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酸素 18 の超秘密: それを PET スキャンの鍵にする方法!
酸素 18 (18O) は天然に存在する安定同位体であり、環境同位体のカテゴリに属します。陽電子放出断層撮影（PET）の重要な前身の一つとして、酸素18の応用分野は注目に値します。その主な用途は、がんやその他の病気の診断に重要な一般的な放射性医薬品であるフルオロデオキシグルコース (FDG) の製造です。
一般的に、放射性医薬品業界では、濃縮水 (H2Ω) に水素イオンを照射してフッ素 18 を生成します。この元素は FDG に合成され、患者に注入されます。
これらのプロセスの中核の 1 つは、酸素 18 軽量化プラントの運用です。これらの工場では、PET スキャン センターで 18F 標識フルオロデオキシグルコース (FDG) を迅速に生成するために、大量の酸素 18 濃縮水が使用されています。医療用画像技術では、陽電子放出断層撮影の画質が非常に重要であるため、酸素18の需要が高まっています。
古気候学における酸素18の利用
酸素18の応用は医療分野に限定されません。主に北極と南極の氷床コアから採取された氷床コア研究では、酸素 18 と 16O の比率 (δ18O と呼ばれる) を使用して、古代の降水における温度変化を研究することができます。極地の大気循環と高度に大きな変化がなかったと仮定すると、氷が形成された温度を使用して当時の気候条件を推定することができます。
窒素循環もこの過程において重要な役割を果たしており、酸素同位体比は温度が変化するとそれに応じて部分的に除去されることがわかります。
1950年代、科学者ハロルド・ユーリーは、酸素18の分布の変化とそれが環境に与える影響を研究するために、バケツの中で普通の水と酸素18を含む水を混ぜて部分的に凍らせる実験を行いました。気候への影響。
植物生理学と酸素18
古気候学に加えて、酸素18は植物生理学の研究においても重要な役割を果たしてきました。大気中の酸素18を標識することで、光呼吸中に植物が吸収する酸素の量を測定することができます。 この研究は、産業化よりずっと以前、ほとんどの植物が光合成で生成された酸素の半分を光呼吸によって再吸収していたことを示している。
この研究は、酸素の存在により当時の植物の光合成の生産性が半減した可能性があることを示唆している。
フッ素18の製造プロセス
フッ素 18 は、18O を豊富に含んだ水に高エネルギー陽子を照射することで生成されます。このプロセスでは約 18 MeV の陽子が使用されます。このようなプロセスにより、最終的にはフッ化物溶液が生成されます。これは、さまざまな放射性医薬品の合成に重要な材料です。
高エネルギー陽子線は分子を破壊する可能性が高いため、準備された放射性医薬品はその後合成する必要があります。
フッ素18の半減期は短いため、PETスキャンセンターではこの薬剤を迅速に合成して使用する必要があります。フルオロデオキシグルコースを例にとると、その生成サイクルは通常 90 分を超えないため、診断効率が大幅に向上します。
まとめ酸素 18 のこうした神秘的な用途により、酸素 18 は科学研究と臨床診断の両方において欠かせない役割を果たしています。古気候学の発展を促進し、科学者が地球の歴史的変化を理解するのに役立つだけでなく、現代医学の重要な画像化ツールにもなります。将来の医療技術が酸素18をさらにどのように拡大するか考えたことはありますか？その応用は何ですか？範囲?
