Ang Deuterium ay isang matatag na isotope ng hydrogen. Ang isotope na ito ay may bahagyang naiibang katangian mula sa pinakamaraming natural na isotope nito (protium), at mahalaga sa maraming siyentipikong disiplina, kabilang ang nuclear magnetic resonance spectroscopy at quantitative mass spectrometry. Ginagamit ito upang pag-aralan ang iba't ibang mga paksa, mula sa mga pag-aaral sa kapaligiran hanggang sa diagnosis ng sakit.

Ang merkado para sa matatag na isotope-label na mga kemikal ay nakakita ng isang kapansin-pansing pagtaas ng presyo ng higit sa 200% sa nakaraang taon. Ang trend na ito ay partikular na binibigkas sa mga presyo ng mga pangunahing stable isotope-label na kemikal tulad ng 13CO2 at D2O, na nagsisimulang tumaas sa unang kalahati ng 2022. Bilang karagdagan, nagkaroon ng makabuluhang pagtaas sa mga stable na isotope-label na biomolecules tulad ng glucose o mga amino acid na mahalagang bahagi ng cell culture media.

Ang pagtaas ng demand at pagbaba ng supply ay humahantong sa mas mataas na presyo

Ano nga ba ang nagkaroon ng malaking epekto sa supply at demand ng deuterium sa nakalipas na taon? Ang mga bagong aplikasyon ng mga kemikal na may label na deuterium ay lumilikha ng lumalaking pangangailangan para sa deuterium.

Deuteration ng mga aktibong pharmaceutical ingredients (APIs)

Ang mga atomo ng Deuterium (D, deuterium) ay may nakakahadlang na epekto sa rate ng metabolismo ng gamot sa katawan ng tao. Ito ay ipinakita na isang ligtas na sangkap sa mga therapeutic na gamot. Dahil sa magkatulad na kemikal na katangian ng deuterium at protium, maaaring gamitin ang deuterium bilang kapalit ng protium sa ilang mga gamot.

Ang therapeutic effect ng gamot ay hindi gaanong maaapektuhan ng pagdaragdag ng deuterium. Ipinakita ng mga pag-aaral sa metabolismo na ang mga gamot na naglalaman ng deuterium sa pangkalahatan ay nagpapanatili ng buong potency at potency. Gayunpaman, ang mga gamot na naglalaman ng deuterium ay mas mabagal na na-metabolize, kadalasang nagreresulta sa mas matagal na epekto, mas maliit o mas kaunting mga dosis, at mas kaunting epekto.

Paano nagkakaroon ng pagpapababa ng epekto ang deuterium sa metabolismo ng droga? Ang Deuterium ay may kakayahang bumuo ng mas malakas na mga bono ng kemikal sa loob ng mga molekula ng gamot kumpara sa protium. Dahil ang metabolismo ng mga gamot ay kadalasang nagsasangkot ng pagkasira ng naturang mga bono, ang mas malakas na mga bono ay nangangahulugan ng mas mabagal na metabolismo ng gamot.

Ginagamit ang Deuterium oxide bilang panimulang materyal para sa pagbuo ng iba't ibang mga compound na may label na deuterium, kabilang ang mga deuterated na aktibong sangkap ng parmasyutiko.

Deuterated Fiber Optic Cable

Sa huling yugto ng pagmamanupaktura ng fiber optic, ang mga fiber optic cable ay ginagamot ng deuterium gas. Ang ilang uri ng optical fiber ay madaling kapitan ng pagkasira ng kanilang optical performance, isang kababalaghan na dulot ng mga kemikal na reaksyon na may mga atomo na matatagpuan sa o sa paligid ng cable.

Upang maibsan ang problemang ito, ginagamit ang deuterium upang palitan ang ilan sa mga protium na nasa mga fiber optic cable. Binabawasan ng pagpapalit na ito ang rate ng reaksyon at pinipigilan ang pagkasira ng light transmission, sa huli ay nagpapahaba ng buhay ng cable.

Deuteration ng silicon semiconductors at microchips

Ang proseso ng deuterium-protium exchange na may deuterium gas (deuterium 2 ; D 2 ) ay ginagamit sa paggawa ng silicon semiconductors at microchips, na kadalasang ginagamit sa mga circuit board. Ginagamit ang Deuterium annealing upang palitan ang mga protium atom ng deuterium upang maiwasan ang kemikal na kaagnasan ng mga chip circuit at mapaminsalang epekto ng mainit na epekto ng carrier.

Sa pamamagitan ng pagpapatupad ng prosesong ito, ang ikot ng buhay ng mga semiconductors at microchips ay maaaring makabuluhang mapalawig at mapabuti, na nagpapahintulot sa paggawa ng mas maliit at mas mataas na density chips.

Deuteration ng Organic Light Emitting Diodes (OLEDs)

Ang OLED, isang acronym para sa Organic Light Emitting Diode, ay isang thin-film device na binubuo ng mga organic na semiconductor na materyales. Ang mga OLED ay may mas mababang kasalukuyang density at liwanag kumpara sa tradisyonal na light emitting diodes (LEDs). Habang ang mga OLED ay mas mura upang makagawa kaysa sa mga kumbensyonal na LED, ang kanilang liwanag at buhay ay hindi kasing taas.

Upang makamit ang mga pagpapabuti sa pagbabago ng laro sa teknolohiyang OLED, ang pagpapalit ng protium sa pamamagitan ng deuterium ay napag-alamang isang promising na diskarte. Ito ay dahil pinalalakas ng deuterium ang mga chemical bond sa mga organic na semiconductor na materyales na ginagamit sa mga OLED, na nagdudulot ng ilang mga pakinabang: Ang pagkasira ng kemikal ay nangyayari sa mas mabagal na bilis, na nagpapahaba ng buhay ng device.