ايزوتوپ اكسيژن – 18 چيست؟
اکسیژن بعنوان فراوان ترین عنصر در پوسته کره زمین مانند تمام عناصر از هسته ای از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است که توسط ابر الکترون احاطه شده. تمام اتم های اکسیژن دارای 8 پروتون هستند، اما هسته ممکن است حاوی 8 ، 9 یا 10 نوترون باشد. سبك ترين ايزوتوپ اكسيژن (اكسيژن-16) با 8 پروتون و 8 نوترون ، رایج ترین و فراوان ترين ایزوتوپ اكسيژن موجود در طبیعت است و به دنبال آن مقدار بسیار کمتری از اكسيژن - 18 بعنوان ايزوتوپ سنگین تر ، با 8 پروتون و 10 نوترون وجود دارد. در این بین ايزوتوپ پايدار اكسيژن - 18 علیرغم مقدار ناچیز آن در طبیعت، دارای کاربرد های وسیع در علوم مختلف از قبیل محیط زیست؛ بیوشیمی؛ تشخیص و درمان پزشکی می باشد.
كاربرد هاي عمده ايزوتوپ اكسيژن-18
استفاده از ايزوتوپ اكسيژن-18 به عنوان پیش ماده تولید رادیوایزوتوپ Fluorine-18 [18F]
کاربرد ایزوتوپ اکسیژن-18 در علوم پزشکی جهت تشخیص بیماری ها با استفاده از تکنیک تشخیص pet scan یا برش نگاری با نشر پزیترون منجر به توسعه یکی از دقیق ترین روش های اسکن سلول های سرطانی در ابتدایی ترین مراحل رشد شده است. عمده کاربرد اکسیژن -18 به شکل ملکول H218O می باشد.از این گونه ایزوتوپی جهت تولید رادیو ردیاب 18F به منظور سنتز ملکول قندی نشاندار 18FDGمورد استفاده قرار می گیرد که در دستگاهی به نام پت اسکن جهت تشخیص تومور های سرطانی و تعیین میزان پیشرفت بیماری، تشخیص بیماری های مغزی نظیر صرع و آلزایمر، تشخیص بیماری های قلبی کاربرد دارد.
استفاده از ايزوتوپ اكسيژن -18 در مطالعات زيست محيطي
با توجه به توسعه روشهای مختلف تجزیه و تحلیل ایزوتوپی، امکان استفاده موثر از ترکیبات نشاندار شده با ايزوتوپ هاي پايدار در بسیاری از برنامه های زیست محیطی بدست آمده است. به عنوان مثال ، استفاده از دی اکسید گوگرد ، كه با اكسيژن-18 نشان دار شده است، امکان شناسایی منبع آلودگی باران اسيدي را فراهم می کند.
استفاده از ايزوتوپ اكسيژن-18 در تحقيقات شيمي و دارويي
با نشاندار كردن تركيبات شيميايي با ايزوتوپ اكسيژن-18 و رديابي آن در فرآيندها و واكنش هاي شيميايي مي توان به مكانيسم واكنش و بررسي فرآيند هاي شيمي فيزيكي پرداخت. همچنين از گاز اكيسيژن-18 با فرم O2 در سنتز ترکیبات هیدروکربنی نشاندار و به عنوان ردیاب در مطالعات علم مواد و زیست شناسی گیاهی نيز استفاده مي شود.در تصویر زیر مکانیسم واکنش نشاندار شده با اکسیژن-18 را مشاهده می کنید:
غنی سازی ایزوتوپ پایدار اکسیژن-18
D218O
در حقيقت اكسيژن – 18 در طبيعت موجود مي باشد و براي توليد آن كافي است آن را از ساير ايزوتوپ هاي پايدار اكسيژن جداسازي نمود. در فرآیند تولید اکسیژن-18 ابتدا محصول میانی آن به فرم ملکول D2 18O غنی می گردد. این محصول ،به عنوان آب دوبار نشان دار(Doubly labeled water) توسط ایزوتوپ های دوتریم و اکسیژن-18در بررسی سرعت متابولیسم بدن موجودات زنده کاربرد دارد.در این روش جانوران طی چند روز با D2 18Oبا غنای ایزوتوپی خاصی تغذیه می گردنند.از آنجایی که دوتریم توسط آب و اوره و اکسیژن-18نیز توسط آب و CO2 از بدن دفع می گردد،می توان با تعیین نسبت ایزوتوپی ترکیبات مذکور،به مطالعه متابولیکی بدن پرداخته و میزان CO2 تولیدی را اندازه گیری نمود.
H218O
در تولید گونه ایزوتوپی پر مصرف H218O ابتدا ملکولD2 18O تولید شده در فرایند تقطیر ،پس از طی یک مرحله فرآیند الکترولیز ،به ملکول های D2و 18O2تجزیه می شود گاز های D2و18O2 از محصولات جانبی این فرآیند می باشند که در زمان فرآیند الکترولیز تولید می شود. از جمله کاربرد های گاز D2 می توان به استفاده از آن در افزایش کارایی ترانزیستور ها فیبر های نوری حافظه های کامپیوتری لامپ های آرک دستگاهHPLCو... .سپس در مرحله بعد ملکول 18O2با ملکول H2خالص طی یک واکنش شیمیایی ترکیب شده و محصول H218Oتولید می گردد .
در حال حاضر شركت مصباح انرژي قادر به توليد محصول اكسيژن – 18 با غناي ايزوتوپي بالاي 98 درصد مي باشد. اين محصول در بسته بندي هاي 20 و 50 گرمي در ویال های شیشه ای استاندارد بوروسیلیکات با درپوش لاستیکی و مهر و موم های آلومینیومی كه قبل از پر کردن استریل شده اند بسته بندي و توزيع مي شوند. مشخصات محصول را در جدول ذيل مشاهده مي نماييد.
