(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛安定同位体に加速器から加速粒子を照射して放射性ガリウムを製造する方法であって、
銅板に電着され、加速粒子が照射された後の前記亜鉛安定同位体を含む酸性溶液に硫化水素を通じて、生じた第一の沈殿物を除去する第一の工程を含む精製工程と、
前記精製工程を経て回収された前記亜鉛安定同位体から放射性ガリウムを製造する核反応工程と、
を含む、放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項２】
前記精製工程を経て回収された前記亜鉛安定同位体を銅板に電着する電着工程を更に含み、
前記核反応工程において、前記亜鉛安定同位体を電着させた前記銅板に前記加速粒子を照射することにより放射性ガリウムを製造する、請求項１に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項３】
前記電着工程において、前記精製工程を経て回収された前記亜鉛安定同位体を含む酸性溶液を電解液として前記銅板に電着する、請求項２に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項４】
前記精製工程の第一の工程において、濾過により前記第一の沈殿物を除去する、請求項１乃至３いずれか一項に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項５】
銅板に電着され、加速粒子が照射された後の前記亜鉛安定同位体を酸性溶液に溶解し、有機溶剤を用いて放射性ガリウムを分離するガリウム分離工程を更に含み、
前記ガリウム分離工程の後に、前記精製工程を実行する、請求項１乃至４いずれか一項に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項６】
前記精製工程は、前記第一の沈殿物が除去された前記酸性溶液に対しアンモニアを加えることにより生じた第二の沈殿物を除去する第二の工程を更に含む、請求項１乃至５いずれか一項に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項７】
前記核反応工程後に、前記精製工程を繰り返し実行する、請求項１乃至６いずれか１項に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項８】
前記亜鉛安定同位体が68Znであり、前記放射性ガリウムが67Gaである、請求項１乃至７いずれか一項に記載の放射性ガリウムを製造する方法。
【請求項９】
放射性ガリウムを有効成分として含有する医薬を製造する方法であって、
請求項１乃至８いずれか一項に記載の方法を用いて放射性ガリウムを製造する工程と、
前記放射性ガリウムを製剤化する工程と、
を含む、医薬を製造する方法。
【請求項１０】
前記放射性ガリウムを製剤化する工程において、放射性クエン酸ガリウムを調製することを含む、請求項９に記載の医薬を製造する方法。
【請求項１１】
銅板に電着された亜鉛安定同位体に加速器から加速粒子を照射して放射性ガリウムを製造した後の亜鉛安定同位体を回収する方法であって、前記加速粒子の照射後の亜鉛安定同位体を含む酸性溶液に硫化水素を通じて、生じた沈殿物を除去することで、亜鉛安定同位体を精製する工程を含む方法。
【請求項１２】
さらに、前記沈殿物が除去された前記酸性溶液に、アンモニアを添加して生じた沈殿物を除去することで、精製された亜鉛安定同位体を回収する工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記精製された亜鉛安定同位体を銅板に電着させる工程を含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性ガリウムを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
67Gaや68Gaといった放射性ガリウムは、核医学検査における放射性核種としてよく使用されており、例えば、67Gaは、加速器を用いた68Znの（ｐ，２ｎ）核反応により製造されている。天然の亜鉛には、64Zn、66Zn、67Zn、68Zn、70Znといった同位体が存在するため、68Znターゲットは、天然の亜鉛から高度に濃縮しなければ得られない。したがって、67Gaの製造後、68Znを回収して、67Gaの製造に再利用することが従来から行われている。
【０００３】
