Deuterium är en stabil isotop av väte. Denna isotop har något olika egenskaper från sin vanligaste naturliga isotop (protium) och är värdefull i många vetenskapliga discipliner, inklusive kärnmagnetisk resonansspektroskopi och kvantitativ masspektrometri. Det används för att studera olika ämnen, från miljöstudier till sjukdomsdiagnos.

Marknaden för stabila isotopmärkta kemikalier har sett en dramatisk prisökning på mer än 200% under det senaste året. Denna trend är särskilt uttalad i priserna på grundläggande stabila isotopmärkta kemikalier såsom 13CO2 och D2O, som börjar stiga under första halvåret av 2022. Dessutom har det skett en signifikant ökning av stabila isotopmärkta biomolekyler såsom glukos eller aminosyror som är viktiga komponenter i cellodlingsmediet.

Ökad efterfrågan och minskat utbudet ledde till högre priser

Vad har exakt haft en så betydande inverkan på Deuterium -utbudet och efterfrågan under det senaste året? Nya tillämpningar av deuterium-märkta kemikalier skapar en växande efterfrågan på deuterium.

Deuteration av aktiva farmaceutiska ingredienser (API: er)

Deuterium (D, deuterium) atomer har en hämmande effekt på läkemedelsmetabolismhastigheten hos människokroppen. Det har visat sig vara en säker ingrediens i terapeutiska läkemedel. Med tanke på de liknande kemiska egenskaperna hos deuterium och protium kan deuterium användas som en ersättning för protium i vissa läkemedel.

Den terapeutiska effekten av läkemedlet påverkas inte signifikant av tillsatsen av deuterium. Metabolismstudier har visat att deuteriuminnehållande läkemedel i allmänhet behåller full styrka och styrka. Emellertid metaboliseras deuteriuminnehållande läkemedel långsammare, vilket ofta resulterar i längre varvande effekter, mindre eller färre doser och färre biverkningar.

Hur har Deuterium en retarderande effekt på läkemedelsmetabolismen? Deuterium kan bilda starkare kemiska bindningar inom läkemedelsmolekyler jämfört med protium. Med tanke på att metabolismen av läkemedel ofta innebär att sådana bindningar bryts, innebär starkare bindningar långsammare läkemedelsmetabolism.

Deuteriumoxid används som ett utgångsmaterial för generering av olika deuteriummärkta föreningar, inklusive deutererade aktiva farmaceutiska ingredienser.

Deutererad fiberoptisk kabel

I det sista steget av fiberoptisk tillverkning behandlas fiberoptiska kablar med deuteriumgas. Vissa typer av optisk fiber är mottagliga för nedbrytning av deras optiska prestanda, ett fenomen orsakat av kemiska reaktioner med atomer belägna i eller runt kabeln.

För att lindra detta problem används deuterium för att ersätta en del av protium som finns i fiberoptiska kablar. Denna substitution minskar reaktionshastigheten och förhindrar nedbrytning av ljusöverföring och slutligen förlänger kabelns livslängd.

Deuteration av Silicon Semiconductors and Microchips

Processen för deuterium-protiumutbyte med deuteriumgas (deuterium 2; d 2) används vid produktion av kiselhalvledare och mikrochips, som ofta används i kretskort. Deuterium -glödgning används för att ersätta protiumatomer med deuterium för att förhindra kemisk korrosion av chipkretsar och skadliga effekter av heta bärareffekter.

Genom att implementera denna process kan livscykeln för halvledare och mikrochips förlängas och förbättras avsevärt, vilket möjliggör tillverkning av mindre och högre densitetschips.

Deuteration av organiska ljusemitterande dioder (OLED)

OLED, en förkortning för organisk ljusemitterande diod, är en tunnfilmenhet bestående av organiska halvledarmaterial. OLED: er har lägre strömtätheter och ljusstyrka jämfört med traditionella ljusemitterande dioder (lysdioder). Medan OLED: er är billigare att producera än konventionella lysdioder, är deras ljusstyrka och livslängd inte lika hög.

För att uppnå spelförändringsförbättringar inom OLED-teknik har ersättningen av Protium med deuterium visat sig vara ett lovande tillvägagångssätt. Detta beror på att deuterium stärker de kemiska bindningarna i de organiska halvledarmaterial som används i OLED: er, vilket ger flera fördelar: kemisk nedbrytning sker med en långsammare hastighet, vilket förlänger enhetens livslängd.