氧同位素-氧18的氧气有许多应用
氧同位素-氧18的氧气有许多应用
岾氧是指氧元素的稳定同位素,具体符号为O,缩写为18O。1929年,W.F.Giorgio和H.L.Johnston利用分子光谱学的方法,发现天然氧由三种同位素氧16、氧17和氧18组成。现代测量结果显示,空气中氧同位素的确切成分为氧16:氧17:氧18的比例为2667:1:5.5。
在1937年,H.C.Yuri和J.R.Hoffman使用水蒸馏成功获取了富氧水,也被称为重氧水。至今,水蒸馏法仍是分离氧18的主要方法,可获得高达99.8%的H218O。此外,一氧化碳或一氧化氮也可以通过低温蒸馏的方式从氧18中分离出来。
由于发现了重氧同位素,化学标度(O=16.000000)与物理标度(16O=16.00000)不相符。这是因为天然氧气中存在氧气17和氧气18,使得化学标度大于物理标度,相差为1000275倍。化学和物理是相互关联的,不同的标度必然会带来混淆。随着时间的推移,人们越来越意识到需要统一的标度。直到196年,化学和物理共同选择12C=12作为原子量的标准,实现了两种标度的统一。
由于氧没有长寿命的放射性同位素(参见放射性),氧18被广泛应用于研究与生命活动相关的化学反应机制、催化机制和反应过程,成为重要的痕量原子。
药物研究中的氧气是大多数药物结构的基本元素。在代谢研究中,通常使用同位素标记的氧(如prop18)代替普通氧,以便敏锐、准确、快速地追踪药物在体内的活动规律和代谢途径。这种可追溯性的研究对于新药的开发至关重要,同时对于控制药物在人体中的使用也非常重要。
其次,在能量代谢研究中的应用方面:H218O,由氧18和氢组成的分子,化学式叫做氧18水。双标记水技术是确定个体能量代谢最快且准确的方法,即使用氢和氧双同位素示踪法。通过给人类或动物摄入一定剂量的H-2(氘)和O-18双标记水,并通过采样和测量释放的同位素速率来评估代谢状态。双标签水技术在运动医学、儿童营养、食品营养、减肥以及宇航员饮食等领域中得到广泛应用,具有广阔的发展前景。
第三,PET(正电子发射断层成像)技术是在20世纪90年代开发的,为重氧水的应用带来了前所未有的机会。与CT、核磁共振等形态学诊断成像技术相比,PET能够提供关于疾病功能、代谢以及受体结合等方面的分子水平信息,因此被称为“体内生化成像”。由于疾病的生化变化通常比形态学变化更早出现,所以在诊断肿瘤、冠心病和脑疾病等病症时,PET可以更早、更敏感、更准确地提供帮助。超过90%的PET显像剂使用氟-18,而氟-18是通过加速器中质子轰击氧同位素18来产生的。因此,它已成为正电子发射靶的最主要用途。
- 上一篇:各类稳定同位素的标准值
- 下一篇:如何安全使用氩气,你必须做到这九点