＭＰＯカラム（グラファイトフェルト、０．２５ｇ／ｇ−ｗｔ．）へ０．５ｍＬ／分の溶離に、１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いる。さらに１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いて、ＣＭＰＯカラムをリンスする。最後に、１５ｍＬの０．０１Ｎ−ＨＮＯ_３を０．５ｍＬ／分で用いて、ＣＭＰＯカラムを溶離する。ＣＭＰＯカラム洗液には、検出できる^８５Ｓｒ活性（放射能）は全くなかった。

実施例３
^９０Ｙの分離：
１．３１ｍＣｉ^９０Ｙを含有する０．２Ｍ−Ｓｒ（ＮＯ_３）_２（ｐＨ１．７５）を、ＥＨＥＨＰＡカラム（グラファイトフェルト、０．１ｇ／ｇ−ｗｔ．）に流速２．０ｍＬ／分で装填する。Ｓｒ（ＮＯ_３）_２溶液を集め、これは^９０Ｙを全く有しない。ＥＨＥＨＰＡに吸着した^９０Ｙを、３０ｍＬのＨＮＯ_３（ｐＨ１．７５）で２．０ｍＬ／分にてリンスする。洗液は^９０Ｙを全く有しない。１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いて、吸着した^９０ＹをＥＨＥＨＰＡカラムからＣＭＰＯカラム（グラファイトフェルト、０．２５ｇ／ｇ−ｗｔ．）へ０．５ｍＬ／分で溶離する。さらに１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いて、ＣＭＰＯカラムをリンスする。装填液あるいは８Ｎ−ＨＮＯ_３洗液のいずれにも、^９０Ｙを全く含有せず。１５ｍＬの０．５Ｍ酢酸ナトリウム（ｐＨ６）を０．５ｍＬ／分で用いて、集めた１．０ｍＣｉの^９０Ｙを溶離する。

実施例４
６．５Ｃｉ^９０Ｓｒ／^９０Ｙ発生器から^９０Ｙの分離：
１週間の^９０Ｙ増成後、６．５Ｃｉ^９０Ｓｒを含有する０．２Ｍ−Ｓｒ（ＮＯ_３）_２（ｐＨ１．７５）を、ＥＨＥＨＰＡカラム（グラファイトフェルト、０．１ｇ／ｇ−ｗｔ．）に流速２．０ｍＬ／分で装填する。溶離した^９０Ｓｒを遮蔽容器に集める。吸着した^９０Ｙを、３０ｍＬのＨＮＯ_３（ｐＨ１．７５）で２．０ｍＬ／分にて洗う。１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いて、吸着した^９０ＹをＥＨＥＨＰＡカラムからＣＭＰＯカラム（グラファイトフェルト、０．２５ｇ／ｇ−ｗｔ．）へ０．５ｍＬ／分で溶離する。さらに１５ｍＬの８Ｎ−ＨＮＯ_３を用いて、ＣＭＰＯカラムをリンスする。１５ｍＬの０．０１Ｎ−ＨＮＯ_３を０．５ｍＬ／分で用いて、^９０Ｙを溶離し、４．９Ｃｉを集める。生成物の^９０Ｓｒ／^９０Ｙ比は〜１０^−８であった。

実施例５
Ｔｌ−２０１のＤＥＨＰＡカラムによる抽出：
ＤＥＨＰＡ（１０パッド、直径０．３２５”、０．６ｇ／グラファイトｇ）を、０．７５”×２．７５”ガラスカラムに詰め込んだ後、５ｍＬ硝酸（ｐＨ２．５）で状態調節し、５ｍＬのエアーでブロードライする。１０ｍＬのｐＨ２．５硝酸に、２００μＣｉの^２０１Ｔｌを加える。^２０１ＴｌのｐＨを測定し、ＮａＯＨでｐＨ２．５に調整する。１０ｍＬの装填後のカラムに保持される^２０１Ｔｌは全くなく、次いで１０ｍＬ水洗液をぜん動ポンプで流速２ｍＬ／分にて吸込む。他のｐＨ、たとえば３、４および５では、カラムに^２０１Ｔｌは全く保持されない。

