【洞察】氮15是重要同位素标记物在科研、医疗领域前景广阔

2022-02-25 16:39

在我国，上海化工研究院有限公司是最先实现氮15量产的企业，采用的是一氧化氮与硝酸同位素交换法，产品质量处于国际先进水平。

氮15（15N），是氮的同位素的一种。在自然界中，天然氮元素由氮14、氮15两种稳定同位素组成，其中，氮15的含量为0．365％，占比小。氮15可作为标记化合物使用，用作氮元素化合物的示踪原子，广泛应用在医药、生命科学、化学、农业等领域，因此其生产受到关注。

氮元素没有适用的放射性同位素示踪原子，氮15用作标记化合物，可对氮元素进行标记，追踪氮15即可研究氮在人体代谢、药物疗效、疾病诊断、化学反应、催化反应、氮肥施用、作物栽培等领域的作用，在20世纪80年代初期，氮15在科研领域已经实现大批量应用。

根据新思界产业研究中心发布的《2022－2026年氮15行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，药物研发、疾病诊断与生命科学是氮15的重要应用领域。被氮15标记过的药物进入人体内，可采用仪器对其进行追踪，可以快速且准确的了解药物在人体内的代谢过程，可进行疾病诊断，也可以提高药物研发速度，在提升医疗技术方面具有重要作用；氮15可以标记DNA中的含氮碱基，在遗传工程研究领域也发挥着重要作用。

氮15于20世纪20年代末期被发现，30年代中后期采用同位素交换法制备了氮15。目前，氮15制备方法主要有两大类，一类是一氧化氮（NO）与硝酸体系的同位素交换法；另一类是一氧化氮（NO）低温精馏法。一氧化氮低温精馏法生产氮15会同时产生较多副产物，因此同位素交换法是主流制备工艺，可生产多种氮15标记化合物。此外，核反应法也可生产氮15，但技术难度大、成本高。

新思界行业分析人士表示，氮15制备难度较高，全球仅有少数国家具有量产能力。在全球市场中，氮15生产商主要有，美国剑桥CIL、美国赛默飞世尔、美国Omicron Biochemicals、加拿大TRC、德国Sigma－Aldrich、德国WITEGA Laboratorien、英国LGC Standards等。在我国，上海化工研究院有限公司是最先实现氮15量产的企业，采用的是一氧化氮与硝酸同位素交换法，产品质量处于国际先进水平。

我国政府对同位素试剂研发生产的关注度不断提高，“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中，提出典型同位素试剂研发与科研试剂评价技术标准研究，包括研究基于13C、15N稳定同位素标记的新型大分子同位素标记物。由此来看，在科研、医疗等需求拉动下，以及国家政策支持下，未来我国氮15行业发展前景广阔。

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