La tomographie par émission de positons (TEP) joue un rôle majeur dans la détection précoce de divers types de cancer. Un groupe de recherche dirigé par le professeur spécialement nommé Katsumi Kaneko de la Research Initiative for Supra-Materials (RISM), L'université de Shinshu a découvert une méthode pour séparer l'oxygène-18 de l'oxygène-16, un isotope essentiel pour le diagnostic TEP, à grande vitesse et à haute efficacité. Les résultats de cette recherche ont été récemment publiés en ligne dans la revue Communication Nature .

La nouvelle méthode pour la séparation rapide et efficace de ¹⁸ O de ¹⁶ O 2 , qui est abondant dans l'atmosphère, a été réalisée avec du carbone nanoporeux, qui est fait de pores plus petits que 1 nanomètre. Lorsqu'un mélange de ¹⁶ O 2 et ¹⁸ O 2 est introduit dans le carbone nanoporeux, les ¹⁸ O 2 est préférentiellement adsorbé et est efficacement séparé de ¹⁶ O 2 . La séparation expérimentale de ¹⁸ O 2 de ¹⁶ O 2 a également été réalisée en utilisant la chaleur résiduelle à basse température d'une installation de stockage de gaz naturel.

¹⁸ O joue un rôle majeur dans la détection précoce du cancer. Profitant de la propriété des cellules cancéreuses qui absorbent beaucoup plus de glucose que les cellules normales, les médecins injectent un médicament appelé 18F-FDG (fluorodésoxyglucose), qui est un indice du métabolisme du glucose et utilise une machine TEP pour déterminer quelle partie du corps a le cancer. ¹⁸ Le F-FDG est un médicament dans lequel le fluor-18 ( ¹⁸ F), qui émet de l'électricité positive, est attaché au glucose. ¹⁸ Le F-FDG est produit par une réaction nucléaire dans laquelle ¹⁸ O est introduit avant l'injection des protons. Par conséquent, ¹⁸ L'O est une substance importante indispensable au diagnostic TEP mais difficile à se procurer car seulement 0,2 % de l'oxygène naturel est de l'O-18. Afin de séparer ¹⁸ O de la majorité des ¹⁶ O trouvé dans l'atmosphère, il fallait distiller ¹⁸ O de ¹⁶ , même s'ils ont des points d'ébullition très similaires. Cette distillation a nécessité une technologie précise et a duré plus de 6 mois.

La nouvelle méthode utilisant du carbone nanoporeux pour distiller ¹⁸ O peut être utilisé non seulement pour le diagnostic TEP mais aussi pour la recherche sur la démence, et cette nouvelle méthode peut être appliquée à la séparation des isotopes du carbone et de l'azote, et d'autres molécules utiles pour les méthodes d'analyse isotopique et les médicaments anticancéreux thérapeutiques. Le groupe s'attend à une demande accrue pour cette méthode et cette substance à l'avenir.