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氟-18

氟-18，也作F-18或¹⁸F，為氟元素的一種同位素。氟-18原子核內有9個質子與9箇中子，其原子核不穩定，易放出正電子而變成氧-18，因此具有放射性，半衰期為109.8分鐘^[1] 。

氟-18自然界中不存在，通常是利用核反應進行人工製備相應的化合物如[¹⁸F]KF，[¹⁸F]HF，[¹⁸F]F₂等。由於氟元素的特殊的性質以及氟-18元素本身強烈的放射性，在醫學上，氟-18常被引入到葡萄糖等有機分子中，用於診斷和治療腫瘤。^[2]

氟-18性質

氟-18的原子核中有9箇中子和9個質子，原子核不穩定，容易發生核反應，具有較強的放射性。氟-18可以在較短的時間內衰變為氧-18，同時產生正電子和中微子，而正電子會繼續與周圍的負電子作用湮滅，產生一對光子，以γ射線的形式放出能量，中微子幾乎不與任何物質作用，可以忽略不計。^[3]

氟-18的衰變

人類已知的氟同位素總共有18個，除了F-19外的半衰期都非常短暫，但是相對於其它元素同位素的半衰期而言（¹⁵O，¹³N，¹¹C 半衰期時間分別為2.037 分鐘，9.965 分鐘，20.39 分鐘），氟-18的半衰期較高，為109.8 分鐘。^[1]

由於氟-18與氟-19互為同位素，在化學性質方面並無太大的區別，具體性質可參考詞條氟。

由於氟-18在自然界中不存在，通常是利用人工合成的方法來製備含氟-18的化合物，主要的製備方法有三種。

方法一：用高能的氘核轟擊氖氣，可以製備出含氟-18的氟氣，但該方法收率低選擇性差。^[4]

氟-18製備方法一

方法二：以含氧-18的氧氣為目標，在氪氣氣氛中，用質子轟擊，可以得到含氟-18的氟氣，由於是氣體反應，同樣存在收率低的問題。^[5]

氟-18製備方法二

方法三：在熱室（hot cell）中，用質子轟擊重水，可以製備出含氟-18的氫氟酸，這種方法也是實際生產中較為常用的方法。^[6]

氟-18製備方法三

三種方法對比^[5] ：

三種方法對比 ^[2]

正電子發射斷層顯像技術原理

在醫學上，氟-18主要用於正電子發射斷層顯像技術（Positron Emission Tomography, PET）^[7] ，將氟-18引入到葡萄糖或者藥物分子中，到達靶點後，在人體內衰變產生正電子，進而放出γ射線，伽馬光子能穿透人體皮膚組織，被探測器探測到，可以作為腫瘤的診斷方法。

參考資料

1. Jacobson, O.; Kiesewetter, D. O.; Chen, X. Bioconjugate Chem. 2015, 26, 1-18.
2. S. Preshlock, M. Tredwell, V. Gouverneur, Chem. Rev. 2016, 116, 719−766.
3. Richardson, P. Expert Opin.Drug Discov. 2016, 11, 983-99.
4. Bishop, A.; Satyamurthy, N.; Bida, G.; Phelps, M.; Barrio, J. R., Nucl. Med. Biol. 1996, 23, 391− 405.
5. de Goeij, J. J. M.; Bonardi, M. L., Nucl. Chem. 2005, 263, 13−18.
6. Füchtner, F.; Preusche, S.; Mading, P.; Zessin, J.; Steinbach, J., Nuklearmedizin 2008, 47, 116−119.
7. Ametamey S. M., Honer M., Schubiger P. A., Chem. Rev., 2008,108, 1501-1516.

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