TEVA® レジン
Eichrom Technologies 社の分析用製品の中で万能と言えるものの1つが TEVAレジンです。TEVAレジンは、Tc の分析や四価アクチノイドの測定、ランタノイドから Am の分離等、日常的に用いられています。単独での使用や、他のレジンと容易に組み合わせて使用できるため、より複雑なサンプルの分離を行うことができます。
TEVA レジンの活性成分は脂肪族第4級アミンです（右図）。それ自体は、典型的な強塩基陰イオン交換レジンと似た特性を有しています。しかし、官能基が液状であるため、ポリマー骨格（イオン交換レジンと同様に）に結合するよりは、むしろ目的となる陰イオンの周辺で配位するための高い柔軟性を保持します。このことは、多くの場合低い酸濃度において、これらのイオンに対する抽出力は概して高いことを意味します。
この性質は、左の図の硝酸と塩酸からのアクチノイドと Tc に対する TEVA レジンの酸濃度依存性の分布曲線に示されています。四価の Pu、Np、Th は2M 〜4M 硝酸において最も抽出されていることが分かります。この酸濃度の範囲内において、六価の U と三価のAm は充分に保持されないため、レジンは四価イオンをアクチノイドから分離することができます。この性能は幅広く活用されています。
2 〜 4M を超える硝酸濃度のような四価アクチノイドの k’ の減少は、レジンの錯体形成部位における硝酸イオンとの競争関係に起因します。
硝酸と塩酸における抽出曲線の違いを利用して、特定のアクチノイドを他から分離することができます。
例えば、すべての四価アクチノイドは、3M 硝酸から取り込むことができます。アクチノイドが四価になるように、価数調整が必要になる可能性があります。その後6M 塩酸に切り替えることで、Th（Ⅳ）は選択的に溶離され、一方で Pu（Ⅳ）と Np（Ⅳ）はカラム内に留まります。
過テクネチウム酸（Ⅶ）の Tc（Ⅶ）の分配係数についても左の図に示されています。レジンはこの陰イオンを低濃度の硝酸、または塩酸の溶液中からよく抽出します。上記では示されていませんが、中性溶液や塩基性溶液でも、Tc に対して強い抽出力を示します。Tc分析において TEVA レジンの使用は業界基準になっています。TEVA レジンは、Tc 分析で使用する際に流速200mL/ 分まで耐えることができるディスクでもご購入になれます。
オークリッジ国立研究所の K-25にある Darrin Mann 氏の研究室では、TEVA レジンが99Tc をアルカリ性溶液や中和後の酸を含む様々なマトリクスの溶液からの分離に使用できることを実証しました。www.eichrom.com 内にある分析法 MA193をご参照ください。

■ 26 ■

左上の図は、TEVA レジンによる5M 硝酸からの Np 抽出におけるサンプル中の U と Th の含有量の影響について示したものです。Th の影響が著しく、かつ直線的である一方、U は濃度が0.05M に達するまでは Np の保持に対してそれほど悪影響を及ぼしません。例えば15mL のロードサンプル溶液では、これは約180mg に相当します。
右上の図が示しているのは、TEVA レジンによる2M 硝酸からの Np 抽出における様々な多原子陰イオンのマトリクスの影響です。シュウ酸塩は Np 抽出において強い影響力を示しています。シュウ酸は四価アクチノイドと容易に錯形成され、これらの複合体は TEVA レジンによって抽出はされません。シュウ酸は TEVA レジンから四価アクチノイドを抽出する溶離液としてよく使用されます。
リン酸塩は、基本的に様々なサンプルマトリクスに含まれています。すべての四価アクチノイド（Pu、Th、Np）に対するその影響は似ていますが、Th は TEVA レジンによって最も保持されにくいため、サンプル中にある高濃度のリン酸塩によって最も影響を受けます。ロードサンプル溶液に Al を加えることで、この影響は低減します。リン酸塩は Al を選択的に複合するので、四価のアクチノイドはフリーになるため、ニトラト錯体を形成し、抽出することができます。
左の図は、干渉を引き起こすもう一つの陰イオンマトリクスを示します。シュウ酸塩の場合、ロードサンプル溶液の硝酸濃度を2M から3.5M に増加させると、Np 抽出力は一桁以上増加します。

■ 27 ■

右の図は、TEVA レジンを用いて Np から Pu の分離をした例です。四価の Puを選択的に Pu（Ⅲ）に還元することによってこの分離を行うことができます。この価数において、どの濃度の硝酸または塩酸下でも保持されない Am と同様の挙動を示します。右の図では、Pu はヒドロキノンによって還元されていますが、ヨウ化アンモニウムやスルファミン酸鉄のような試薬が使用されることもあります。
下の表は、2M 硝酸（FCV1 〜 30）、4M 塩酸（FCV31 〜 40）、水中（FCV41〜 50）の TEVA レジンにおける様々な元素の溶出挙動を示しています。
*FCV ＝フリーカラムボリューム（カラムの空隙容量） 詳しくは、p.55をご覧ください。

Elution of Selected Elements from a TEVA column
2M HNO3Element

1-56-1011-1516-20LiNa
Mg
AlKCaCrMn
FeCo
Ni
CuZn
Rb
SrY
Zr
MoAg
CdCsBa
La
CePr
Nd
SmEu
Hg
Th
U

100
100
100
100100100100100100100
100100100100100
100100100
100
100100100
100
100100100100
100
4.1
-100

----------------------------52.5-------------------------------45.6-------------------------------23.5---■ 28 ■

21-25 26-30----------------------------------------------------------------

4M HClH2O31-40

41-50-----------------------------100----------------------------------TEVA レジンは、希土類元素からの Am の分離にも有効です。左の図は、希土類元素が1.0M チオシアン酸アンモニウムと0.1M ギ酸を含むロードサンプル溶液によって群分離されることを示しています。Am はこの状況下で保持され、後に塩酸で溶離されます。左の図は0.25M 塩酸での Am 溶出の様子を示していますが、2M 塩酸の方が TEVA レジンから Am の溶離に対してより効果的で再現性が高いことが後に明らかになりました。このアプリケーションの詳細は、www.
eichrom.com の参考文献一覧の中に記載されています。
参考文献：Horwitz, E.P., Dietz, M.L., Chiarizia, R., Diamond, H., Maxwell
III, S.L., and Nelson, M., “Separation and preconcentration of actinides byextraction chromatography using a supported liquid anion exchanger：
Application to the characterization of high-level nuclear waste solutions",
Analytica Chimica Acta, 310（1995）63-78（HP195）

TEVA レジン
粒径

容器

ボトル
100 ～ 150μm
2ml カラム量

商品番号25g

TE-B25-A

50g

TE-B50-A

100g

TE-B100-A

200g

TE-B200-A

20個入

TE-C20-A

50個入

TE-C50-A

5ml カラム

20個入

TE5-C20-A

10ml カラム

20個入TE10-C20-A

25g

TE-B25-S

50g

TE-B50-S

100g

TE-B100-S

200g

TE-B200-S

50個入

TE1ML-R50-S

25個入TE-R25-S

50個入

TE-R50-S

ボトル
50 ～ 100μm
1ml

カートリッジ2ml

カートリッジボトル

20 ～ 50μm

数

ディスク

10g

TE-B10-F

10個入

TE-D10-F

50個入

TE-D50-F■ 29 ■