実施例６
Ｐｂ−２０３のＤＥＨＡカラムによる抽出：
ＤＥＨＰＡ（１０パッド、直径０．３２５”、０．６ｇ／グラファイトｇ）を、０．７５”×２．７５”ガラスカラムに詰め込んだ後、５ｍＬ硝酸（ｐＨ２．５）で状態調節し、５ｍＬのエアーでブロードライする。１０ｍＬのｐＨ２．５硝酸に、８０μＣｉの^２０３Ｐｂを加え、^２０３Ｐｂ溶液のｐＨを測定し、ＮａＯＨでｐＨ２．５に調整する。１０ｍＬの装填後カラムに〜８０μＣｉの^２０３Ｐｂが保持され、次いで１０ｍＬ水洗液をぜん動ポンプで流速２ｍＬ／分にて吸込む。他のｐＨ、たとえば３、４および５でも、同様な結果が見られる。ｐＨが２より小さいと、カラムに８０μＣｉ以下の^２０３Ｐｂが吸着した。

実施例７
Ｔｌ−２０１発生器から娘Ｔｌ−２０１の溶離：
放射線照射^２０３Ｔｌ標的溶液のアリコートを含有する２０ｍＬのｐＨ２．５硝酸を、ＤＥＨＰＡカラム（１０パッド、直径０．３２５”、０．６ｇ／グラファイトｇ）に装填した後、カラムを２０ｍＬの水でリンスして、^２０１Ｔｌ発生器を調整する。カラム調整において、流速を２ｍＬ／分に保持する。照射^２０３Ｔｌ標的溶液は、２０μＬの^２０１Ｐｂ溶液（〜２．３８ｍＣｉのＰｂ−２０１、Ｇｅ（Ｌｉ）で測定）からなる。１８時間後、４０ｍＬの水溶出液に２２１μＣｉの^２０１Ｔｌを集める。さらに２４時間後、同じ発生器からの４０ｍＬの水溶出液中に、５６μＣｉの^２０１Ｔｌを集める。

本発明で引用した刊行物、特許および特許資料の全てを、参考として本明細書に導入する。本発明については、種々の特別なかつ好ましい具体例および技法を参考にして説明した。しかしながら、本発明の精神および技術的範囲を逸脱せずに、多くの変更および改変を成しうることを理解すべきである。

本発明における、^９０Ｓｒから^９０Ｙを分離する方法を示す概要図である。

Claims (23)

