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Lab-on-a-Chip for radio isotope purification and probe synthesis

Research Project

Project/Area Number 21H02870
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Ohira Shin-Ichi  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60547826)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森 勝伸  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (70400786)
須郷 由美  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子技術基盤研究部門, 上席研究員 (90354836)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Keywords短寿命放射性同位体金属 / 3Dプリンタ / 分離・精製 / 短寿命放射性同位体 / Lab-on-a-chip / 放射性プローブ / 放射性同位体金属 / 3Dプリンタデバイス / 紫外線分解 / PET診断 / 放射性同位体金属イオン / 電気透析 / 分離精製 / 放射性金属
Outline of Research at the Start

目的核種とその原料であるターゲットとの化学分離,目的核種の精製,薬剤合成からなる放射性金属薬剤の化学合成プロセスにおいて,物質や時間のロスは,貴重な生成核種の放射線強度低下に直結する。本研究では,サイクロトロンで製造できる多様な放射性金属に対して,分離・精製・薬剤合成に至る一連のプロセスを,1枚のプレート型デバイス上に組み込んだマイクロスケールの反応場で実現する。ごく微量なRI (Radio Isotope)を取り扱うのに適した微小空間でターゲットの溶解液からワンスルーで短時間かつ高い収率で放射性同位体金属を含む薬剤の合成を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Short lives radio isotopes (RI) are widely used, especially positron emission tomography. The key of the effective application is the time for the RI preparations. Presently the separation is achieved with batch processes. In the present study, the 3D printed flow device was developed and applied to the separation of RI metals. The separation was achieved within 15 to 30 min with >90% of the recovery.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がんの早期診断法として有用な陽電子放出画像診断(PET診断)の次世代プローブに用いられる短寿命放射性同位体金属の新たな分離・精製法を構築した。開発した全自動プロセスは,現場のオペレーターの安全を確保しつつ迅速かつ高効率に分離を達成できる。次世代型PET診断の普及に貢献しうる成果である。また,3Dプリンタを用いた実用的なフローデバイス構築とその評価を行っており,今後,様々なフローシステム構築の基盤となる成果も得られた。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Radioactive isotope separation with 3D-printed flow-based device2023

    • Author(s)
      Obata Syohei、Sugo Yumi、Manabe Hinako、Arima Yuto、Toda Kei、Ishioka Noriko S.、Mori Masanobu、Ohira Shin-Ichi
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 39 Issue: 5 Pages: 671-677

    • DOI

      10.1007/s44211-022-00254-9

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 微量放射性金属イオンのインライン分離・精製・薬剤合成2023

    • Author(s)
      大平慎一,須郷由美,森 勝伸
    • Journal Title

      月刊「化学工業」

      Volume: 1 Pages: 1-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Highly Efficient Separation of Ultratrace Radioactive Copper Using a Flow Electrolysis Cell2022

    • Author(s)
      Sugo Yumi、Ohira Shin-Ichi、Manabe Hinako、Maruyama Yo-hei、Yamazaki Naoaki、Miyachi Ryoma、Toda Kei、Ishioka Noriko S.、Mori Masanobu
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 7 Issue: 18 Pages: 15779-15785

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c00828

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rapid Flow-Based System for Separation of Radioactive Metals by Selective Complex Formation2021

    • Author(s)
      Sugo Yumi、Miyachi Ryoma、Obata Syohei、Maruyama Yo-hei、Manabe Hinako、Mori Masanobu、Ishioka Noriko S.、Toda Kei、Ohira Shin-Ichi
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 93 Issue: 51 Pages: 17069-17075

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.1c03866

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フロー電解-電気透析イオン抽出法による銅-64の分離精製とその自動化2022

    • Author(s)
      真鍋 日那子、小畑 翔平、須郷 由美、大平 慎一、石岡 典子、戸田 敬、小﨑 大輔、森 みかる、森 勝伸
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射性同位体金属を分離・精製するための集積デバイス2022

    • Author(s)
      大平 慎一・小畑 翔平・香川 剛・宮地 凌摩・橘 知隆・真鍋 日那子・有馬 裕人・須郷 由美・森 勝伸・石岡 典子・戸田 敬
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学と流れ分析を組み合わせた医療用放射性銅-64の分離・液性置換2022

    • Author(s)
      真鍋 日那子、須郷 由美、大平 慎一、小畑 翔平、宮地 凌摩、丸山 洋平、石岡 典子、戸田 敬、小﨑 大輔、森 勝伸
    • Organizer
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶存イオンのハンドリング~放射性金属イオンの精製・高純度イオン液体の合成~2022

    • Author(s)
      大平慎一
    • Organizer
      第59回化学関連支部合同九州大会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Rapid Separation 3D-printed Integrated Flow System of Radioactive Metals2022

    • Author(s)
      Shohei Obata, Ryoma Miyachi, Yumi Sugo, Hinako Manabe, Noriko S. Ishioka, Masanobu Mori, Kei Toda, Shin-Ichi Ohira
    • Organizer
      RadTech2022
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射性金属を同時に精製・濃縮・薬剤合成するフローデバイス2021

    • Author(s)
      大平 慎一、宮地 凌摩、小畑 翔平、丸山 洋平、真鍋 日那子、森 勝伸、須郷 由美、石岡 典子
    • Organizer
      QST 高崎サイエンスフェスタ2021
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] フロー電解セルを用いた銅-64とニッケル-64の分離2021

    • Author(s)
      真鍋日那子、丸山洋平、須郷 由美、大平慎一、小﨑大輔、宮地凌摩、小畑翔平、岡部 恵、石岡典子、戸田 敬、森 勝伸
    • Organizer
      第81回分析化学討論会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射性Gaイオンのターゲットからのインライン分離2021

    • Author(s)
      大平慎一、宮地凌摩、小畑翔平、真鍋日那子、丸山洋平、須郷由美、石岡典子、森 勝伸、戸田 敬
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 流れ分析と電気化学を組み合わせた医療用放射性同位体元素の高速分離・液性置換2021

    • Author(s)
      真鍋日那子、丸山洋平、須郷由美、大平慎一、宮地凌摩、小畑翔平、戸田 敬、石岡典子、森 勝伸
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学を利用した金属RIの新規分離精製法の開発2021

    • Author(s)
      須郷由美、宮地凌摩、丸山洋平、小畑翔平、真鍋日那子、大平慎一、森 勝伸、石岡典子
    • Organizer
      第4回日本核医学会分科会放射性薬品科学研究会・第20回放射性医薬品・画像診断薬研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 分離方法、分離精製方法及び放射性同位体の製造方法、並びに分離装置及び分離精製システム2021

    • Inventor(s)
      大平慎一、戸田敬、須郷由美、森勝伸
    • Industrial Property Rights Holder
      熊本大学、量子科学技術研究開発機構、高知大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-028299
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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