氧同位素-氧18的氧氣的用途

氧同位素-氧18的氧氣的用途。元素氧的一種穩(wěn)定的同位素，符號(hào)岾O，簡(jiǎn)寫(xiě)為18O。1929年W.F.吉奧克和H.L.約翰斯頓用分子光譜法發(fā)現(xiàn)天然氧是由氧16、氧17、氧18三種同位素所組成。現(xiàn)代測(cè)定，空氣中氧的同位素準(zhǔn)確組成為氧16:氧17:氧18=2667:1:5.5。

1937年H.C.尤里和J.R.霍夫曼用水精餾法首要得到了富集了氧18的水（重氧水）。現(xiàn)代別離氧18的首要辦法仍是水精餾法，用該法已得到99.8％的H218O。低溫精餾一氧化碳或一氧化氮也可別離氧18。

因?yàn)檠醯闹赝凰氐陌l(fā)現(xiàn)，引起了原子量的化學(xué)標(biāo)度(O＝16.00000)和物理標(biāo)度(16O＝16.00000)的不一致。這是因?yàn)榛瘜W(xué)標(biāo)度所選用的氧是天然氧，而氧17和氧18的存在使得化學(xué)標(biāo)度比物理標(biāo)度大，化學(xué)標(biāo)度是物理標(biāo)度的1.000275倍。化學(xué)和物理學(xué)是互相聯(lián)系的，標(biāo)度不同必然引起混亂，在兩種標(biāo)度并用了一段時(shí)間后，便越來(lái)越感到一致標(biāo)度的必要。直到1961年，化學(xué)和物理學(xué)共同選用12C＝12為原子量基準(zhǔn)，兩種標(biāo)度才得到一致。

因?yàn)檠鯖](méi)有長(zhǎng)壽命的放射性同位素(見(jiàn)放射性)，所以氧18是重要的示蹤原子，并已廣泛用于化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、催化作用機(jī)理以及與生命活動(dòng)有關(guān)的反應(yīng)過(guò)程的研討中。

一是在藥物研究中，氧元素是大部分藥物結(jié)構(gòu)中必須的元素。在代謝研究中，通常采用氧-18來(lái)代替普通氧進(jìn)行同位素示蹤，可以靈敏、準(zhǔn)確、快捷地搞清藥物在機(jī)體內(nèi)活動(dòng)規(guī)律、代謝途徑。這種示蹤研究對(duì)于開(kāi)發(fā)新藥是必不可少的，對(duì)于指導(dǎo)藥物的人體內(nèi)應(yīng)用有十分重要的意義。

二是在能量代謝研究中的應(yīng)用：由氧-18和氫組成的分子，化學(xué)式為H218O，叫氧-18水。測(cè)定自由人的能量代謝，最快捷準(zhǔn)確的方法是用雙標(biāo)記水技術(shù)（DLW）：即氫氧雙重同位素示蹤方法。人或動(dòng)物喂食一定劑量的H-2（氘）和O-18雙標(biāo)記的水之后，取樣測(cè)定排出體外的同位素速率，就可測(cè)出代謝狀態(tài)。雙標(biāo)記水技術(shù)在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、兒童營(yíng)養(yǎng)、食物營(yíng)養(yǎng)以及減肥、宇航員飲食等方面已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用，具有廣闊的發(fā)展前景。

三是從1990年發(fā)展起來(lái)的PET（正電子發(fā)射斷層顯象）技術(shù)，更使重氧水的應(yīng)用獲得了前所未有的機(jī)遇。與從形態(tài)學(xué)角度診斷疾病的CT、核磁共振等顯像技術(shù)相比，PET能從分子水平提供病變的功能、代謝或受體結(jié)合等信息，被稱(chēng)為“活體生化顯像”。由于疾病的生化改變往往早于形態(tài)學(xué)的改變，因此，它能更早期、靈敏、準(zhǔn)確的診斷疾病，尤其是腫瘤、冠心病和腦部疾病。PET顯像劑，90%以上是用氟-18，而氟-18是以氧-18為靶材在加速器中經(jīng)質(zhì)子轟擊而形成的。因此作為正電子發(fā)射靶材已經(jīng)成為氧-18最主要的用途。