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氧同位素-氧18的氧气的用途

      氧同位素-氧18的氧气的用途。元素氧的一种稳定的同位素,符号岾O,简写为18O。1929年W.F.吉奥克和H.L.约翰斯顿用分子光谱法发现天然氧是由氧16、氧17、氧18三种同位素所组成。现代测定,空气中氧的同位素准确组成为氧16:氧17:氧18=2667:1:5.5。

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     1937年H.C.尤里和J.R.霍夫曼用水精馏法首要得到了富集了氧18的水(重氧水)。现代别离氧18的首要办法仍是水精馏法,用该法已得到99.8%的H218O。低温精馏一氧化碳或一氧化氮也可别离氧18。


     因为氧的重同位素的发现,引起了原子量的化学标度(O=16.00000)和物理标度(16O=16.00000)的不一致。这是因为化学标度所选用的氧是天然氧,而氧17和氧18的存在使得化学标度比物理标度大,化学标度是物理标度的1.000275倍。化学和物理学是互相联系的,标度不同必然引起混乱,在两种标度并用了一段时间后,便越来越感到一致标度的必要。直到1961年,化学和物理学共同选用12C=12为原子量基准,两种标度才得到一致。


     因为氧没有长寿命的放射性同位素(见放射性),所以氧18是重要的示踪原子,并已广泛用于化学反应机理、催化作用机理以及与生命活动有关的反应过程的研讨中。


     一是在药物研究中,氧元素是大部分药物结构中必须的元素。在代谢研究中,通常采用氧-18来代替普通氧进行同位素示踪,可以灵敏、准确、快捷地搞清药物在机体内活动规律、代谢途径。这种示踪研究对于开发新药是必不可少的,对于指导药物的人体内应用有十分重要的意义。


     二是在能量代谢研究中的应用:由氧-18和氢组成的分子,化学式为H218O,叫氧-18水。测定自由人的能量代谢,最快捷准确的方法是用双标记水技术(DLW):即氢氧双重同位素示踪方法。人或动物喂食一定剂量的H-2(氘)和O-18双标记的水之后,取样测定排出体外的同位素速率,就可测出代谢状态。双标记水技术在运动医学、儿童营养、食物营养以及减肥、宇航员饮食等方面已经得到广泛运用,具有广阔的发展前景。


     三是从1990年发展起来的PET(正电子发射断层显象)技术,更使重氧水的应用获得了前所未有的机遇。与从形态学角度诊断疾病的CT、核磁共振等显像技术相比,PET能从分子水平提供病变的功能、代谢或受体结合等信息,被称为“活体生化显像”。由于疾病的生化改变往往早于形态学的改变,因此,它能更早期、灵敏、准确的诊断疾病,尤其是肿瘤、冠心病和脑部疾病。PET显像剂,90%以上是用氟-18,而氟-18是以氧-18为靶材在加速器中经质子轰击而形成的。因此作为正电子发射靶材已经成为氧-18最主要的用途。


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