En effektiv metode til at adskille O-18 fra O-16, afgørende for brug i kræftbehandling

Positronemissionstomografi (PET) spiller en stor rolle i den tidlige påvisning af forskellige former for kræft. En forskningsgruppe ledet af specielt udnævnt professor Katsumi Kaneko fra Research Initiative for Supra-Materials (RISM), Shinshu University har opdaget en metode til at adskille ilt-18 fra ilt-16, en vigtig isotop til PET -diagnose, ved høj hastighed og høj effektivitet. Resultaterne af denne forskning blev for nylig offentliggjort online i tidsskriftet Naturkommunikation .

Den nye metode til hurtig og effektiv adskillelse af ¹⁸ O fra ¹⁶ O ₂ , der er rigelig i atmosfæren, blev udført med nanoporøst kulstof, som er lavet af porer mindre end 1 nanometer. Når en blanding af ¹⁶ O ₂ og ¹⁸ O ₂ indføres i det nanoporøse kulstof, det ¹⁸ O ₂ adsorberes fortrinsvis og adskilles effektivt fra ¹⁶ O ₂ . Den eksperimentelle adskillelse af ¹⁸ O ₂ fra ¹⁶ O ₂ blev også udført ved hjælp af lavtemperatur spildvarme fra et naturgaslager.

¹⁸ O spiller en stor rolle i den tidlige opdagelse af kræft. Udnytter egenskaben af ​​kræftceller, der optager meget mere glukose end normale celler, læger injicerer et lægemiddel kaldet 18F-FDG (fluorodeoxyglucose), som er et indeks for glukosemetabolisme og bruger en PET -maskine til at præcisere, hvilken del af kroppen der har kræft. ¹⁸ F-FDG er et lægemiddel, hvor fluor-18 ( ¹⁸ F), som afgiver positiv elektricitet, er knyttet til glukose. ¹⁸ F-FDG produceres ved en atomreaktion, hvor ¹⁸ O introduceres før protonerne injiceres. Derfor, ¹⁸ O er et vigtigt stof, der er uundværligt for PET-diagnose, men det var svært at skaffe, fordi kun 0,2% af naturligt forekommende ilt er O-18. For at adskille ¹⁸ O fra størstedelen af ¹⁶ O fundet i atmosfæren, det var nødvendigt at destillere ¹⁸ O fra ¹⁶ O, selvom de har meget ens kogepunkter. Denne destillation krævede præcis teknologi og tog mere end 6 måneder at fuldføre.

Den nye metode, der anvender nanoporøst carbon til destillation ¹⁸ O kan bruges ikke kun til PET -diagnose, men til forskning i demens, og denne nye metode kan anvendes til adskillelse af carbon- og nitrogenisotoper, og andre molekyler, der er nyttige til isotopiske analysemetoder og terapeutiske kræftlægemidler. Gruppen forventer mere efterspørgsel efter denne metode og substans i fremtiden.