Oxígeno-18 (18
O , Ω [1] ) es un isótopo natural y estable de oxígeno y uno de los isótopos ambientales .
18
O es un precursor importante para la producción de fluorodesoxiglucosa (FDG) utilizada en tomografía por emisión de positrones (PET). Generalmente, en la industria radiofarmacéutica , el agua enriquecida ( H
2Ω ) se bombardea con iones de hidrógeno en un ciclotrón o en un acelerador lineal , produciendo flúor-18 . Luego se sintetiza en FDG y se inyecta al paciente. También se puede utilizar para producir una versión extremadamente pesada de agua cuando se combina con tritio ( hidrógeno -3):3
h
218
O o T
2Ω . Este compuesto tiene una densidad casi un 30% mayor que la del agua natural. [2]
Las mediciones precisas de18
O confiar en procedimientos adecuados de análisis, preparación de muestras y almacenamiento. [3]
En los núcleos de hielo, principalmente del Ártico y el Antártico , la proporción de18
Oh adieciséis
O (conocido como δ18O ) se puede utilizar para determinar la temperatura de precipitación a través del tiempo. Suponiendo que la circulación atmosférica y la elevación no hayan cambiado significativamente en los polos, la temperatura de formación del hielo se puede calcular como un fraccionamiento de equilibrio entre fases del agua que se conoce para diferentes temperaturas. Las moléculas de agua también están sujetas al fraccionamiento de Rayleigh [4] a medida que el agua atmosférica se mueve desde el ecuador hacia los polos, lo que resulta en un agotamiento progresivo de18
O , o menor δ18
O valores. En la década de 1950, Harold Urey realizó un experimento en el que mezcló agua normal y agua con oxígeno-18 en un barril y luego congeló parcialmente el contenido del barril.
El radio18
o /dieciséis
O (δ18
O ) también se puede utilizar para determinar la paleotermometría en ciertos tipos de fósiles. Los fósiles en cuestión tienen que mostrar un crecimiento progresivo en el animal o planta que representa el fósil. El material fósil utilizado es generalmente calcita o aragonita , aunque también se ha realizado paleotermometría de isótopos de oxígeno a fósiles fosfatados utilizando SHRIMP . [5] Por ejemplo, las variaciones estacionales de temperatura se pueden determinar a partir de una sola concha marina de una vieira . A medida que la vieira crece, se ve una extensión en la superficie de la concha. Cada banda de crecimiento se puede medir y se utiliza un cálculo para determinar la temperatura probable del agua del mar en comparación con cada crecimiento. La ecuación para esto es:
Donde T es la temperatura en Celsius y A y B son constantes.
Para determinar las temperaturas del océano a lo largo del tiempo geológico, se medirían múltiples fósiles de la misma especie en diferentes capas estratigráficas , y la diferencia entre ellos indicaría cambios a largo plazo. [6]
En el estudio de la fotorrespiración de las plantas , el etiquetado de la atmósfera con oxígeno-18 permite medir la absorción de oxígeno por la vía de la fotorrespiración. Etiquetado por18
oh
2da el flujo unidireccional de O
2absorción, mientras que hay una fotosíntesis netadieciséis
oh
2evolución. Se demostró que, en la atmósfera preindustrial, la mayoría de las plantas reabsorben, mediante fotorrespiración, la mitad del oxígeno producido por la fotosíntesis . Luego, el rendimiento de la fotosíntesis se redujo a la mitad debido a la presencia de oxígeno en la atmósfera. [7] [8]
El flúor-18 generalmente se produce mediante la irradiación de agua enriquecida con 18 O (H 2 · 18 O) con protones de alta energía (aproximadamente 18 MeV ) preparados en un ciclotrón o un acelerador lineal , produciendo una solución acuosa de fluoruro de 18 F. Luego, esta solución se utiliza para la síntesis rápida de una molécula marcada , a menudo con el átomo de flúor reemplazando un grupo hidroxilo . Las moléculas o radiofármacos marcados deben sintetizarse después de preparar el radioflúor, ya que la radiación de protones de alta energía destruiría las moléculas.
En los centros de tomografía por emisión de positrones se utilizan grandes cantidades de agua enriquecida con oxígeno-18 para la producción in situ de fludesoxiglucosa (FDG) marcada con 18 F.
Un ejemplo del ciclo de producción es una irradiación de 90 minutos de 2 mililitros de agua enriquecida con 18 O en una celda de titanio, a través de una ventana de 25 μm de espesor hecha de lámina de Havar (una aleación de cobalto ), con un haz de protones que tiene una energía de 17,5 MeV y una corriente de haz de 30 microamperios .
El agua irradiada debe purificarse antes de otra irradiación para eliminar contaminantes orgánicos, trazas de tritio producido por una reacción de 18 O(p,t)· 16 O e iones lixiviados de la celda objetivo y pulverizados de la lámina de Havar. [9]
