以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
 図1は一実施例における放射性フッ素アニオ ン濃縮装置の概略構成図である。
 放射性フッ素アニオン濃縮装置は、フロー� ��ル11と、フローセル11に直流電圧を印加する 電源13と、フローセル11に溶液を送液する送� �装置15から構成されている。フローセル11に� ��液された溶液はドレイン17に回収される。� �ローセル11は温度調節装置としての加熱装置 19上に載置されている。

[フローセルの構成]
 図2は同実施例におけるフローセル11の分解� ��視図である。
 フローセル11は、金属平板電極21、絶縁性シ ート23及びグラッシーカーボン電極25が、絶� �性シート23を間に挟んで両電極21,25の電極側� ��向き合うように配置されたものである。な� ��、図2は一方の電極をグラッシーカーボン電 極、他方の電極を金属平板電極として構成し ているが、両方の電極をグラッシーカーボン 電極で構成してもよい。本発明のフローセル 11は、少なくとも一方の電極がカーボン電極� ��構成されていれば良い。

 金属平板電極21の一例は絶縁性の平板上� �金属材料(例えば白金、金、アルミニウム、� ��ングステン、銅、銀、導体シリコン、チタ� ��、クロムなど)が成膜されたものである。絶 縁性シート23の一例は流路26となる溝が切り� �かれたPDMS(ポリジメチルシロキサン)などの� �ムシートである。絶縁性シート23の厚さは、 フローセルの使用条件にもよるが、100μmから 500μm程度が好ましい。また、フローセル11は� ��面から固定用ジグ27によって、下面から固� �用ジグ29によって固定されている。

 金属平板電極21には試料導入口31及び試料排 出口33が設けられ、両口31,33は流路26の両端と 導通している。固定用ジグ27にも試料導入口3 1に対応した穴35と試料排出口33に対応した穴3 7が設けられている。
 電源13は金属平板電極21とグラッシーカーボ ン電極25間を接続しており、両電極21,25間に� �流電圧を印加するとともにその極性を反転� �せることができる。

[フローセルの作製]
 図3A~図3Cは同実施例におけるPDMSシートに成� ��される流路図を示している。
 フローセルは図2に示すようにチップ(平板� �極21,25)及びそれを固定する治具(固定用ジグ2 7,29)から構成されている。なお、チップのサ� ��ズは一例として25mm×48mmとした。

 図3Aの場合、試料導入口31及び試料排出口33� ��対応する流路26の端部分の幅は2mmで、流路26 の中央部分の流路幅は16mmである。図3Bの場合 、流路26の幅は4mmである。図3Cの場合、流路� �幅は2mmである。なお、図3A,図3B,図3Cにおける 流路26の面積比は6:2:1である。
 また、流路26を形成するゴムシートとして� �PDMSシートを使用した。チップは、金属電極� ��成膜した石英部材からなる金属電極21とグ� �ッシーカーボン電極25によりPDMSシートを上� �から挟む形とした。

 次に、フローセル11に使用する部材の作製� �法を以下に説明する。
 白金を用いた金属平板電極21は、25mm×48mmの� ��きさにダイシングした厚さ1mmの石英部材に� ��パッタ法により白金を成膜することにより� ��製した。グラッシーカーボン電極25は25mm×48 mm×1mmの成型品を使用した。PDMSシートはスピ� ��コート法により100μmの厚みにしたものを作� ��し、カッティングプロッターを使用して、� ��形(縦幅25mm×横幅48mm)と流路26のパターンを� �型した。流路26についての検討は後述する。

 次にフローセルの組み立て手順を説明する� ��
 (1)金属平板電極21と流路26を成型したPDMSシ� �ト23を酸素プラズマ処理して表面を活性化し た後、貼り合わせを行い、12時間以上静置す� ��。この処理により、金属平板電極21とPDMSシ� ��ト23が固着する。
 (2)グラッシーカーボン電極25の表面と、上� �の操作(1)で貼り付け作業を行ったPDMSシート2 3の表面を、酸素プラズマ処理した直後に貼� �合わせる。この処理により、絶縁性シート23 とグラッシーカーボン電極25が固着する。

