Редчайший элемент оказался способным лечить рак
Вооружившись протонными лучами и лазерами, физики впервые раскрыли один из ключевых секретов самого редкого природного элемента на Земле — астатина. Science in HD / Unsplash
Астатин обладает некоторыми химическими свойствами таких элементов, как фтор, хлор, бром и йод — при их связи с металлами образуются соли. Обладая 85-ю протонами астатин тяжелее свинца и нечасто встречается на Земле — это самый редкий из элементов, как его охарактеризовал в своей книге «Строительные блоки природы» химик Джон Эмсли.
Астатин образуется из разлагающегося урана и тория, а его самая стабильная версия, или изотоп, называемый астатином-210, имеет период полураспада всего 8,1 часа. Поэтому если вы найдете этот элемент утром, то к вечеру половина его исчезнет.
До недавнего времени исследователям не удавалось собрать достаточно астатина, чтобы проверить, как он взаимодействует с электронами. При этом один из его радиоактивных изотопов, астатин-211, может быть полезен для лечения рака. Но до недавнего времени ученые не были в этом уверены.
Проект по изучению астатина велся в лаборатории ISOLDE ведущего Европейского центра исследований физики элементарных частиц ЦЕРН. В ходе экспериментов исследователи выпустили протоны по мишени, состоящей из атомов тория — нестабильного элемента с 90 протонами. В результате появилось небольшое количество новых атомов, включая атомы астатина-211.
Отделив астатин-211 от остальных атомов, ученые получили достаточно большой запас постоянно распадающегося радиоактивного вещества, чтобы использовать его в дальнейших экспериментах с лазерами, свет которых может сбивать электроны атома.
Энергия ионизации составила около 9,31752 электронвольта. Сродство к электрону (мера способности нейтрального атома принимать к себе электрон, становясь отрицательно заряженным ионом) составило около 2,41579 электронвольт. Эти два числа позволяют обрисовать картину того, как тяжелый и редкий элемент взаимодействует с электронами. Результат был подтвержден теоретическим моделированием.
Астатин-211 при распаде выделяет альфа-частицы, состоящие из протонов и нейтронов, которые могут убивать раковые клетки. Но для разработки технологии использования радиоактивных солей астатина при терапии рака необходимо еще понять, как этот элемент создает отрицательные ионы. Поскольку астатин улавливает электроны из молекул здоровых клеток организма, он превращает их в отрицательные ионы, которые могут нанести вред здоровым клеткам. Исследователям необходимо точное понимание данного процесса, чтобы разработать безопасные методы лечения.
Астатин обладает некоторыми химическими свойствами таких элементов, как фтор, хлор, бром и йод — при их связи с металлами образуются соли. Обладая 85-ю протонами астатин тяжелее свинца и нечасто встречается на Земле — это самый редкий из элементов, как его охарактеризовал в своей книге «Строительные блоки природы» химик Джон Эмсли.
Астатин образуется из разлагающегося урана и тория, а его самая стабильная версия, или изотоп, называемый астатином-210, имеет период полураспада всего 8,1 часа. Поэтому если вы найдете этот элемент утром, то к вечеру половина его исчезнет.
До недавнего времени исследователям не удавалось собрать достаточно астатина, чтобы проверить, как он взаимодействует с электронами. При этом один из его радиоактивных изотопов, астатин-211, может быть полезен для лечения рака. Но до недавнего времени ученые не были в этом уверены.
Проект по изучению астатина велся в лаборатории ISOLDE ведущего Европейского центра исследований физики элементарных частиц ЦЕРН. В ходе экспериментов исследователи выпустили протоны по мишени, состоящей из атомов тория — нестабильного элемента с 90 протонами. В результате появилось небольшое количество новых атомов, включая атомы астатина-211.
Отделив астатин-211 от остальных атомов, ученые получили достаточно большой запас постоянно распадающегося радиоактивного вещества, чтобы использовать его в дальнейших экспериментах с лазерами, свет которых может сбивать электроны атома.
Энергия ионизации составила около 9,31752 электронвольта. Сродство к электрону (мера способности нейтрального атома принимать к себе электрон, становясь отрицательно заряженным ионом) составило около 2,41579 электронвольт. Эти два числа позволяют обрисовать картину того, как тяжелый и редкий элемент взаимодействует с электронами. Результат был подтвержден теоретическим моделированием.
Астатин-211 при распаде выделяет альфа-частицы, состоящие из протонов и нейтронов, которые могут убивать раковые клетки. Но для разработки технологии использования радиоактивных солей астатина при терапии рака необходимо еще понять, как этот элемент создает отрицательные ионы. Поскольку астатин улавливает электроны из молекул здоровых клеток организма, он превращает их в отрицательные ионы, которые могут нанести вред здоровым клеткам. Исследователям необходимо точное понимание данного процесса, чтобы разработать безопасные методы лечения.
Ещё новости по теме:
18:20