氧元素的穩(wěn)定同位素,符號(hào)岾O,縮寫為18O。1929年,W.F.Giorgio和H.L.Johnston利用分子光譜學(xué)發(fā)現(xiàn)天然氧由氧16、氧17和氧18同位素組成?,F(xiàn)代測(cè)量表明,空氣中氧同位素的確切成分是氧16:氧17:氧18=2667:1:5.5。
1937年,H.C.Yuri和J.R.Hoffman通過水蒸餾獲得富氧水(重氧水)。在現(xiàn)代,分離氧氣18的主要方法仍然是水蒸餾法,通過水蒸餾法可以獲得99.8%的H218O。一氧化碳或一氧化氮的低溫蒸餾也可以從氧氣18中分離出來。
由于發(fā)現(xiàn)了重氧同位素,原子量的化學(xué)標(biāo)度(O=16.000000)與物理標(biāo)度(16O=16.00000)不兼容。這是因?yàn)榛瘜W(xué)標(biāo)尺選擇的氧氣是天然氧氣,氧氣17和氧氣18的存在使化學(xué)標(biāo)尺大于物理標(biāo)尺,化學(xué)標(biāo)尺是物理標(biāo)尺的1000275倍。化學(xué)和物理是相互聯(lián)系的,不同的尺度必然會(huì)導(dǎo)致混淆。在這兩種尺度一起使用一段時(shí)間后,對(duì)一致尺度的需求變得越來越明顯。直到196年,化學(xué)和物理聯(lián)合選擇12C=12作為原子量標(biāo)準(zhǔn),這兩種尺度是一致的。
由于氧沒有長壽命的放射性同位素(見放射性),氧18是一種重要的痕量原子,廣泛用于研究與生命活動(dòng)有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制、催化機(jī)制和反應(yīng)過程。
首先,藥物研究中的氧氣是大多數(shù)藥物結(jié)構(gòu)中的基本元素。在代謝研究中,氧prop18通常用于代替普通氧進(jìn)行同位素追蹤,它可以靈敏、準(zhǔn)確、快速地了解藥物在體內(nèi)的活動(dòng)規(guī)律和代謝途徑。這種可追溯性研究對(duì)于新藥的開發(fā)至關(guān)重要,對(duì)于控制藥物在人體內(nèi)的使用也非常重要。
二是在能量代謝研究中的應(yīng)用:由氧mit18和氫組成的分子,化學(xué)式為H218O,稱為氧mit18水。為了確定自由人的能量代謝,最快和最準(zhǔn)確的方法是使用雙標(biāo)記水技術(shù),即氫和氧雙同位素示蹤法。在給人類或動(dòng)物喂入一定劑量的H-2(氘)和O-18雙標(biāo)記水后,可以通過采樣和測(cè)量人體釋放的同位素速率來測(cè)量代謝狀態(tài)。雙標(biāo)簽水技術(shù)用于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、兒童營養(yǎng)、食品營養(yǎng)、減肥、宇航員飲食等領(lǐng)域。分布廣泛,具有廣闊的發(fā)展前景。
第三,20世紀(jì)90年代開發(fā)的PET(正電子發(fā)射斷層成像)技術(shù)為重氧水的應(yīng)用提供了前所未有的可能性。與CT、核磁共振和其他用于從形態(tài)學(xué)角度診斷疾病的成像技術(shù)相比,PET可以在分子水平上提供關(guān)于疾病的功能、代謝或受體結(jié)合的信息,被稱為“體內(nèi)生化成像”。由于疾病的生化變化往往比形態(tài)學(xué)變化更早,因此在診斷疾病,特別是腫瘤、冠心病和腦疾病時(shí),它可以更早、更靈敏、更準(zhǔn)確。90%以上的PET顯像劑是氟-18,而氟-18是通過以氧共振18為靶點(diǎn)的加速器中的質(zhì)子轟擊形成的。因此,它已成為氧b18作為正電子發(fā)射靶的最重要用途。