Language
Country/Area
No result found
Il super segreto dell'ossigeno-18: come renderlo essenziale per le scansioni PET?!
L'ossigeno-18 (18O) è un isotopo stabile presente in natura e appartiene ai ranghi degli isotopi ambientali. Essendo uno degli importanti precursori della tomografia a emissione di positroni (PET), i campi di applicazione dell'ossigeno-18 sono accattivanti. Il suo utilizzo principale è quello di produrre fluorodesossiglucosio (FDG), un comune farmaco radioattivo importante nella diagnosi del cancro e di altre malattie.
Generalmente, nell'industria radiofarmaceutica, l'acqua arricchita (H2Ω) viene bombardata con ioni idrogeno, producendo fluoro-18. Questo elemento viene quindi sintetizzato in FDG e iniettato nel paziente.
Uno degli elementi centrali di questi processi deriva dal funzionamento della fabbrica di materiali leggeri Oxygen-18. In questi impianti, grandi quantità di acqua arricchita di ossigeno-18 vengono utilizzate per generare rapidamente fluorodeossiglucosio (FDG) marcato con 18F nel centro di scansione PET. Nella tecnologia di imaging medicale, la qualità dell’immagine della tomografia a emissione di positroni è cruciale, quindi la domanda di ossigeno-18 continua ad aumentare.
L'uso dell'ossigeno-18 in paleoclimatologia
Le applicazioni dell'ossigeno-18 non si limitano al campo medico. Nella ricerca sulle carote di ghiaccio, il rapporto tra ossigeno-18 e 16O (chiamato δ18O) può essere utilizzato per studiare i cambiamenti di temperatura nelle antiche precipitazioni, principalmente attraverso carote di ghiaccio nell’Artico e nell’Antartico. Supponendo che la circolazione atmosferica e l'altitudine delle regioni polari non siano cambiate in modo significativo, le condizioni climatiche di quel momento possono essere dedotte dalla temperatura di formazione del ghiaccio.
Anche il ciclo dell'azoto gioca un ruolo importante in questo processo. Quando la temperatura cambia, il rapporto isotopico dell'ossigeno mostrerà un corrispondente fenomeno di rimozione frazionata.
Negli anni '50, lo scienziato Harold Urey condusse un esperimento in cui l'acqua normale fu mescolata con acqua contenente ossigeno-18 in un secchio e poi parzialmente congelata per studiare i cambiamenti nella distribuzione di questo isotopo e il suo impatto sul clima.
Fisiologia vegetale e ossigeno-18
Oltre alla paleoclimatologia, l'ossigeno-18 svolge un ruolo importante anche nello studio della fisiologia vegetale. Etichettando l'ossigeno-18 nell'atmosfera, è possibile misurare la quantità di ossigeno assorbito dalle piante durante la fotorespirazione. La ricerca sottolinea che molto prima dell’industrializzazione, la maggior parte delle piante riassorbiva metà dell’ossigeno prodotto dalla fotosintesi attraverso la fotorespirazione.
Questo studio mostra che la resa fotosintetica delle piante in quel periodo potrebbe essere stata dimezzata a causa della presenza di ossigeno.
Processo di produzione del fluoro-18
La produzione di fluoro-18 prevede principalmente il bombardamento di acqua arricchita di ossigeno (acqua arricchita di 18O) con protoni ad alta energia. In questo processo vengono utilizzati protoni di circa 18 MeV. Tale processo termina con una soluzione di fluoro, un materiale chiave nella sintesi di vari radiofarmaci.
I radiofarmaci prodotti devono poi essere sintetizzati perché le radiazioni protoniche ad alta energia possono distruggere le molecole.
A causa della breve emivita del fluoro-18, i centri di scansione PET devono sintetizzare e utilizzare il farmaco rapidamente. Prendendo ad esempio il fluorodesossiglucosio, il suo ciclo di produzione solitamente non supera i 90 minuti, il che migliora notevolmente l’efficienza diagnostica.
Riepilogo
Queste misteriose applicazioni dell'ossigeno-18 gli fanno svolgere un ruolo indispensabile nella ricerca scientifica e nella diagnosi clinica. Non solo promuove lo sviluppo della paleoclimatologia e aiuta gli scienziati a comprendere i cambiamenti storici della terra; allo stesso tempo, è anche diventato uno strumento di imaging chiave nelle moderne cure mediche. Hai mai pensato a come la futura tecnologia medica espanderà ulteriormente l’ossigeno -18 Qual è l'ambito di applicazione?
