Deuterium is een stabiele isotoop van waterstof.Deze isotoop heeft iets andere eigenschappen dan zijn meest voorkomende natuurlijke isotoop (protium), en is waardevol in veel wetenschappelijke disciplines, waaronder kernspinresonantiespectroscopie en kwantitatieve massaspectrometrie.Het wordt gebruikt om verschillende onderwerpen te bestuderen, van milieustudies tot ziektediagnose.

De markt voor stabiele isotoopgelabelde chemicaliën heeft het afgelopen jaar een dramatische prijsstijging van meer dan 200% gekend.Deze trend is met name uitgesproken in de prijzen van basischemicaliën met een stabiel isotooplabel, zoals 13CO2 en D2O, die in de eerste helft van 2022 beginnen te stijgen. Daarnaast is er een aanzienlijke stijging van biomoleculen met een stabiel isotooplabel, zoals glucose. of aminozuren die belangrijke componenten zijn van celkweekmedia.

Meer vraag en minder aanbod leiden tot hogere prijzen

Wat heeft het afgelopen jaar precies zo'n grote invloed gehad op vraag en aanbod van deuterium?Nieuwe toepassingen van met deuterium gemerkte chemicaliën zorgen voor een groeiende vraag naar deuterium.

Deuteratie van actieve farmaceutische ingrediënten (API's)

Deuterium (D, deuterium) atomen hebben een remmend effect op de snelheid van het geneesmiddelmetabolisme in het menselijk lichaam.Het is aangetoond dat het een veilig ingrediënt is in therapeutische medicijnen.Gezien de vergelijkbare chemische eigenschappen van deuterium en protium, kan deuterium in sommige geneesmiddelen worden gebruikt ter vervanging van protium.

Het therapeutische effect van het medicijn zal niet significant worden beïnvloed door de toevoeging van deuterium.Metabolismestudies hebben aangetoond dat deuteriumbevattende geneesmiddelen over het algemeen hun volledige potentie en kracht behouden.Deuteriumbevattende geneesmiddelen worden echter langzamer gemetaboliseerd, wat vaak resulteert in langdurigere effecten, kleinere of minder doses en minder bijwerkingen.

Hoe heeft deuterium een ​​vertragend effect op het metabolisme van geneesmiddelen?Deuterium is in staat om sterkere chemische bindingen te vormen binnen medicijnmoleculen in vergelijking met protium.Aangezien het metabolisme van medicijnen vaak gepaard gaat met het verbreken van dergelijke bindingen, betekenen sterkere bindingen een langzamer metabolisme van medicijnen.

Deuteriumoxide wordt gebruikt als uitgangsmateriaal voor het genereren van verschillende met deuterium gemerkte verbindingen, waaronder gedeutereerde actieve farmaceutische ingrediënten.

Gedeutereerde glasvezelkabel

In de laatste fase van de fabricage van glasvezel worden glasvezelkabels behandeld met deuteriumgas.Bepaalde soorten optische vezels zijn vatbaar voor verslechtering van hun optische prestaties, een fenomeen dat wordt veroorzaakt door chemische reacties met atomen die zich in of rond de kabel bevinden.

Om dit probleem op te lossen, wordt deuterium gebruikt om een ​​deel van het protium in de glasvezelkabels te vervangen.Deze vervanging vermindert de reactiesnelheid en voorkomt verslechtering van de lichttransmissie, waardoor uiteindelijk de levensduur van de kabel wordt verlengd.

Deuteratie van siliciumhalfgeleiders en microchips

Het proces van deuterium-protiumuitwisseling met deuteriumgas (deuterium 2 ; D 2 ) wordt gebruikt bij de productie van siliciumhalfgeleiders en microchips, die vaak worden gebruikt in printplaten.Deuteriumgloeien wordt gebruikt om protiumatomen te vervangen door deuterium om chemische corrosie van chipcircuits en schadelijke effecten van hete dragereffecten te voorkomen.

Door dit proces te implementeren, kan de levenscyclus van halfgeleiders en microchips aanzienlijk worden verlengd en verbeterd, waardoor kleinere chips met een hogere dichtheid kunnen worden vervaardigd.

Deuteratie van organische lichtgevende dioden (OLED's)

OLED, een acroniem voor Organic Light Emitting Diode, is een dunnefilmapparaat dat is samengesteld uit organische halfgeleidermaterialen.OLED's hebben een lagere stroomdichtheid en helderheid in vergelijking met traditionele lichtgevende diodes (LED's).Hoewel OLED's minder duur zijn om te produceren dan conventionele LED's, zijn hun helderheid en levensduur niet zo hoog.

Om baanbrekende verbeteringen in OLED-technologie te bereiken, is de vervanging van protium door deuterium een ​​veelbelovende aanpak gebleken.Dit komt omdat deuterium de chemische bindingen in de organische halfgeleidermaterialen die in OLED's worden gebruikt, versterkt, wat verschillende voordelen met zich meebrengt: Chemische afbraak vindt langzamer plaats, waardoor de levensduur van het apparaat wordt verlengd.