Positronemissietomografie (PET) speelt een belangrijke rol bij de vroege opsporing van verschillende soorten kanker. Een onderzoeksgroep onder leiding van speciaal aangestelde professor Katsumi Kaneko van het Research Initiative for Supra-Materials (RISM), Shinshu University heeft een methode ontdekt om zuurstof-18 van zuurstof-16 te scheiden, een essentiële isotoop voor PET-diagnose, bij hoge snelheid en hoog rendement. De resultaten van dit onderzoek zijn onlangs online gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

De nieuwe methode voor de snelle en efficiënte scheiding van ¹⁸ O van ¹⁶ O ₂ , die overvloedig aanwezig is in de atmosfeer, werd uitgevoerd met nanoporeuze koolstof, die is gemaakt van poriën kleiner dan 1 nanometer. Wanneer een mengsel van ¹⁶ O ₂ en ¹⁸ O ₂ wordt geïntroduceerd in de nanoporeuze koolstof, de ¹⁸ O ₂ wordt bij voorkeur geadsorbeerd en wordt efficiënt gescheiden van ¹⁶ O ₂ . De experimentele scheiding van ¹⁸ O ₂ van ¹⁶ O ₂ Ook is er gebruik gemaakt van de lage temperatuur restwarmte van een aardgasopslag.

¹⁸ O speelt een belangrijke rol bij de vroege opsporing van kanker. Profiteren van de eigenschap van kankercellen die veel meer glucose opnemen dan normale cellen, artsen injecteren een medicijn genaamd 18F-FDG (fluorodeoxyglucose), dat is een index van het glucosemetabolisme en gebruikt een PET-machine om te verduidelijken welk deel van het lichaam kanker heeft. ¹⁸ F-FDG is een medicijn waarin fluor-18 ( ¹⁸ F), die positieve elektriciteit uitstraalt, is gehecht aan glucose. ¹⁸ F-FDG wordt geproduceerd door een kernreactie waarbij: ¹⁸ O wordt geïntroduceerd voordat de protonen worden geïnjecteerd. Daarom, ¹⁸ O is een belangrijke stof die onmisbaar is voor de diagnose van PET, maar was moeilijk te verkrijgen omdat slechts 0,2% van de natuurlijk voorkomende zuurstof O-18 is. Om te scheiden ¹⁸ O van de meerderheid van ¹⁶ O gevonden in de atmosfeer, het was nodig om te distilleren ¹⁸ O van ¹⁶ O, ook al hebben ze zeer vergelijkbare kookpunten. Deze distillatie vereiste nauwkeurige technologie en nam meer dan 6 maanden in beslag.

De nieuwe methode die nanoporeuze koolstof gebruikt om te destilleren ¹⁸ O kan niet alleen worden gebruikt voor PET-diagnose, maar ook voor onderzoek naar dementie, en deze nieuwe methode kan worden toegepast op de scheiding van koolstof- en stikstofisotopen, en andere moleculen die bruikbaar zijn voor isotopenanalysemethoden en therapeutische kankergeneesmiddelen. De groep verwacht in de toekomst meer vraag naar deze methode en stof.