Language
Country/Area
No result found
Bí mật tuyệt mật của Oxy-18: Làm thế nào để biến nó thành chìa khóa cho chụp PET?!
Oxy-18 (18O) là một đồng vị ổn định có trong tự nhiên và thuộc nhóm đồng vị môi trường. Là một trong những tiền thân quan trọng của phương pháp chụp cắt lớp phát xạ positron (PET), lĩnh vực ứng dụng của oxy-18 rất đáng chú ý. Công dụng chính của nó là sản xuất fluorodeoxyglucose (FDG), một loại dược phẩm phóng xạ phổ biến, quan trọng trong chẩn đoán ung thư và các bệnh khác.
Nói chung, trong ngành dược phẩm phóng xạ, nước giàu (H2Ω) được bắn phá bằng các ion hydro để tạo ra flo-18. Nguyên tố này sau đó được tổng hợp thành FDG và tiêm vào bệnh nhân.
Một trong những cốt lõi của các quy trình này xuất phát từ hoạt động của Nhà máy sản xuất vật liệu nhẹ Oxygen-18. Ở những nhà máy này, một lượng lớn nước giàu oxy-18 được sử dụng để nhanh chóng tạo ra fluorodeoxyglucose (FDG) được gắn nhãn 18F tại các trung tâm quét PET. Trong công nghệ hình ảnh y tế, chất lượng hình ảnh chụp cắt lớp phát xạ positron rất quan trọng, do đó nhu cầu về oxy-18 ngày càng tăng.
Sử dụng oxy-18 trong cổ khí hậu học
Ứng dụng của oxy-18 không chỉ giới hạn trong lĩnh vực y tế. Trong các nghiên cứu lõi băng, chủ yếu từ lõi băng Bắc Cực và Nam Cực, tỷ lệ oxy-18 so với 16O (gọi là δ18O) có thể được sử dụng để nghiên cứu những thay đổi nhiệt độ trong lượng mưa cổ đại. Nếu chúng ta cho rằng không có thay đổi đáng kể nào về hoàn lưu khí quyển cực và độ cao, chúng ta có thể sử dụng nhiệt độ mà băng hình thành để ước tính điều kiện khí hậu tại thời điểm đó.
Chu trình nitơ cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này, với tỷ lệ đồng vị oxy cho thấy sự loại bỏ theo phân số tương ứng khi nhiệt độ thay đổi.
Vào những năm 1950, nhà khoa học Harold Urey đã tiến hành một thí nghiệm trong đó ông trộn nước thường với nước chứa oxy-18 trong xô và đông lạnh một phần để giúp nghiên cứu những thay đổi trong sự phân bố của đồng vị này và tác động của nó đến môi trường. Tác động đến khí hậu.
Sinh lý thực vật và Oxy-18
Ngoài lĩnh vực cổ khí hậu học, oxy-18 còn đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu sinh lý thực vật. Bằng cách gắn nhãn oxy-18 trong khí quyển, người ta có thể đo được lượng oxy mà thực vật hấp thụ trong quá trình hô hấp sáng. Nghiên cứu cho thấy rằng từ lâu trước khi công nghiệp hóa, hầu hết thực vật đều hấp thụ lại một nửa lượng oxy được tạo ra từ quá trình quang hợp thông qua quá trình hô hấp sáng.
Nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của oxy có thể đã làm giảm một nửa năng suất quang hợp của thực vật vào thời điểm đó.
Quy trình sản xuất flo-18
Flo-18 được sản xuất bằng cách bắn phá nước giàu 18O bằng proton năng lượng cao. Proton khoảng 18 MeV được sử dụng trong quá trình này. Quá trình như vậy cuối cùng sẽ tạo ra dung dịch florua, đây là vật liệu chính để tổng hợp nhiều loại dược phẩm phóng xạ.
Các dược phẩm phóng xạ đã chuẩn bị sau đó phải được tổng hợp vì bức xạ proton năng lượng cao có thể phá hủy các phân tử.
Do thời gian bán hủy của flo-18 ngắn nên các trung tâm quét PET cần tổng hợp và sử dụng thuốc một cách nhanh chóng. Lấy fluorodeoxyglucose làm ví dụ, chu kỳ sản xuất của nó thường không quá 90 phút, điều này giúp cải thiện đáng kể hiệu quả chẩn đoán.
Bản tóm tắtNhững ứng dụng bí ẩn của oxy-18 khiến nó đóng vai trò không thể thiếu trong cả nghiên cứu khoa học và chẩn đoán lâm sàng. Nó không chỉ thúc đẩy sự phát triển của ngành cổ khí hậu học và giúp các nhà khoa học hiểu được những thay đổi lịch sử của trái đất; nó còn trở thành một công cụ hình ảnh quan trọng trong y học hiện đại. Bạn đã bao giờ nghĩ về cách công nghệ y tế trong tương lai sẽ mở rộng oxy-18 hơn nữa chưa? Ứng dụng là gì phạm vi?