 次に ¹⁸ F ^- イオンの濃縮操作の手順を図1、2を参照しな� ��ら説明する。
[実施例1]
 (1)フローセル11の試料導入口31から ¹⁸ F ^- イオンを含む溶液を導入する。
 (2)電源13により金属平板電極21とグラッシー カーボン電極25間に電圧を印加し、グラッシ� ��カーボン電極25に ¹⁸ F ^- イオンを捕捉する。
 (3)フローセル11の試料排出口33から流路26内� ��溶液を排出する。
 (4) ¹⁸ F ^- イオンの回収剤を含むアセトニトリルをフロ ーセル11内に充填し、グラッシーカーボン電� ��25に印加する電圧は反転させる。これによ� �、 ¹⁸ F ^- イオンをグラッシーカーボン電極25からアセ� ��ニトリルに回収する。

 (5) ¹⁸ F ^- イオンを含んだアセトニトリルを試料排出口 33からフローセル11外に排出する。
 (6)アセトニトリルを試料導入口31からフロ� �セル11内に充填し、フローセル11内を洗浄す� ��。
 (7)洗浄液(アセトニトリル)を試料排出口33か らフローセル11外に排出する。
 (8)アセトニトリル溶液による洗浄を2回行な う。
 図1に示すフローセル11を用いた場合、 ¹⁸ F ^- イオンを含有する[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液は送液装置15により流路26内に流され� ��ドレイン17により回収される。

 次に同実施例1におけるフッ素濃縮実験の一 例を図1、図2を参照しながら説明する。なお� ��フローセル11の流路26の形状としては図3Bに� ��した形状を用い、カーボン電極としてグラ� ��シーカーボン電極25を用いた。
[濃縮実験]
 (1)[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液を送液装置15(例えばシリンジポンプ)� ��導入し、送液量を500μL/分に設定してシリン ジポンプを使用してフローセル11内に送液す� ��。[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液として、1355μCiの ¹⁸ F ^- イオンを含む2000μLを用いた。
 (2)直流電源13により、グラッシーカーボン� �極25に10.0Vの電圧を印加する。

 (3)[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液の送液が終了した後、圧縮ガスによ� �てフローセル11内の[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液をフローセル11の外に押し出す。この とき、グラッシーカーボン電極25に捕捉され� �� ¹⁸ F ^- イオンの量は1238μCi(初期線量測定から2分経� �)であった。

 (4)フローセル内に0.34mgの4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1 ,10-diazabicyclo-[8,8,8]-hexacosane(Kryptofix 222(登録商 標)、[K⊂2.2.2] ₂ CO ₃ )を含むアセトニトリル溶液17.6μLを充填し、� ��流電源13の電圧極性を反転させて-3.3Vを印加 し、加熱装置19により80℃で1分間加熱する。
 (5)1分経過後、圧縮ガスによってフローセル 11内のアセトニトリル溶液をセル外に押し出� ��て回収し、フローセル11の流路26内を17.6μL� �アセトニトリル溶液で2回洗浄する。

[濃縮実験の結果]
 図4は同実施例における ¹⁸ F ^- イオンの捕捉実験の結果である。
 室温における ¹⁸ F ^- イオンのグラッシーカーボン電極25への捕捉� ��(%)を印加電圧とチップ内への溶液の流速(mm/ 秒)を変えながら検討した。
 グラッシーカーボン電極25への印加電圧を3. 3V、6.7V、10.0Vの3段階に変化させたところ、印 加電圧が10.0Vのときは捕捉率の目標とする90%� ��超えた。そのため、本実施例では、 ¹⁸ F ^- イオンをグラッシーカーボン電極25に捕捉す� ��際には10.0Vの電圧を印加する。
 また、 ¹⁸ F ^- イオンをグラッシーカーボン電極25から回収� ��に回収する際は、-3.3Vの電圧を印加し、80℃ で1分間加熱する条件を用いる。

 上述の濃縮方法でアセトニトリル溶液中に� ��収できた ¹⁸ F ^- イオンは1032μCi(初期線量測定から4分経過)で� ��った。なお、この時のフローセル11の電極21 ,25間の距離は100μmである。

 フローセル11の電極21,25間の距離を500μm以下 、流路26の体積を数100μL以下のマイクロ空間� ��した場合、低い印加電圧でも電極21,25間の� �位勾配を大きく保つことができ、18F ^- イオンに作用する静電力が大きくなった。こ れは、流路体積に対する電極の比表面積を大 きくすることで、 ¹⁸ F ^- イオンに静電力が作用する領域を増加させた ものと考えられる。

