重水的應用：

重水（D2O）的生物醫(yī)學應用

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)/水解反應融入代謝物；至關重要的是，這以恒定和可預測的方式發(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?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，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，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)動力學同位素效應為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。

其他應用程序：氘氧化物通常用于重水電解過程，以生產(chǎn)對半導體行業(yè)至關重要的氘氣體。例如，由于同位素動力學效應，用氘取代氫可以大大降低金屬氧化物半導體晶體管中的熱電子降解效應。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、生態(tài)學、昆蟲學、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。