A deutérium a hidrogén stabil izotópja. Ez az izotóp kissé eltér a leggyakoribb természetes izotópjától (protium), és számos tudományos területen értékes, beleértve a mágneses magrezonancia spektroszkópiát és a kvantitatív tömegspektrometriát. Számos területen használják, a környezeti tanulmányoktól a betegségek diagnosztizálásáig.

A stabil izotóppal jelölt vegyi anyagok piaca az elmúlt évben drámai, több mint 200%-os áremelkedést mutatott. Ez a tendencia különösen az olyan alapvető stabil izotóppal jelölt vegyi anyagok áraiban hangsúlyos, mint a 13CO2 és a D2O, amelyek 2022 első felében kezdtek emelkedni. Ezenkívül jelentősen megnőtt a stabil izotóppal jelölt biomolekulák, például a glükóz vagy az aminosavak ára, amelyek a sejtkultúra-táptalajok fontos alkotóelemei.

A megnövekedett kereslet és a csökkent kínálat magasabb árakhoz vezet

Mi volt pontosan az, ami ilyen jelentős hatással volt a deutérium kínálatára és keresletére az elmúlt évben? A deutériummal jelölt vegyi anyagok új alkalmazásai egyre nagyobb keresletet teremtenek a deutérium iránt.

Hatóanyagok (API-k) deuterációja

A deutérium (D, deuterium) atomok gátló hatással vannak az emberi szervezet gyógyszer-anyagcseréjének sebességére. Kimutatták, hogy biztonságos összetevője a terápiás gyógyszereknek. A deutérium és a protium hasonló kémiai tulajdonságai miatt a deutérium egyes gyógyszerekben a protium helyettesítőjeként használható.

A gyógyszer terápiás hatását a deutérium hozzáadása nem befolyásolja jelentősen. Az anyagcsere-vizsgálatok kimutatták, hogy a deutériumot tartalmazó gyógyszerek általában megőrzik teljes hatékonyságukat és potenciájukat. A deutériumot tartalmazó gyógyszerek azonban lassabban metabolizálódnak, ami gyakran hosszabb ideig tartó hatást, kisebb vagy kevesebb adagot és kevesebb mellékhatást eredményez.

Hogyan lassítja a deutérium a gyógyszermetabolizmust? A deutérium erősebb kémiai kötéseket képes kialakítani a gyógyszermolekulákon belül, mint a protium. Tekintettel arra, hogy a gyógyszerek metabolizmusa gyakran magában foglalja az ilyen kötések felbomlását, az erősebb kötések lassabb gyógyszermetabolizmust jelentenek.

A deutérium-oxidot kiindulási anyagként használják különféle deutériummal jelölt vegyületek, köztük deuterált gyógyszerhatóanyagok előállításához.

Deuterált optikai kábel

Az optikai kábelek gyártásának utolsó szakaszában a száloptikai kábeleket deutériumgázzal kezelik. Bizonyos típusú optikai szálak hajlamosak optikai teljesítményük romlására, ezt a jelenséget a kábelben vagy annak közelében található atomokkal lejátszódó kémiai reakciók okozzák.

A probléma enyhítésére deutériumot használnak a száloptikai kábelekben jelen lévő protium egy részének helyettesítésére. Ez a helyettesítés csökkenti a reakciósebességet és megakadályozza a fényáteresztés romlását, végső soron meghosszabbítva a kábel élettartamát.

Szilícium félvezetők és mikrochipek deuterációja

A deutérium-protium csere deutérium gázzal (deutérium 2 ; D 2 ) folyamatát szilícium félvezetők és mikrochipek gyártásánál alkalmazzák, amelyeket gyakran használnak áramköri lapokban. A deutériumos hőkezelés a protium atomok deutériummal való helyettesítésére szolgál, hogy megakadályozza a chip áramkörök kémiai korrózióját és a forró töltéshordozók káros hatásait.

Ennek az eljárásnak a megvalósításával a félvezetők és mikrochipek életciklusa jelentősen meghosszabbítható és javítható, lehetővé téve kisebb és nagyobb sűrűségű chipek gyártását.

Szerves fénykibocsátó diódák (OLED-ek) deuterációja

Az OLED, az Organic Light Emitting Diode (Organic Light Emitting Diode) rövidítése, egy vékonyrétegű eszköz, amely szerves félvezető anyagokból áll. Az OLED-ek áramsűrűsége és fényereje alacsonyabb a hagyományos fénykibocsátó diódákhoz (LED-ekhez) képest. Bár az OLED-ek előállítása olcsóbb, mint a hagyományos LED-eké, fényerejük és élettartamuk nem olyan magas.

Az OLED technológia forradalmi fejlesztéseinek eléréséhez ígéretes megközelítésnek bizonyult a protium deutériummal való helyettesítése. Ez azért van, mert a deutérium erősíti a kémiai kötéseket az OLED-ekben használt szerves félvezető anyagokban, ami számos előnnyel jár: A kémiai lebomlás lassabb ütemben megy végbe, ami meghosszabbítja az eszköz élettartamát.