 上述の実施例1に記載の方法では、2.0mLの[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液の処理時間を約4分まで短縮すること� ��でき、従来よりも処理時間を短縮すること� ��できた。また、この時にグラッシーカーボ� ��電極25に捕捉できる ¹⁸ F ^- イオンは[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液が含有する量の約93%であり、充分な� �であった。

 グラッシーカーボン電極25に析出させた ¹⁸ F ^- イオンの内、約84%はアセトニトリル溶液中に 回収でき、この時の所要時間は約3分であっ� �。
 回収した ¹⁸ F ^- イオン含有アセトニトリル溶液の体積は約53� �Lであり、[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液中に存在した ¹⁸ F ^- イオンの約78%を含んでいる。
 この結果、 ¹⁸ F ^- イオン濃度の変化率を計算すると、2000/53×0.7 8≒29となり、濃度は約29倍に増加しているこ� ��が確認された。

 次に本発明の他の実施例における放射性フ� ��素アニオン濃縮装置について説明する。
[実施例2]
 放射性フッ素アニオン濃縮装置の装置構成� ��、上述の図1及び図2に示した構成と同じで� �り、フローセル11のカーボン平板電極として グラファイト電極25を用いている。
 フローセル11は、金属平板電極21、絶縁性シ ート23及びグラファイト電極25が、絶縁性シ� �ト23を間に挟んで両電極21,25の電極側が向き� ��うように配置されたものである。
 なお、図2は一方の電極をグラファイト電極 、他方の電極を金属平板電極として構成して いるが、一方の電極をグラッシーカーボン電 極、他方の電極をカーボン電極としてもよい し、両方の電極をカーボン電極で構成しても よい。

 次に ¹⁸ F ^- イオンの濃縮操作の手順を図1、2を参照しな� ��ら説明する。
 (1)フローセル11の試料導入口31から流路26内� �� ¹⁸ F ^- イオンを含む溶液を導入する。
 (2)電源13により金属平板電極21とグラファイ ト電極25間に電圧を印加し、グラファイト電� ��25に ¹⁸ F ^- イオンを捕捉する。
 (3)フローセル11の試料排出口33から流路26内� ��溶液を排出する。
 (4) ¹⁸ F ^- イオンの回収剤を含むアセトニトリル溶液を 試料導入口31からフローセル11内に充填し、� �ラファイト電極25に印加する電圧は反転させ る。これにより、 ¹⁸ F ^- イオンをグラファイト電極25からアセトニト� ��ルに回収する。

 (5) ¹⁸ F ^- イオンを含んだアセトニトリル溶液を試料排 出口33からフローセル11外に排出する。
 (6)アセトニトリルを試料導入口31からフロ� �セル11内に充填し、フローセル11内を洗浄す� ��。
 (7)洗浄液(アセトニトリル)を試料排出口33か らフローセル11外に排出する。
 (8)アセトニトリル溶液による洗浄を2回行な う。
 図1に示すフローセル11を用いた場合、 ¹⁸ F ^- イオンを含有する[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液は送液装置15により流路26に流され、� ��レイン17により回収される。

 次に同実施例2におけるフッ素濃縮実験の一 例を図1、図2を参照しながら説明する。なお� ��フローセル11の流路26の形状としては図3Bに� ��した形状を用いた。
[濃縮実験]
 (1)[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液を送液装置15に導入し、送液量を500μL /分に設定してシリンジポンプを使用してフ� �ーセル11内に送液する。[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液として、717μCiの ¹⁸ F ^- イオンを含む2000μLを用いた。
 (2)直流電源13により、グラファイト電極25に 10.0Vの電圧を印加する。

 (3)[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液の送液が終了した後、圧縮ガスによ� �てフローセル11内の[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液をフローセル11の外に押し出す。この とき、グラファイト電極25に捕捉された ¹⁸ F ^- イオンの量は612μCi(初期線量測定から2分経過 )であった。