68Znを回収する方法としては、従来、イオン交換樹脂を用いた方法（非特許文献１及び２）、シアン化ナトリウムを用いて68Znを溶解させた後、ろ液に硫化ナトリウムを加えて68Znを沈殿させて回収する方法（非特許文献３）などが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】International Journal of Applied Radiation and Isotopes, (1973) vol. 24, pp.651-655
【非特許文献２】Proceedings of the Fifth International Workshop on Targetry and Target Chemistry (1993)  Session II, Targetry and Production, pp.121-126
【非特許文献３】Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A282 (1989) pp.296-300
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１、２のようなイオン交換樹脂を用いた方法は、回収作業で生じた樹脂がターゲット物質やそれを真空箱内で保持するための部材に由来して生じた放射性異種金属により汚染されてしまうため、廃棄の点で問題となる。また、大量の亜鉛を回収する場合は、使用する樹脂量が多くなり廃棄の問題が顕著となる。
【０００６】
また、非特許文献３のようなシアン化ナトリウムを用いた方法は、回収する亜鉛を沈殿させ、上記の異種金属をシアン廃液に溶解させるものである。この廃液は、放射性の異種金属で汚染されており、また、シアンは有毒物質であるため、放射能を減衰させたり、シアンを無毒化したりしなければ、廃棄できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、放射性の異種金属で汚染された廃棄物の量をより少なくしつつ、放射性ガリウムの製造効率に影響を与えない品質に精製された亜鉛安定同位体を回収することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、異種金属を沈殿させて除去することにより、放射性の異種金属で汚染された廃棄物を少なくしつつ、放射性ガリウムの製造効率に影響を与えない品質に精製された亜鉛安定同位体を回収できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の一態様は、亜鉛安定同位体に加速器から加速粒子を照射して放射性ガリウムを製造する方法であって、銅板に電着され、加速粒子が照射された後の前記亜鉛安定同位体を含む酸性溶液に硫化水素を通じて、生じた第一の沈殿物を除去する第一の工程を含む精製工程と、前記精製工程を経て回収された前記亜鉛安定同位体から放射性ガリウムを製造する核反応工程と、を含む、放射性ガリウムを製造する方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、放射性ガリウムを有効成分として含有する医薬を製造する方法であって、上記の方法を用いて放射性ガリウムを製造する工程と、前記放射性ガリウムを製剤化する工程と、を含む、医薬を製造する方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、銅板に電着された亜鉛安定同位体に加速器から加速粒子を照射して放射性ガリウムを製造した後の亜鉛安定同位体を回収する方法であって、前記加速粒子の照射後の亜鉛安定同位体を含む酸性溶液に硫化水素を通じて生じた沈殿物を除去することで、亜鉛安定同位体を精製する工程を含む方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、銅板に電着され、加速粒子が照射された亜鉛安定同位体に硫化水素を作用させることとしたので、ターゲット物質やそれを真空箱内で保持するための部材に由来する異種金属を硫化物として沈殿させることができるため、放射性の異種金属で汚染された廃棄物を少なくしつつ、放射性ガリウムの製造効率に影響を与えない品質に精製された亜鉛の安定同位体を回収することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の放射性ガリウムを製造する方法は、銅板に電着された亜鉛安定同位体に、加速器から加速粒子を照射して核反応により放射性ガリウムを生成するものである。
【００１４】
亜鉛安定同位体は、公知の方法に従って銅板に電着させることができ、具体的に、亜鉛安定同位体の溶液を通電させることで、亜鉛安定同位体が銅板に電着される。亜鉛安定同位体の溶液は、亜鉛安定同位体をイオンとして溶解できればよく、例えば、酸化亜鉛又は水酸化亜鉛を水酸化ナトリウムの水溶液に溶解して調製することができる。また、後述するように、本発明の方法によって回収された亜鉛安定同位体の溶液を使用して、亜鉛安定同位体を銅板に電着することもできる。
