2021 Fiscal Year Annual Research Report
電解・透析を利用した医療用放射性銅の新規インライン分離・薬剤化システムの開発
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20H03632
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
須郷 由美 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員 (90354836)
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| 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)
大平 慎一 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60547826)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射性銅 / 電気化学的分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目標である医療用放射性銅の新規インライン分離・薬剤化システムを開発するための要素技術として、(1)金属の酸化還元特性の違いを利用した電解セルによる金属の選択的分離法と、(2)電場における金属イオンの泳動および膜透過による電気透析を利用したインライン薬剤合成法の開発を行っている。
システムを構築するための各モジュールについては、令和2年度中に設計および製作を完了させ、安定同位体を用いたコールド実験による条件検討等を行なってきた。令和3年度は、継続して条件の最適化を行うとともに、サイクロトロンで製造した放射性銅（Cu-64）を用いたホット試験による検証を行った。
Cu-64は、濃縮安定同位体のNi-64にプロトンを照射することで(p,n)反応により製造できる。照射後ターゲットのNiマトリックス中に極微量含まれるCuを分離回収するには、従来、多段のイオン交換クロマトグラフィーや蒸発乾固など煩雑な操作が必要で、時間的にも空間的にもスケールが大きく、分離精製によるロスが懸念されてきた。
本研究では、標準酸化還元電位の違いから、Niはイオン化しやすくCuは還元されやすい傾向にあるため、その特性を利用して、フロー電解セルを用いた金属の選択的分離を試みた。その結果、電解セルへの印加電圧を制御することで、1億倍以上の物質量をもつNi-64溶解液から目的のCu-64のみを選択的に作用電極へ電着・脱着させることに成功した。本手法は、電圧を印加するだけの簡便な操作で、目的核種を迅速かつ高純度に分離精製することができ、他の放射性金属への展開も大いに期待できる。
今後は、(1)と(2)の要素技術を組み合わせたフローシステムの構築を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍でも研究者間で頻繁にweb会議やメール等で情報交換してきたが、感染拡大防止に伴う県外移動の制限により、計画していた実験の一部を実施することができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに開発してきた要素技術を組み合わせることで、分離から薬剤合成までの一連の流れを、電圧を印加するだけの簡便な操作で達成するフローシステムを構築し、実用化に向けた自動化を図る。
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