是什么導致了穩定同位素13C和氘的當前價格上漲？
當前穩定同位素13C和氘漲價案例
氘代和13C標記化學品的新應用正在創造對13C和氘不斷增長的需求
地緣政治變化對氘和13C的可用性施加了巨大壓力
氘和13C的價格走勢有何預期？
以當前穩定同位素13C和氘漲價為例
13C和氘分別是碳和氫的穩定同位素。這些同位素的性質與其最豐富的天然同位素（12C 和氕）略有不同，在核磁共振光譜和定量質譜等許多科學學科中都很有價值。它們用于研究各種主題，從環境研究到疾病診斷。
過去一年，穩定同位素標記化學品市場的價格大幅上漲超過200%。這種趨勢在13CO2和D2O等基礎穩定同位素標記化學品的價格中尤為明顯，它們在 2022 年上半年開始上漲。此外，穩定同位素標記的生物分子（例如葡萄糖或作為細胞培養基重要組成部分的氨基酸）也出現了顯著增長。
但是是什么觸發了這種發展？
需求增加和供應減少導致價格上漲
最近的地緣政治發展和消費者市場行為的變化正在融合并影響經濟的基本原則：供求關系。在需求顯著增加 (2) 的同時，供應商方面的產能正在崩潰 (1)。這些抵消影響導致價格上漲 (3)。
在過去的一年里，究竟是什么對13CO2和氘的供需產生了如此重大的影響？
氘代和13C標記化學品的新應用正在創造對13C和氘不斷增長的需求
活性藥物成分 (API) 的氘化
氘原子對人體的藥物代謝率有抑制作用。它已被證明是治療藥物中的安全成分。鑒于氘和氕的化學性質相似，在某些藥物中，氘可以作為氕的替代品。
藥物的治療效果不會因氘的加入而受到顯著影響。代謝研究表明，含氘的藥物通常保持完整的功效和效力。然而，含氘藥物的新陳代謝較慢，通常會導致更持久的療效、更小或更少的劑量以及減少的副作用。
氘如何對藥物代謝產生減速影響？與氕相比，氘能夠在藥物分子內形成更強的化學鍵。鑒于藥物的代謝經常涉及這種化學鍵的斷裂，更強的化學鍵意味著更慢的藥物代謝。
氧化氘用作生成各種氘標記化合物（包括氘化活性藥物成分）的起始材料。
氘化光纖電纜
在光纖制造的最后階段，光纖電纜要經過氘氣處理。某些類型的光纖容易受到其光學性能退化的影響，這是由于與位于電纜內或電纜周圍的原子發生化學反應而導致的現象。
為了緩解這個問題，使用氘來取代光纖電纜中存在的一些氕。這種替代降低了反應速率并防止了光傳輸的退化，最終延長了電纜的使用壽命。
硅半導體和微芯片的氘化
利用氘氣 ( 氘 2 ; D 2 ) 進行氘-氕交換的過程用于硅半導體和微芯片的生產，這些硅半導體和微芯片通常用于電路板。氘退火用于用氘替代氕原子，防止芯片電路的化學腐蝕和熱載流子效應的有害影響。
通過實施這一工藝，可以顯著延長和改進半導體和微芯片的生命周期，從而可以制造更小和更高密度的芯片。
有機發光二極管 (OLED) 的氘化
OLED，有機發光二極管的首字母縮寫，是一種由有機半導體材料組成的薄膜器件。與傳統的發光二極管 (LED) 相比，OLED 具有較低的電流密度和亮度。雖然 OLED 的生產成本相對于傳統 LED 較低，但其亮度和壽命卻沒有那么高。
為了在 OLED 技術中實現改變游戲規則的改進，已發現用氘替代氕是一種很有前途的方法。這是因為氘加強了 OLED 中使用的有機半導體材料中的化學鍵，從而帶來了幾個優勢：
化學降解發生的速度較慢，從而延長了設備的使用壽命。
可以生產更薄的顯示器。
可以使顯示更加靈活。
可以提高OLED的整體性能和質量。
13C呼吸測試
13C呼氣測試是用于檢測和診斷各種醫療狀況的非侵入性診斷測試。這些測試基于這樣一個事實：當一個人攝入含有13C 的物質時，它會被身體代謝，產生的二氧化碳隨呼吸呼出。
地緣政治變化對穩定同位素氘和13C的可用性施加了巨大壓力
核能的淘汰減少D2O的可用性
D2O也是氘化化學品的原料，在CANDU（加拿大氘鈾）反應堆中起著重要作用。CANDU反應堆是為數不多的使用重水作為慢化劑的反應堆之一。慢化劑是一種物質，可以降低核裂變中釋放的中子的速度，從而增加進一步發生核裂變的可能性。
然而近年來，一些國家已決定關閉其 CANDU 反應堆或限制其運行壽命。由于CANDU反應器是D2的最大消費者之一，因此該決定對D2O生產商具有嚴重影響。由于取消了CANDU反應器，許多生產商發現自己被迫停止生產。因此，整個市場D2O供應量正在減少。
對俄羅斯的經濟制裁減少了13CO2的可用性
13CO2是所有13 C標記化學品合成路線的原料。對俄羅斯的經濟制裁嚴重影響13CO2的可用性，因為俄羅斯是世界上最大的13CO2供應商之一。
制裁導致許多西方公司發現很難與俄羅斯13CO2供應商做生意或繼續他們現有的業務關系。這導致13CO2的可用性減少，從而導致全球市場上13C標記化學品的價格上漲。
中期穩定同位素氘和13C的價格走勢有何預期？
從宏觀經濟角度來看，減少需求或增加供應對于在中期降低氘或13 C標記化學品的價格至關重要。如研究所示，需求減少似乎不太可能。13 C標記和氘化在許多不同的技術領域具有巨大的潛力，這更有可能在中期進一步增加需求。
為了穩定穩定同位素的價格，增加13CO2和D2O產量的供應至關重要，尤其是在西方國家。然而生產這些穩定同位素是一個復雜的過程，因為13C和氘的自然發生率分別僅為 1.1% 和 0.01% 左右。因此，復雜的高度復雜和成本密集的程序是必要的。規劃、建造和調試合適的生產工廠可能需要長達四年的時間。