【００１５】
好ましくは、放射性ガリウムは67Gaであり、亜鉛安定同位体は68Znである。銅板に電着された68Znに、サイクロトロンから陽子線を照射して68Zn(p,2n) 67Ga反応により67Gaを生成させる。
【００１６】
放射性ガリウムの生成後、電着されていた亜鉛安定同位体及び生成した放射性ガリウムは、液状の酸性物質に溶解させることができるが、このとき、ターゲット物質やそれを真空箱内で保持するための部材に由来して生じた異種金属も随伴して溶出する。放射性ガリウムは、ジイソプロピルエーテルのような有機溶剤を添加して、有機相中に抽出することで、亜鉛安定同位体や異種金属から分離できる（ガリウム分離工程）。異種金属としては、銅、鉄、アルミニウムなどが挙げられる。銅は銅板に由来するものである。その他の異種金属は、銅板を固定するために使用するホルダを構成する物質由来である。
【００１７】
上記亜鉛安定同位体等の溶解に使用する液状の酸性物質としては、亜鉛安定同位体をイオンとして溶解させるものが好ましく、具体的には、塩酸や硝酸など酸性の水溶液を用いることができ、塩酸を用いることがより好ましい。これにより、銀や鉛などの金属が沈殿するので、塩酸に溶解した亜鉛安定同位体や、有機溶剤に溶解した放射性ガリウムは、銀や鉛などの放射性異種金属と分離することが可能になる。
【００１８】
放射性ガリウムを分離した後の残渣には、亜鉛安定同位体のほか、異種金属として、銅、鉄、アルミニウムが含まれることがある。したがって、これらの異種金属を除去することにより、より高い純度の亜鉛安定同位体を回収することができる。
【００１９】
このため、本発明によれば、これらの異種金属を除去するために、本発明の精製工程が実施される。具体的には、該精製工程は、放射性ガリウムを分離した後の残渣をそのまま、または、濃縮して、酸性溶液下に硫化水素を作用させることにより実施される。より具体的には、照射後の亜鉛安定同位体は、液状の酸性物質に溶解されているので、この亜鉛安定同位体を含む酸性溶液そのままに硫化水素を通じるか、または、該酸性溶液を濃縮し、もしくは、該酸性溶液に塩酸や硝酸など液状の酸性物質を更に加えた後、該酸性溶液に硫化水素を通じることにより、上記酸性溶液下での硫化水素の作用を実施することができる。これにより、例えば、銅を硫化銅として沈殿させることができる。本発明では、これら硫化物を第一の沈殿物として、濾過、遠心分離等の固液分離方法で除去することにより、亜鉛安定同位体を精製することができる（精製工程の第一の工程）。
【００２０】
本発明において、放射性ガリウムを分離した後の残渣は、好ましくは、塩酸溶液とする。硫化水素は、公知の方法で発生させることができるが、例えば、硫化鉄と塩酸を混合することで発生することができ、これを溶液に通気することが挙げられる。硫化水素の使用に際しては、ドラフトに風速計を設置したり、警報機を設置したりするなどの安全対策を講じることが好ましい。固液分離方法により、銅が亜鉛安定同位体と分離できたかどうかは、硫化銅が黒色を呈するため、第一の沈殿物を除去した後の溶液の色が無色透明であるかどうかを目視で観察することにより、判定することができる。沈殿物を除去した後、加熱により塩酸を蒸散させることで、亜鉛安定同位体を回収することができる。
【００２１】
また、第一の沈殿物を除去した後の溶液に、アンモニアを加え、生じた沈殿物（第二の沈殿物）を、濾過、遠心分離等の固液分離方法で除去してもよい（精製工程の第二の工程）。こうすることで、鉄やアルミニウムなどの異種金属を沈殿物として除去することができる。精製工程の上記第二の工程は、上記第一の工程で得られた亜鉛安定同位体の溶液中に、鉄が５ｐｐｍを超えて含まれている場合に実行してもよい。鉄の含有量は、公知の方法に従って測定することができるが、例えば、チオシアン酸カリウムによる呈色反応を利用し、５μｇ／ｍＬの鉄標準液の呈色との比較により判断してもよい。
【００２２】
上記第二の工程は、好ましくは、第一の沈殿物を除去した後の溶液に、硝酸及びアンモニア水を添加する。沈殿物を除去した後、加熱により硝酸及びアンモニア水を蒸散させる。こうすることで、亜鉛安定同位体を回収することができる。
【００２３】
上記第一の工程及び必要に応じて上記第二の工程を含む精製工程を経て回収された亜鉛安定同位体は、加熱蒸散等により溶剤を除去して濃縮することで、放射性ガリウムの原料として再利用することができ、放射性ガリウムを製造する核反応工程に供することができる。好ましくは、精製後の亜鉛安定同位体を硫酸等の酸性水溶液に溶解して電解液とし、これを通電して銅板に電着させ、該銅板の表面に亜鉛安定同位体の電着層を形成することができる（電着工程）。これにより、従来の電着方法とは異なり、有毒なシアン化ナトリウムを使用しないため、より安全に電着作業を実行することができる。
