Il deuterio è un isotopo stabile dell'idrogeno. Questo isotopo ha proprietà leggermente diverse dal suo isotopo naturale più abbondante (protio) ed è prezioso in molte discipline scientifiche, tra cui la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e la spettrometria di massa quantitativa. Viene utilizzato per studiare una varietà di argomenti, dagli studi ambientali alla diagnosi delle malattie.

Il mercato delle sostanze chimiche marcate con isotopi stabili ha registrato un drammatico aumento dei prezzi di oltre il 200% nell'ultimo anno. Questa tendenza è particolarmente pronunciata nei prezzi delle sostanze chimiche di base marcate con isotopi stabili come 13CO2 e D2O, che inizieranno a salire nella prima metà del 2022. Inoltre, si è registrato un aumento significativo delle biomolecole marcate con isotopi stabili come il glucosio o amminoacidi che sono componenti importanti dei terreni di coltura cellulare.

L’aumento della domanda e la riduzione dell’offerta portano a prezzi più alti

Che cosa ha avuto esattamente un impatto così significativo sulla domanda e sull’offerta di deuterio nell’ultimo anno? Nuove applicazioni di sostanze chimiche etichettate con deuterio stanno creando una crescente domanda di deuterio.

Deuterazione dei principi attivi farmaceutici (API)

Gli atomi di deuterio (D, deuterio) hanno un effetto inibitorio sul tasso di metabolismo dei farmaci nel corpo umano. È stato dimostrato che è un ingrediente sicuro nei farmaci terapeutici. Date le proprietà chimiche simili del deuterio e del protio, il deuterio può essere utilizzato come sostituto del protio in alcuni medicinali.

L'effetto terapeutico del farmaco non sarà influenzato in modo significativo dall'aggiunta di deuterio. Studi sul metabolismo hanno dimostrato che i farmaci contenenti deuterio generalmente mantengono la piena efficacia e potenza. Tuttavia, i farmaci contenenti deuterio vengono metabolizzati più lentamente, spesso con conseguenti effetti più duraturi, dosi più piccole o inferiori e minori effetti collaterali.

In che modo il deuterio ha un effetto decelerante sul metabolismo dei farmaci? Il deuterio è in grado di formare legami chimici più forti all'interno delle molecole dei farmaci rispetto al protio. Dato che il metabolismo dei farmaci spesso comporta la rottura di tali legami, legami più forti significano un metabolismo dei farmaci più lento.

L'ossido di deuterio viene utilizzato come materiale di partenza per la generazione di vari composti marcati con deuterio, inclusi ingredienti farmaceutici attivi deuterati.

Cavo in fibra ottica deuterato

Nella fase finale della produzione della fibra ottica, i cavi in ​​fibra ottica vengono trattati con gas deuterio. Alcuni tipi di fibra ottica sono soggetti al degrado delle prestazioni ottiche, un fenomeno causato da reazioni chimiche con gli atomi situati all'interno o attorno al cavo.

Per alleviare questo problema, il deuterio viene utilizzato per sostituire parte del protio presente nei cavi in ​​fibra ottica. Questa sostituzione riduce la velocità di reazione e previene il degrado della trasmissione della luce, prolungando in definitiva la durata del cavo.

Deuterazione di semiconduttori e microchip di silicio

Il processo di scambio deuterio-protio con gas deuterio (deuterio 2 ; D 2 ) viene utilizzato nella produzione di semiconduttori e microchip in silicio, spesso utilizzati nei circuiti stampati. La ricottura del deuterio viene utilizzata per sostituire gli atomi di protio con deuterio per prevenire la corrosione chimica dei circuiti dei chip e gli effetti dannosi degli effetti del portatore caldo.

Implementando questo processo, il ciclo di vita dei semiconduttori e dei microchip può essere significativamente esteso e migliorato, consentendo la produzione di chip più piccoli e di densità maggiore.

Deuterazione dei diodi organici a emissione di luce (OLED)

OLED, acronimo di Organic Light Espiring Diode, è un dispositivo a film sottile composto da materiali semiconduttori organici. Gli OLED hanno densità di corrente e luminosità inferiori rispetto ai tradizionali diodi emettitori di luce (LED). Sebbene gli OLED siano meno costosi da produrre rispetto ai LED convenzionali, la loro luminosità e durata non sono altrettanto elevate.

Per ottenere miglioramenti rivoluzionari nella tecnologia OLED, la sostituzione del protio con il deuterio si è rivelata un approccio promettente. Questo perché il deuterio rafforza i legami chimici nei materiali semiconduttori organici utilizzati negli OLED, il che comporta numerosi vantaggi: la degradazione chimica avviene a un ritmo più lento, prolungando la vita del dispositivo.