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氢质子磁共振波谱在生理代谢、药物毒副作用监测和疾病诊断中的应用
磁共振波谱运用磁共振波谱仪监测生物体液(血液、尿液等)、细胞和生物组织内的病理生理代谢变化,是一种有效的无创伤性代谢学研究方法.本文就氢质子磁共振波谱在生物医学领域内的几个主要方面(生理代谢、药物毒副作用监测和疾病诊断)的应用和发展状况作一基本评述.
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氘代氨基酸合成的研究进展
氨基酸(amino acid)是所有生命物质结构的原始单位,其组成的蛋白质(protein)、多肽(polypeptide)以及体内的酶(enzyme)可以通过组织构造和酶等生理单位经过复杂的生化途径来获取和分配能源,从而维持生命体的本质特征[1].1931年美国化学家哈罗德·克莱顿·尤里(Harold Clayton Urey)利用光谱检测的方法发现了同位素氘的存在,随之也开始了氘代氨基酸的合成研究.鉴于氘代后的氨基酸较为稳定,1938年Anchel等[2]在研究人以及动物的代谢途径时,将氘代氨基酸作为中间代谢产物进行示踪并对各种代谢途径进行研究;Krawczyk 等[3]在2012年利用氘代丝氨酸对抗菌肽进行示踪标记,并终确定了抗菌肽的脱水的顺序;此外,氘代氨基酸还可以作为内标物质在体外进行氨基酸代谢疾病的检测[4].
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低氘水的医学研究进展
自从1931年发现氘元素以来,低氘水对生命体的各种生物学效应备受关注.生物体的生命进程对氘浓度的变化非常敏感,氘浓度降低可刺激生命体生长,氘浓度过高可引发各种损伤.本文就低氘水对心血管疾病、糖尿病、氧化应激、生命体的衰老、肿瘤性疾病、辐射等方面的医学研究近况作一简要综述.
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低氘水抗肿瘤作用的研究进展
目的 氘是致癌的重要诱发因素之一,通过采用先进的制造技术去除天然水中的氘,降低氘含量可制得贫氘水,又称低氘水、超轻水或无氘水.有研究表明,水中氘浓度体积分数减少65％能够抑制肿瘤生长,国外临床实验证实服用低氘水(10～20 ppm)的肿瘤患者能使肿瘤停止生长,显著提高患者的生存时间和生活质量.目前,抗癌化疗药物种类繁多,但都存在一定局限性,而低氘水使用方便,没有毒副作用.基于低氘水的显著优势,本文主要对低氘水的抗癌作用的研究进展作一综述.
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氕氘在锆膜中的分布
电阻蒸发制备的锆膜氢化后,利用二次离子质谱(SIMS)对其进行了深度剖析与成像分析,结果表明氕与氘在锆膜深度分布均匀,在过渡层中呈递减分布,并消失于过渡层与衬底的交界处.锆膜在n(H):n(D)=0.82的气氛中氢化时,会因同位素效应而使氕氘化锆膜中氕的含量高于氘的含量.锆膜表面若有铝、铁、钾以及钠等元素的污染时,会造成表面氕与氘分布不均匀,氕与氘的不均匀分布分别与铝及锆的不均匀分布有关.
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流通式氘化铀床室温回收氘的研究
研究了氢气经过流通式氘化铀床,利用气-固相之间的同位素交换反应回收床中的氘.用质谱分析测定交换过程中床内流出气体的各组分(H2,HD与D2)的体积百分含量.此外,还观察了床的入口氢气压力和床的温度对气-固交换反应的影响.结果表明:在优化条件下,从氘化铀床室温回收98%的氘,而氘的同位素纯度不低于60%是可能的.
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氚纯化装置的研制及性能验证研究
铀是一种传统的贮氚材料,在铀粉瓶中贮存的氚会不断衰变产生氦气,导致使用时氚的纯度下降,影响标记化合物产率.本研究设计了氚纯化装置,对装置进行安装调试,并对该装置中的铀床进行活化,利用该装置测定铀吸收氘单质气体的p-t曲线及在400～550℃范围的解吸氘气体的p-t曲线.应用调试好的系统对长期存放贮氚铀粉瓶中的氚进行纯化.结果表明,设计的氚纯化装置系统密封性好,经氦质谱检漏测定值为7.8×10-13 Pa·m3/s;利用该装置测定氘的吸附饱和曲线,氘完全解吸时铀对氘的吸附量为240 mL/g.验证实验回收了久置铀粉瓶中的氚为1.44×1013 Bq,利用氦气体积推算出久置铀粉瓶中含氚质量百分率为53.1％.实验结果证实了系统纯化氚的可行性,可为氚标记化合物制备提供可靠的氚源.
