JP7288261B2 - 分離装置、分離方法、ri分離精製システムおよびri分離精製方法 - Google Patents
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Description
項1.
金属と当該金属から変換されてなる放射性同位体(RI)とを含む第1の溶液から前記RIを分離する分離装置であって、
前記第1の溶液に所定の電圧を印加するための電極を備え、
前記所定の電圧は、前記金属の前記電極への電着率と前記RIの前記電極への電着率とが異なる電圧である、分離装置。
項2.
前記金属はNiであり、前記RIはCuである、項1に記載の分離装置。
項3.
前記金属はZnであり、前記RIはCuである、項1に記載の分離装置。
項4.
前記電極に電着した前記RIを第2の溶液に溶解させて前記分離装置から回収する回収手段をさらに備える、項1~3のいずれかに記載の分離装置。
項5.
項4に記載の分離装置と、
前記第2の溶液から前記RIを精製する精製装置と、
を備えた、RI分離精製システム。
項6.
金属と当該金属から変換されてなる放射性同位体(RI)とを含む第1の溶液から前記RIを分離する分離方法であって、
電極を介して前記第1の溶液に所定の電圧を印加する印加工程を備え、
前記所定の電圧は、前記金属の前記電極への電着率と前記RIの前記電極への電着率とが異なる電圧である、分離方法。
項7.
前記金属はNiであり、前記RIはCuである、項6に記載の分離方法。
項8.
前記金属はZnであり、前記RIはCuである、項6に記載の分離方法。
項9.
前記電極に電着した前記RIを第2の溶液に溶解させて前記分離装置から回収する回収工程をさらに備える、項6~8のいずれかに記載の分離方法。
項10.
項9に記載の分離方法の各工程と、
前記第2の溶液から前記RIを精製する精製工程と、
を備えた、RI分離精製方法。
図1は、本実施形態に係るRI製造システム100の概略構成を示すブロック図であり、図2は、本実施形態に係るRI製造方法の手順を示すフローチャートである。RI製造システム100は、照射装置10およびRI分離精製システム20を備えている。RI分離精製システム20は、分離装置3および精製装置4を備えている。
本実施形態に係るRI製造方法では、本実施形態に係るRI分離精製方法における分離工程S2、回収工程S3および精製工程S4を、RI分離精製システム20を用いて実施する。
分離工程S2では、分離装置3を用いて、64Niと64Cuとを含む第1の溶液から64Cuを分離する。分離装置3は、第1の溶液に所定の電圧を印加するための電極を備える。前記所定の電圧は、64Niの前記電極への電着率と64Cuの前記電極への電着率とが異なる電圧である。
(導入用パイプ38から導入された第1の溶液中の金属の初期濃度-排出用パイプ39から排出された第1の溶液中の金属濃度)/(導入用パイプ38から導入された第1の溶液中の金属の初期濃度)×100
で表わすことができる。
続いて、回収工程S3では、作用電極31に電着した64Cuを第2の溶液に溶解させて分離装置3から回収する。本実施形態では、図示しない回収手段により、排出用パイプ39から第1の溶液を取り出し、その後、導入用パイプ38から第2の溶液を導入する。第2の溶液としては、HNO3やHCl等の強酸を含む水溶液を用いることができる。第2の溶液に64Cuを溶解させる際に、作用電極31に正の電圧を印加することが好ましい。64Cuが溶解した第2の溶液を排出用パイプ39から取り出すことにより、64Cuを分離装置3から回収することができる。
続いて、精製工程S4では、精製装置4を用いて第2の溶液から64Cuを精製する。精製装置4は、例えば電気透析型精製装置(ED)で構成することができる。
その後、64Cuは、薬剤合成装置に移され、標識前駆体と反応する。これにより、高純度なCu標識薬剤が得られる。なお、Cu標識薬剤の純度検定は、逆相またはサイズ排除カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により行うことができる。
本実施形態における各工程での所要時間について、照射工程S1は約2時間であり、従来技術における照射工程S101(図11)と同じであるが、分離工程S2および回収工程S3は約5分であり、精製工程S4も約5分である。すなわち、分離工程S2~S4の所要時間は約10分程度であり、従来技術における置換工程S102~精製工程S104の所要時間(約3時間30分)に比べ、大幅に時間を短縮することができる。よって、本実施形態では、短時間にRIを分離・精製することができ、放射性薬剤を取り扱うための厳しい時間的制約を解消することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
