Deitērijs ir stabils ūdeņraža izotops. Šim izotopam ir nedaudz atšķirīgas īpašības no tā visizplatītākā dabiskā izotopa (protija), un tas ir vērtīgs daudzās zinātnes disciplīnās, tostarp kodolmagnētiskās rezonanses spektroskopijā un kvantitatīvajā masas spektrometrijā. To izmanto dažādu tēmu izpētei, sākot no vides pētījumiem līdz slimību diagnostikai.

Stabilu izotopu iezīmētu ķīmisko vielu tirgū pēdējā gada laikā ir vērojams dramatisks cenu pieaugums par vairāk nekā 200 %. Šī tendence ir īpaši izteikta tādu pamata stabilu izotopu iezīmētu ķīmisko vielu kā 13CO2 un D2O cenās, kuru cenas sāk pieaugt 2022. gada pirmajā pusē. Turklāt ir ievērojami pieaudzis tādu stabilu izotopu iezīmētu biomolekulu kā glikozes vai aminoskābju, kas ir svarīgas šūnu kultūru barotņu sastāvdaļas, cenas.

Pieaugošais pieprasījums un samazinātais piedāvājums noved pie augstākām cenām

Kas tieši pēdējā gada laikā ir tik būtiski ietekmējis deitērija piedāvājumu un pieprasījumu? Jauni deitērija marķētu ķīmisko vielu pielietojumi rada pieaugošu pieprasījumu pēc deitērija.

Aktīvo farmaceitisko vielu (API) deuterācija

Deitērija (D, deuterijs) atomiem ir inhibējoša ietekme uz zāļu metabolisma ātrumu cilvēka organismā. Ir pierādīts, ka tas ir droša sastāvdaļa terapeitiskās zālēs. Ņemot vērā deitērija un protija līdzīgās ķīmiskās īpašības, deitēriju dažās zālēs var lietot kā protija aizstājēju.

Deitērija pievienošana būtiski neietekmēs zāļu terapeitisko iedarbību. Metabolisma pētījumi liecina, ka deitēriju saturošas zāles parasti saglabā pilnu iedarbību un potenci. Tomēr deitēriju saturošas zāles tiek metabolizētas lēnāk, bieži vien izraisot ilgstošāku iedarbību, mazākas vai mazākas devas un mazāk blakusparādību.

Kā deitērijs palēnina zāļu metabolismu? Deitērijs spēj veidot spēcīgākas ķīmiskās saites zāļu molekulās salīdzinājumā ar protiumu. Ņemot vērā, ka zāļu metabolisms bieži ietver šādu saišu pārraušanu, spēcīgākas saites nozīmē lēnāku zāļu metabolismu.

Deitērija oksīdu izmanto kā izejvielu dažādu ar deitēriju iezīmētu savienojumu, tostarp deiterētu aktīvo farmaceitisko vielu, iegūšanai.

Deuterēts optiskās šķiedras kabelis

Optisko šķiedru ražošanas pēdējā posmā optiskos kabeļus apstrādā ar deitērija gāzi. Daži optisko šķiedru veidi ir pakļauti to optiskās veiktspējas pasliktināšanās riskam, ko izraisa ķīmiskas reakcijas ar atomiem, kas atrodas kabelī vai ap to.

Lai mazinātu šo problēmu, daļu no optisko šķiedru kabeļos esošā protiuma izmanto deitēriju. Šī aizvietošana samazina reakcijas ātrumu un novērš gaismas caurlaidības pasliktināšanos, galu galā pagarinot kabeļa kalpošanas laiku.

Silīcija pusvadītāju un mikroshēmu deuterācija

Deitērija-protija apmaiņas process ar deitērija gāzi (deitērijs2; D2) tiek izmantots silīcija pusvadītāju un mikroshēmu ražošanā, kuras bieži izmanto shēmu platēs. Deitērija atkvēlināšana tiek izmantota, lai aizstātu protija atomus ar deitēriju, lai novērstu mikroshēmu shēmu ķīmisko koroziju un karsto nesēju efektu kaitīgo ietekmi.

Ieviešot šo procesu, pusvadītāju un mikroshēmu dzīves ciklu var ievērojami pagarināt un uzlabot, ļaujot ražot mazākas un lielāka blīvuma mikroshēmas.

Organisko gaismas diožu (OLED) deuterācija

OLED, kas ir akronīms no organiskās gaismas diodes (Organic Light Emitting Diode), ir plānslāņa ierīce, kas sastāv no organiskiem pusvadītāju materiāliem. OLED ir mazāks strāvas blīvums un spilgtums salīdzinājumā ar tradicionālajām gaismas diodēm (LED). Lai gan OLED ražošana ir lētāka nekā parastās LED, to spilgtums un kalpošanas laiks nav tik augsts.

Lai panāktu revolucionārus uzlabojumus OLED tehnoloģijā, daudzsološa pieeja ir protija aizstāšana ar deitēriju. Tas ir tāpēc, ka deitērijs stiprina ķīmiskās saites organiskajos pusvadītāju materiālos, ko izmanto OLED, kas sniedz vairākas priekšrocības: ķīmiskā noārdīšanās notiek lēnāk, pagarinot ierīces kalpošanas laiku.