重水的應(yīng)用：

重水（D2O）的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

D2O是Harold Urey于1932年發(fā)現(xiàn)D2O后不久用于代謝研究的首批同位素示蹤劑之一，Schoenheimer、Rittenberg和Ussing的開創(chuàng)性作品展示了將D2O的氘納入許多代謝池4。一旦引入細胞池，D2O將在整個身體水分中平衡，并通過涉及水的凝結(jié)/水解反應(yīng)融入代謝物；至關(guān)重要的是，這以恒定和可預(yù)測的方式發(fā)生5。通常，每公斤身體水吞咽0.1毫升，即成年人吞咽5-7毫升。這將血液中的D2O含量從150ppm增加到約300ppm，隨后半衰期為幾天，降至正常水平。

許多此類測試沒有報告負面影響6,7。使用適當(dāng)?shù)腄2O劑量，可以測量大量代謝過程，從合成氘化前體并隨后將其納入聚合物，例如，可以將丙氨酸分解為蛋白質(zhì)，將葡萄糖分解為糖原，脂肪酸轉(zhuǎn)化為甘油三酯，將核糖糖糖糖轉(zhuǎn)化為核酸4。要達到10%的體水水平，這可能是有毒的，也可能不是有毒的，70公斤重的人（含約50升體水）必須快速飲用5升純D2O。這似乎不太可能是故意的，也不太可能是偶然的。發(fā)現(xiàn)人液體中高達23%的D2O濃度在短時間內(nèi)沒有毒性8。由于酶活性的抑制，高劑量和長期接觸對真核生物有毒，因為氘和碳之間的鍵強度比氫9強10倍。

D2O對原核生物的毒性比對真核生物的毒性小得多。經(jīng)過一段時間的適應(yīng)，一些細菌和藻類可以在純D2O中生長，盡管通常比H2O10生長得慢。氧化氘也用于藥理學(xué)，其中H/D替代可以延長藥物制劑的半衰期，通常對藥物的藥代動力學(xué)產(chǎn)生有利影響11,12。氘化形式的藥物的作用通常與質(zhì)子形式不同。一些氘化藥物的運輸過程不同。氘化也可能改變藥物代謝（代謝轉(zhuǎn)換）的途徑。新陳代謝的變化可能會導(dǎo)致作用持續(xù)時間延長和毒性降低11,12。

D2O的電子行業(yè)應(yīng)用

光發(fā)射二極管（OLED）光發(fā)射二極管（OLED）：氫/氘原發(fā)動力學(xué)同位素效應(yīng)為OLED材料的降解機理提供了有用的信息。因此，用C-D鍵取代OLED中的不穩(wěn)定C-H鍵，在不降低效率的情況下將設(shè)備壽命增加了五倍13。

光纖：在從D2O中提取并沉積到Si的光纖氘中，通過將其移至1620納米波長來減少吸收損失，波長超出了正常工作范圍14,15，從而提高了光纖的使用壽命和效率。

其他應(yīng)用程序：氘氧化物通常用于重水電解過程，以生產(chǎn)對半導(dǎo)體行業(yè)至關(guān)重要的氘氣體。例如，由于同位素動力學(xué)效應(yīng)，用氘取代氫可以大大降低金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管中的熱電子降解效應(yīng)。據(jù)報道，晶體管壽命改善了10-50倍17。氧化氘還被用作水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、昆蟲學(xué)、采礦業(yè)和其他追蹤研究必不可少但放射性同位素不適用18-20的例子中的非放射性示蹤劑。