実施例1では、上記実施形態に係る分離装置3を用いて、Ni(II)とCu(II)とを含む第1の溶液からCu(II)を分離する実験を行った。
分離装置3は、北斗電工株式会社製のカラム型電解合成セル(電解合成・分析用カラム型フローセルHX-201)を用いた。なお、本製品の詳細は、特開2000-119885号公報に開示されている。
図8は、第1の溶液として100mMのHNO3溶液および10mMのHNO3を用いた場合の、Cu(II)の回収率と電着時の印加電圧との関係を示すグラフである。第1の溶液として100mMのHNO3溶液を用いた場合、印加電圧を-0.5~-0.2Vとすることにより、回収率が非常に高くなった。第1の溶液として10mMのHNO3溶液を用いた場合、印加電圧を-0.5~-0.3Vとすることにより、回収率が非常に高くなった。実施例1では、一般試薬すなわち天然組成のNiおよびCu(以下、natNiおよびnatCu)を用いたが、溶解した金属イオンの印加電圧に対する電着特性は、同一の元素の同位体間で同一である。すなわち、natNi(II)と64Ni(II)(主にnatNi2+と64Ni2+)の電着特性は同一であり、natCu(II)と64Cu(II)(主にnatCu2+と64Cu2+)の電着特性は同一である。よって、分離装置3を用いることにより、64Niおよび64Cuを含む第1の溶液から64Cuを高効率に分離できることが分かった。
(回収工程で排出用パイプ39から排出された第2の溶液中のCu(II)濃度)/(分離工程で導入用パイプ38から導入された第1の溶液中のCu(II)初期濃度)×100
で算出している。そのため、Cu(II)が濃縮された状態で回収された場合、回収率が100%を超えることとなる。
実施例2では、上記実施形態に係る精製装置4を用いて、第2の溶液からCuを精製する実験を行った。
精製装置4として、図6に示す5層構造の電気透析型精製装置を用いた。陽極チャネル41および陰極チャネル45には、アイソレータとして脱イオン水を通液し、AAチャネル42およびCAチャネル44には、アクセプター溶液として10mMのHNO3溶液またはCH3CO2H溶液を通液し、導入チャネル43には第2の溶液を通液した。第2の溶液は、5.0μMのCu(II)(主にCu2+の形態として)を溶解したHNO3溶液を用いた。5つのチャネル41~45に通液しながら、電極46,47間に電圧を印加し、チャネル42,43,44からそれぞれ溶出液AA,SC,CAを取り出した。チャネル41~45における流速は、いずれも0.3mL/minであり、印加電圧は、0~35Vの範囲で溶出液を取り出す毎に5Vずつ切り替えた。取り出した溶出液AA,SC,CAにおけるCu(II)の濃度を計測することにより、Cu(II)の抽出率を算出した。
(チャネル43に導入された溶液中の金属濃度-各チャネル42,43,44から溶出された溶液中の金属濃度)/(チャネル43に導入された溶液中の金属濃度)×100
で表わすことができる。
図9(a)~(c)はそれぞれ、アクセプター溶液として10mMのHNO3溶液を用いた場合の、溶出液AA,SC,CAにおけるCu(II)の抽出率と電極46,47間への印加電圧との関係を示すグラフである。この場合、印加電圧を高くするほど、チャネル44からの溶出液CAからCu(II)を高効率に抽出できることが分かった。
実施例3では、上記実施形態に係る分離装置3を用いて、57Ni(II)と64Cu(II)とを含む第1の溶液から64Cu(II)を分離する実験を行った。
分離装置3は、実施例1と同様、北斗電工株式会社製のカラム型電解合成セル(電解合成・分析用カラム型フローセルHX-201)を用いた。
図12は、排出用パイプ39から取り出された溶液中の57Ni(II)および64Cu(II)の濃度を示すグラフである。横軸は、溶液の取り出された順番を示している。-0.6Vの電圧印加により、第1の溶液の64Cu(II)は作用電極31に電着するため、1~4回目に取り出された溶液では、ほぼ57Ni(II)のみが検出された。なお、1回目に取り出された溶液では、第1の溶液を導入する前に分析装置3に存在していた溶液の割合が高いため、57Ni(II)の濃度が低くなっている。第1の溶液に導入された第1の溶液は計5mLであるため、57Ni(II)の濃度は、2回目に取り出された溶液で最大になった後、徐々に低下し、5回目には取り出された溶液では、ほとんど検出されなくなった。