【００２４】
上記核反応工程において、再利用した亜鉛安定同位体に加速器から加速粒子を照射することにより、放射性ガリウムを製造することができる。本発明の放射性ガリウムを製造する方法で副生した亜鉛安定同位体を更に本発明の精製工程及び核反応工程に供してもよく、これを繰り返し実行することにより、亜鉛安定同位体を無駄に廃棄することなく放射性ガリウム製造用原料として有効に利用することができる。得られた放射性ガリウムは、水や生理食塩液を用いて適度な濃度に希釈し、滅菌処理などの製剤化処理を付すること（製剤化する工程）で、これを有効成分とする医薬としてもよい。例えば、クエン酸を対イオンとして放射性クエン酸ガリウムとし、これを製剤化することで、腫瘍イメージング剤として、核医学診断に使用することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。
【００２６】
実施例１
銅板に電着された68Znターゲットにサイクロトロン（製品名：Cyclone30、IBA社製）を用いて陽子線を照射して、68Zn(p,2n) 67Ga反応により、67Gaを生成した。68Znターゲットを無鉄塩酸に溶解し、ジイソプロピルエーテルを用いて67Gaを抽出し、残渣の68Zn塩酸溶液を加熱蒸散して濃縮した。室温まで放冷した後、硫化鉄と６ｍｏｌ／Ｌ塩酸とを混合し硫化水素ガスを発生させ、反応がなくなるまで68Zn塩酸溶液に通じた。反応終了後、硫化鉄と６ｍｏｌ／Ｌ塩酸とを分離して硫化水素ガスの発生を止めて、ひだ付きろ紙でろ過し、ろ液をホットプレートで煮沸し硫化水素を除去した。２ｍｏｌ／Ｌ硫酸を加え、加熱蒸散して塩酸除去を行った。得られた濃縮68Znに注射用水を加え、これを電着液として銅板に電着し、上記サイクロトロンにて陽子線を照射して67Gaを生成した。
【００２７】
比較例１
銅板に電着された68Znターゲットにサイクロトロン（実施例１に同じ）を用いて陽子線を照射して、68Zn(p,2n) 67Ga反応により、67Gaを生成した。68Znターゲットを無鉄塩酸に溶解し、ジイソプロピルエーテルを用いて67Gaを抽出し、残渣の68Zn塩酸溶液に水酸化ナトリウムと、シアン化ナトリウムを添加した。次いで、硫化ナトリウムを加え、得られた沈殿を遠心分離し、濃塩酸に溶解した。加熱濃縮後、得られた濃縮68Znに水酸化ナトリウムを加え、沈澱を生成させた後、その沈殿をシアン化ナトリウムにより溶解したものを電着液として銅板に電着し、上記サイクロトロンにて陽子線を照射して67Gaを生成した。
【００２８】
［照射効率の評価］
67Gaの理論収率は、計算コードSRIM(The Stopping and Range of Ions in Matter)により評価した68Znターゲット中における陽子の飛程及びエネルギー損失とThick-Target Yieldより評価した。
また、67Gaの実収率は、下記式に従い算出した。
【００２９】
実収率(MBq/μAh)＝（A(MBq)×λ(h-1)×t(h)）／（I(μA)×t(h)×(1-exp(-λ(h-1)×t(h)))
式中、
A：陽子線の照射終了時点における67Ga放射能量、
λ：67Ga崩壊定数、
t：照射時間、
I：平均照射電流値。
【００３０】
実施例１及び比較例１の理論収率及び実収率を表１に示す。表１には、理論収率に対する実収率を照射効率として示した。表１で示すとおり、実施例１と比較例１との間で照射効率の差がほとんどみられなかった。
【００３１】
【表１】
0006534581.tif 000002
【００３２】
実施例２
68Zn塩酸溶液から煮沸により硫化水素を除去するまでを実施例１と同様に行った。得られた68Zn塩酸溶液を一部抜き取ったものと、同量の５μｇ／ｍＬ鉄標準液に、それぞれ、塩酸と過酸化水素試液とチオシアン酸カリウム試液を加え、呈色を比較した。５μｇ／ｍＬ鉄標準液より呈色が濃い68Zn塩酸溶液について、硝酸及びアンモニア水を添加し、赤色沈殿（水酸化鉄）の生成を確認した後、ろ過により、赤色沈殿を除去した。ろ液に２ｍｏｌ／Ｌ硫酸を加え、加熱蒸散して塩酸除去を行った。得られた濃縮68Znに注射用水を加え、これを電着液として銅板に電着し、実施例１で示すサイクロトロンにて陽子線を照射して67Gaを生成した。
【００３３】
実施例１と同様に照射効率を評価したところ、実施例１と同等の結果が得られた。
【００３４】
以上、実施例の結果から、本発明の方法は、従来法と比較して放射性ガリウムの製造効率を低下させないものであることが示された。