同位素百科

基本信息

• 化学式: CO₂（含¹⁸O同位素）

• 同位素组成: 95% ¹⁸O₂（氧-18双标记二氧化碳）

• 分子量: 48（常规CO₂为44）

• CAS号: 42594-46-1

物理性质

• 外观: 无色气体

• 熔点: -56.6°C（三相点）

• 沸点: -78.5°C（升华）

• 密度: 1.98 g/L（气体，标准状况下）

同位素特性

• 氧-18含量: 95%原子丰度

• 自然丰度对比: 自然界中氧-18约占0.2%

• 核自旋: 氧-18核自旋量子数I=0（非磁性核）

制备方法

1. 同位素交换法: 使用高丰度H₂¹⁸O与常规CO₂在催化剂作用下进行氧同位素交换

2. 化学合成法: 通过高丰度¹⁸O标记的碳酸盐与酸反应制备

3. 低温蒸馏法: 从天然CO₂中分离富集¹⁸O同位素

应用领域

• 医学研究: PET（正电子发射断层扫描）示踪剂前体

• 植物生理学: 光合作用路径研究

• 地球化学: 古气候重建、碳酸盐体系研究

• 大气科学: 大气CO₂循环示踪研究

• 代谢研究: 生物代谢途径示踪

安全信息

• 储存条件: 钢瓶储存，阴凉通风处

• 危险性: 高浓度可导致窒息

• 特殊注意: 避免同位素稀释，需专用管路系统

分析检测

• 质谱法: 同位素比值质谱（IRMS）测定¹⁸O/¹⁶O比值

• 激光光谱: 可区分不同同位素组成的CO₂分子

• 核磁共振: ¹³C NMR可用于研究¹⁸O标记CO₂（间接观测）

注：使用同位素标记化合物需遵守相关放射性物质管理规定，尽管氧-18本身不具有放射性。