実施例4では、上記実施形態に係る精製装置4を用いて、第2の溶液から64Cu(II)を精製する実験を行った。
精製装置4として、実施例2と同様、図6に示す5層構造の電気透析型精製装置を用いた。前工程として、全チャネル41~45に脱イオン水を通液した後、電極46,47間に15Vの電圧を印加した、その後、陽極チャネル41および陰極チャネル45には、アイソレータとして純水を通液し、AAチャネル42およびCAチャネル44には、アクセプター溶液として10mMのCH3CO2H溶液を通液し、導入チャネル43には第2の溶液を通液した。第2の溶液は、64Cu(II)が溶解した10mMのHCl溶液を用いた。5つのチャネル41~45に通液しながら、電極46,47間に15Vの電圧を印加し、チャネル42,43,44からそれぞれ溶出液AA,SC,CAを1.5mLずつ計3回取り出した。チャネル41~45における流速は、いずれも0.3mL/minであった。
図13(a)~(c)はそれぞれ、溶出液AA,SC,CAにおける64Cu(II)の抽出率を示すグラフである。横軸は、溶液の取り出された順番を示している。1~3回目に取り出された溶出液CAでは、10~20%の抽出率となっているが、これは、64Cu(II)がCAチャネル44に吸着するためであると考えられる。その後、4回目に取り出された溶出液CAでは、抽出率が100%を超えているが、これは、導入チャネル43にHClを通液することにより、H+がCAチャネル44に移動して、CAチャネル44内のpHが下がり、CAチャネル44に吸着していた64Cu(II)が溶解したためと考えられる。
2 照射用金属
3 分離装置
4 精製装置
10 照射装置
20 RI分離精製システム
31 作用電極
32 対極電極
33 電極棒
34 端子
35 端子
36 多孔質ガラス管
37 端子
38 導入用パイプ
39 排出用パイプ
41 陽極チャネル
42 AAチャネル
43 導入チャネル
44 CAチャネル
45 陰極チャネル
46 陽極
47 陰極
100 RI製造システム
F1 陽イオン交換膜
F2 陰イオン交換膜
F3 再生セルロース膜
S1 照射工程
S2 分離工程
S3 回収工程
S4 精製工程
Claims (12)
- 金属と当該金属から変換されてなる放射性同位体(RI)とを含む第1の溶液から前記RIを分離する分離装置であって、
前記第1の溶液に所定の電圧を印加するための電極を備え、
前記所定の電圧は、前記金属の前記電極への電着率と前記RIの前記電極への電着率とが異なる電圧である、分離装置。 - 金属と当該金属から変換されてなる放射性同位体(RI)とが溶解した第1の溶液から前記RIを分離する分離装置であって、
前記第1の溶液に所定の電圧を印加するための電極を備え、
前記所定の電圧は、前記金属の前記電極への電着率と前記RIの前記電極への電着率とが異なる電圧である、分離装置。 - 前記金属はNiであり、前記RIはCuである、請求項1または2に記載の分離装置。
- 前記金属はZnであり、前記RIはCuである、請求項1または2に記載の分離装置。
- 前記電極に電着した前記RIを第2の溶液に溶解させて前記分離装置から回収する回収手段をさらに備える、請求項1~4のいずれかに記載の分離装置。
- 請求項5に記載の分離装置と、
前記第2の溶液から前記RIを精製する精製装置と、
を備えた、RI分離精製システム。 - 金属と当該金属から変換されてなる放射性同位体(RI)とを含む第1の溶液から前記RIを分離する分離方法であって、
電極を介して前記第1の溶液に所定の電圧を印加する印加工程を備え、
前記所定の電圧は、前記金属の前記電極への電着率と前記RIの前記電極への電着率とが異なる電圧である、分離方法。 - 金属と当該金属から変換されてなる放射性同位体(RI)とが溶解した第1の溶液から前記RIを分離する分離方法であって、
電極を介して前記第1の溶液に所定の電圧を印加する印加工程を備え、
前記所定の電圧は、前記金属の前記電極への電着率と前記RIの前記電極への電着率とが異なる電圧である、分離方法。 - 前記金属はNiであり、前記RIはCuである、請求項7または8に記載の分離方法。
- 前記金属はZnであり、前記RIはCuである、請求項7または8に記載の分離方法。
- 前記電極に電着した前記RIを第2の溶液に溶解させて前記分離装置から回収する回収工程をさらに備える、請求項7~10のいずれかに記載の分離方法。
- 請求項11に記載の分離方法の各工程と、
前記第2の溶液から前記RIを精製する精製工程と、
を備えた、RI分離精製方法。
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