 (4)フローセル内に0.34mgの4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1 ,10-diazabicyclo-[8,8,8]-hexacosane(Kryptofix 222(登録商 標)、[K⊂2.2.2] ₂ CO ₃ )を含むアセトニトリル溶液17.6μLを充填し、� ��流電源13の電圧極性を反転させて-3.3Vを印加 し、加熱装置19により80℃で1分間加熱する。
 (5)加熱から1分経過後、圧縮ガスによってフ ローセル11内のアセトニトリル溶液をセル外� ��押し出して回収し、フローセル11の流路26内 を17.6μLのアセトニトリル溶液で2回洗浄する� ��

[濃縮実験の結果]
 上述の濃縮方法でアセトニトリル溶液中に� ��収できた ¹⁸ F ^- イオンは313μCi(初期線量測定から4分経過)で� �った。
 上述の実施例2に記載の方法では、[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液の処理時間を従来よりも処理時間を� �縮することができた。
 また、この時にグラファイト電極25に捕捉� �きる ¹⁸ F ^- イオンは[ ¹⁸ O]H ₂ O水溶液が含有する量の約85.3%であり、充分な 量であった。
 また、グラファイト電極25に析出させた ¹⁸ F ^- イオンの内、約51.2%はアセトニトリル溶液中� ��回収できた。

 次に、フローセル11に用いる流路26の形状に ついて検討する。
[流路形状についての検討]
  ¹⁸ F ^- イオンの捕捉効率はフローセル11の電極面積� ��大きくなるほど高くなると予測されるので� ��図3A~図3Cに示す流路形状について電極面積� �を6:2:1として3パターンで検討した。このと� �の流路体積は、それぞれ50μL、17.6μL、8.8μL� �あった。また、グラッシーカーボン電極25(� �1及び図2参照。)への捕捉電圧を3.3V、溶液流� ��を200μL/分、反応温度を室温という条件に設 定して ¹⁸ F ^- イオンの捕捉率を求めた。

 上述の条件で捕捉率を計算すると、図3A及� �図3Bの場合は86%超となり、図3Cの場合は70%程� ��となった。
 そこで、図3A~3Cの流路パターンにおける ¹⁸ F ^- イオン分布を確認するためにラジオグラフを 撮像した(図示は省略)。その場合、図3Aの結� �からは流路内上部側面に気泡の存在が疑わ� �、 ¹⁸ F ^- イオンの捕捉は流路前半部分でほとんど終了 していることがわかった。
 一方、図3B及び図3Cのラジオグラフを見ると 、気泡の滞留は無く、流路全体で ¹⁸ F ^- イオンの捕捉を行なっていることが確認でき た。

 これらの結果から最も効率のよい流路パタ� ��ンを検討したところ、図3Aのパターンは ¹⁸ F ^- イオンの捕捉率に関しては良い結果を得たが 、電極表面の一部しか捕捉に使用されておら ず、気泡が存在することも確認された。その ため、上述の図4に示す結果においては除外� �た。また、図3Cの流路パターンは図3Bに比べ� ��流路幅が狭く、捕捉率が低いため、実験条� ��にもよるが図4に示す結果においては除外し た。
 以上の結果から、図3Bの流路パターンを用� �ると最もよいと判断できるが、実験条件に� �っては図3Aや図3Cのような流路パターンでも� ��い結果が得られると推測される。

 本発明で作製したフローセルは、[ ¹⁸ O]H ₂ O水と ¹⁸ F ^- イオンの分離をフロー状態で行える構造にし ており、任意の量の ¹⁸ F ^- イオン含有[ ¹⁸ O]H ₂ O水を1度に分離処理することができる。
 また、任意の有機溶媒を流路内に流すこと� ��溶媒交換が速やかに行え、イオン交換樹脂� ��使用する従来の技術よりも操作方法が簡便� ��している。

 さらに、フローセル11に組み込んだ電極21,25 間の距離を500μm以下にすることで、低い電圧 印加であっても電極21,25間の電位勾配は大き� ��なるため、 ¹⁸ F ^- イオンに作用する静電力が大きく、捕捉に要 する時間は短くなった。また、フローセル11� ��組み込んだ流路26の体積を数100μL以下のマ� �クロ空間にすることと流路体積に対するカ� �ボン電極25の比表面積が大きくなるため、 ¹⁸ F ^- イオンの捕捉効率が向上した。
 また、 ¹⁸ F ^- イオンを電極から回収する際に流路中に充填 する有機溶媒の体積が小さくなるため、濃縮 効率も向上した。