1. 水溶液中の金属元素のイオンを分離する方法であって、
   選択的ｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオン（ここで、第１金属元素と第２金属元素は異なる）に対するより親和力が大きい疎水性キレート化抽出剤を含浸したカーボンまたはグラファイト基体からなるイオン交換体を準備し；
   上記第１および第２金属元素のイオンを含有する溶液を準備し；次いで
   上記イオン交換体を溶液と上記選択的ｐＨで十分な時間接触せしめ、第１金属元素のイオンの少なくとも一部が該イオン交換体に結合するようにする
   ことを特徴とする分離法。
2. カーボンまたはグラファイト基体が、カーボンまたはグラファイトのフェルト形状にあるカーボンまたはグラファイト繊維である請求項１に記載の分離法。
3. 疎水性キレート化抽出剤が、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡからなる群から選ばれる酸性有機リン抽出剤である請求項１に記載の分離法。
4. 第１金属元素が^２０１Ｐｂで、第２金属元素が^２０１Ｔｌであり、酸性有機リン抽出剤がＤＥＨＰＡであり、水溶液のｐＨが２．５より大きいかまたはこれに等しい請求項３に記載の分離法。
5. 第１金属元素が^９０Ｙで、第２金属元素が^９０Ｓｒであり、酸性有機リン抽出剤がＥＨＥＨＰＡであり、水溶液のｐＨが１．５〜２．５である請求項３に記載の分離法。
6. イオン交換体から第１金属元素のイオンの少なくとも一部を、イオン交換体が第１金属元素のイオンに対する親和力を実質的に有さない第２ｐＨを持つ第２溶液で溶離することにより、溶出液を調製する工程をさらに包含する請求項１に記載の分離法。
7. 第１金属元素が^９０Ｙである請求項６に記載の分離法。
8. 溶出液を第２イオン交換体と接触せしめる工程をさらに包含し、第２イオン交換体が、第２ｐＨで第１金属元素のイオンに対し親和力を有する第２有機リン抽出剤を含有する請求項６に記載の分離法。
9. 第２イオン交換体が、二官能性有機リン抽出剤、中性有機リン抽出剤またはこれらの混合物を含浸したカーボンまたはグラファイト基体からなる請求項８に記載の分離法。
10. 第２有機リン抽出剤が、ＣＭＰＯおよびＴＢＰからなる群から選ばれる請求項９に記載の分離法。
11. カーボンまたはグラファイト基体が、カーボンまたはグラファイトのフェルト形状のカーボンまたはグラファイト繊維である請求項１０に記載の分離法。
12. 溶出液を、カーボンまたはグラファイトフェルトにＣＭＰＯが吸着してなる第２イオン交換体と接触せしめる工程をさらに包含する請求項７に記載の分離法。
13. 第２イオン交換体から第１金属元素のイオンの少なくとも一部を、第２イオン交換体が第１金属元素のイオンに対する親和力を実質的に有さない第３ｐＨを持つ第３溶液で溶離することにより、第２溶出液を調製する工程をさらに包含する請求項８に記載の分離法。
14. 第２イオン交換体から^９０Ｙを、希硝酸、希塩酸、酢酸アンモニウム緩衝液、０．９％ＮａＣｌおよび水からなる群から選ばれる第３溶液で溶離することにより、第２溶出液を調製する工程をさらに包含する請求項１２に記載の分離法。
15. 第２溶出液中の^９０Ｓｒ／^９０Ｙ比が、１０^−６以下である請求項１４に記載の分離法。
16. 金属元素を分離する分離カラムシステムであって、
    （ａ）入口と出口を有する本体部；
    （ｂ）該本体部の中に収容され、選択的ｐＨで、第１金属元素のイオンに対する方が第２金属元素のイオン（ここで、第１金属元素と第２金属元素は異なる）に対するより親和力が大きい疎水性キレート化抽出剤を含浸したカーボンまたはグラファイト基体からなるイオン交換体；
    （ｃ）上記第１および第２金属元素のイオンを含有する上記選択的ｐＨの溶液
    から成る分離カラムシステム。
17. カーボンまたはグラファイト基体が、カーボンまたはグラファイトのフェルト形状にあるカーボンまたはグラファイト繊維である請求項１６に記載の分離カラムシステム。
18. 疎水性キレート化抽出剤が、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡからなる群から選ばれる酸性有機リン抽出剤である請求項１６に記載の分離カラムシステム。
19. 第１金属イオンが^２０１Ｐｂで、第２金属イオンが^２０１Ｔｌであり、水溶液のｐＨが２．５より大きいかまたはこれに等しい請求項１８に記載の分離カラムシステム。
20. （ａ）入口と出口を有する本体部；および
    （ｂ）該本体部の中に収容されるイオン交換体
    から成る^２０１Ｔｌ発生器であって、
    上記イオン交換体は、ＤＥＨＰＡ、ＥＨＥＨＰＡおよびＤＴＭＰＰＡからなる群から選ばれる酸性有機リン抽出剤を含浸したカーボンまたはグラファイト繊維からなり、かつ該イオン交換体が上記抽出剤に結合した^２０１Ｐｂのイオンをさらに含有することを特徴とする^２０１Ｔｌ発生器。
21. さらに（ｃ）本体部の中にありかつイオン交換体と接触する、２．５より大きいかまたはこれに等しいｐＨを有する水溶液を含有し、該水溶液は^２０１Ｐｂの放射性壊変によって生成した^２０１Ｔｌを含有する請求項２０に記載の^２０１Ｔｌ発生器。
22. （ａ）第１カラムと（ｂ）第２カラムから成る^９０Ｙ発生器であって、
    第１カラム（ａ）は、
    （１）入口と出口を有する第１本体部；
    （２）該第１本体部の中に収容され、カーボンまたはグラファイト基体に酸性有機リン抽出剤が吸着してなる第１イオン交換体；
    （３）該第１本体部の中にありかつ第１イオン交換体と接触し、^９０Ｓｒイオンを含有しかつ１．５〜２．５のｐＨを有する供給溶液
    からなり；
    第２カラム（ｂ）は、
    （１）入口と出口を有する第２本体部（ここで、第２カラムの入口は第１カラムの出口と流通している）；
    （２）該第２本体部の中に収容され、中性または二官能性有機リン抽出剤を含有する第２イオン交換体
    からなることを特徴とする^９０Ｙ発生器。
23. 第１イオン交換体が、カーボンまたはグラファイト繊維にＥＨＥＨＰＡが吸着してなり、第２イオン交換体が、カーボンまたはグラファイトフェルトにＣＭＰＯが吸着してなる請求項２２に記載の^９０Ｙ発生器。

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