Mo-99/Tc-99m国産化を実現するメソポーラスアルミナ吸着材の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03974
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 福光 延吉 神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (40277075)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江口 美陽 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(テニュアトラック) (10520778) ; 有賀 克彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50193082) ; 土谷 邦彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 環境技術開発センター 材料試験炉部, 課長 (50343926) ; 藤田 善貴 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 環境技術開発センター 材料試験炉部, 研究職 (70766857)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: メソポーラス / アルミナ / モリブデン / テクネチウム / 国産化

Outline of Annual Research Achievements

わが国は、核医学検査で頻用されるテクネチウム（99mTc）の原料モリブデン(99Mo)を100%輸入に頼っており、安定供給面で課題がある。国内で天然Moを放射化し、99Mo/99mTcジェネレータ内で99mTcを抽出する方法が有力な解決策であるが、99mTcに壊変する99Mo以外の大量の放射化Moを吸着する技術の開発が要求される。本申請では、生体安全性が担保されるアルミナを基材とし、メソポーラス加工および3次元的なナノ細孔により多くの吸着サイトを有した粒子、微量の生体適合性のある金属元素の混入により細孔壁の吸着性を高めた粒子の合成を行う。さらに、その粒子の品質が医療用具として適切であることを化学的、画像診断学的に証明する。以上よりMo吸着能を安全に飛躍的に向上させるすぐれた吸着材を開発し、99Mo/99mTc国産化の実現につなげる。
以上を目的として表面積の圧倒的に大きなメソポーラスアルミナ粒子の合成を行っている。基本的な合成プロセスは、塩化アルミニウム、アルミニウムアルコキシドなどのアルミナ前駆体を溶液に溶解させ、それぞれ親水基、疎水基の両方を持つ両親媒性分子を共存させながら水熱処理を行う。その後、水やエタノールを用いてサンプルを洗浄し、有機分子や未反応物を取り除き、乾燥させる。両親媒性分子の分子量、最適な無機種の選択、またそれらの反応溶液中の濃度、水熱処理中の時間や温度、ナノ構造に与える各種パラメーターを調整し、3次元細孔を有するアルミナ粒子を合成する。2023年度はアルミナ粒子の表面の水酸基の状態を変えることで、粒子の形状や大きさ、表面積、Mo吸着能がどのように変わっていくかを評価した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

4種類のアルミナ粒子を合成した。（1．焼成なし・抽出のみ、2．400℃焼成、3．850℃焼成）。表面の変化を電子顕微鏡とX線回折で確認し、Mo吸着能をバッチ吸着試験で測定した。比較に4．医療用アルミナを用いた。
結果：粒子の比表面積は1．180 m2/g、2．499 m2/g、3．341 m2/g、4．115 m2/gであった。Mo吸着能は1．91 mg/g、2．46 mg/g、3．49 mg/g、4．36 mg/gであった。焼成を行わないアルミナ粒子は、表面積では他の焼成を行ったアルミナ粒子よりも小さかった。しかし、Mo吸着能は逆に高く、他の焼成を行ったアルミナ粒子の2倍近い値であった。

Strategy for Future Research Activity

まずは、焼成を加えないことでMo吸着能が維持されやすいことは今回の研究から明らかになった。粒子表面の化学的組成が大きく影響していると思われる。一方で、粒子の量が少ないと測定精度の誤差が大きくなることもわかってきている。粒子径や粒子の凝集程度など最適の条件を求めてメソポーラスアルミナ粒子を完成させら。今後は、表面に水酸基の多い状態でのメソポーラスアルミナ粒子を合成する。過去の研究ではMo吸着能が60mg/g程度が最高であった。目標値は200mg/gであり、その目標に向けて研究を継続する。