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同位素氧18的主要应用领域

作者:小编 日期:2020-12-07 10:07:16 点击数:

人们对氧的稳定同位素的兴趣不断增长,这可以解释为氧在植物和动物的生命中,在同位素分析方法的开发中,在将生物化学方面的纯研究技术转变为临床医学实践中的巨大作用。使用化合物(“标记的” Oxygen-18同位素)可以确定神经和心血管系统许多疾病的原因,以诊断肺部疾病并确定药物在脑部疾病研究和治疗中的有效性。

稳定同位素氧18的最常见应用包括:

氧气18用作医用放射性同位素Fluorine-18 [18F]生产的前体,该产品已在PET(正电子发射断层扫描)中得到利用。

这是Oxygen-18的最典型应用之一。正电子发射断层扫描(PET)是近年来发展迅速的一种医学临床诊断和生化研究的现代方法。水或气态形式的氧气18可以作为短期发射正电子的同位素氟18的来源,氟18可以跟踪脑血流量,中枢神经和心血管系统中葡萄糖代谢的过程,评估药物的影响在神经受体上。18F还用于大脑成像。如今,每年有数百个PET中心在各个国家/地区为数千万人提供宝贵的帮助。

在医学和生物学研究中使用Flourine-18作为示踪剂。

由于在精神分裂症患者的监督和治疗下需要根据血液,尿液,脑脊液中生物酸的代谢产物分析大脑的生命过程来研究大脑的生命过程,因此发现了这种产品的应用。 ,躁狂抑郁症,帕金森氏病,或研究肺泡中氧交换对肺部疾病的诊断。在这些情况下,可以通过简单地吸入分子氧将Oxygen-18引入体内。应当指出,由于同位素分析方法的迅速发展,同位素Oxygen-18的这种使用已成为可能。

在进行大规模环境研究时,将Oxygen-18用于相同目的。

通过开发各种同位素分析方法,已经获得了在许多环境程序中有效使用稳定同位素标记的化合物的可能性。此外,专家指出,使用稳定的氧同位素对整个环境计划有很大贡献。例如,利用二氧化硫,标记为18的同位素氧,可以在云层移动数百公里后确定酸污染的来源。

使用Oxygen-18创建治疗性癌症药物。

这个方向目前本质上是探索性的。该领域研究的积极结果可能导致对同位素Oxygen-18的需求急剧增加。

因此,增加Oxygen-18的产量是成功完成已启动计划并获得健康和环境计划以及基础科学方面成就和改善的必要条件。这不仅对于单个国家和地区,而且对于整个人类来说都是非常重要的。

氧18生产过程简述

氧气是地球上最丰富的元素。气氛包含23重量%的游离氧。水圈和岩石圈的结合氧含量分别为86%和47%。

氧气是三种稳定同位素的混合物:Oxygen-16(99.76%at。),Oxygen-17(0.04%at。)和Oxygen-18(0.20%at。)。

同位素质量数的差异在很小程度上影响其基本性质,因此各种天然化合物的氧同位素组成大致相等。空气,淡水和海水中Oxygen-18的含量为0.204%at。,0.198%at。和0.200%at。分别。各种矿物质中Oxygen-18的含量相差不超过0.008%at。因此,应使用空气或天然水作为生产原料。

为了在生产数量上使Oxygen-18富集该材料,可以应用液态氧,氮氧化物,水或化学同位素交换的精馏。基于经济考虑和每种方法的技术可行性,在俄罗斯的现状下,水的精馏已被选为基本方法。此外,以富含这种同位素的水的形式存储,运输和使用Oxygen-18最为方便。

精馏方法已被充分研究并广泛用于化学工业中的物质纯化和分离具有不同沸点的物质。

天然水可以看作是常压下沸点为100 oC的低沸点组分H216O和沸点为100.15 oC的高沸点组分H216O的混合物。H216O和H218O的分离发生在蒸馏塔中。每列由一个立方体蒸发器,实际的列填充喷嘴,冷凝器和上部储液器组成。
在立方体中,会不断地蒸发来自色谱柱的水。上升到塔上的蒸汽与水以薄膜形式在喷嘴上流动,从而发生质量传递。在这种情况下,蒸汽被耗尽,并且流动的水中富含高沸点组分H218O。

在塔的顶部,蒸汽进入冷凝器,由来自水循环系统的水冷却。在冷凝器中会发生18号氧气耗尽水蒸气的连续冷凝。重力凝结水进入上部水库,并与那里的水混合。然后,将水送入色谱柱。水的消耗量对应于蒸汽的质量流量。

因此,在色谱柱的操作过程中,Oxygen-18从上部储层转移到立方体:立方体中的水富含Oxygen-18,并且上部储层中的水被这种同位素耗尽。


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