最近，市民小李感覺胃部不適，于是便到醫(yī)院進(jìn)行檢查，醫(yī)生很快為他開具了碳-14尿素呼氣試驗(yàn)，讓他先做一個(gè)幽門螺桿菌感染的檢查。

小李在空腹的狀態(tài)下服下了一粒膠囊，并按照護(hù)士的要求靜坐了大概15分鐘，隨后取出集氣卡開始吹氣，3分鐘后將集氣卡交還護(hù)士開始檢測(cè)，大約5分鐘檢測(cè)結(jié)果便出來了，整個(gè)過程還不到半小時(shí)。 檢查結(jié)束后，小李便對(duì)碳-14尿素呼氣試驗(yàn)產(chǎn)生了興趣，善于收集材料的小李在網(wǎng)上輸入碳-14后，一則關(guān)于“實(shí)現(xiàn)全球首次商用堆生產(chǎn)碳-14同位素”的新聞引起了他的注意。

什么是碳-14?碳-14有輻射嗎?為什么要用商用堆生產(chǎn)碳-14?

什么是碳-14？

自然界主要有三種碳同位素：碳-12、碳-13和碳-14，對(duì)應(yīng)的豐度分別為：98.89%、1.11%和1.2×10-10%，其中碳-12和碳-13為穩(wěn)定同位素，碳-14為放射性同位素。天然宇生碳-14是由宇宙射線撞擊空氣中的氮原子產(chǎn)生， 碳-14又會(huì)通過β衰變?yōu)榈?14原子，如此循環(huán)往復(fù)，保持碳-14濃度基本不變。

除此之外，人類的活動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生碳-14，比如上世紀(jì)中期頻繁的核武器試驗(yàn)，也產(chǎn)生了大量的碳-14，使得那個(gè)階段大氣中的碳-14含量增加了不少。

什么是尿素呼氣試驗(yàn)？

帶著這樣的疑問，記者走訪了我國第一家采用自主呼氣試驗(yàn)技術(shù)開展幽門螺桿菌檢測(cè)的公司，也是目前國內(nèi)最大的幽門螺桿菌診斷產(chǎn)品的供應(yīng)商——深圳市中核海得威生物科技有限公司的黨委書記、董事長韓全勝。

“幽門螺桿菌是目前已知唯一在人體胃內(nèi)長期存活的細(xì)菌，尿素呼氣試驗(yàn)就是用同位素碳-13或者同位素碳-14標(biāo)記的尿素膠囊，受檢者吞服之后與胃部幽門螺桿菌產(chǎn)生的尿素酶發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳，我們通過收集受檢者呼出氣體中的碳-13或者碳-14，并采用技術(shù)手段進(jìn)行檢測(cè)，就可以知道是否感染幽門螺桿菌”，韓全勝這樣告訴記者。

“為明確患者有無幽門螺旋桿菌的感染，臨床上需要一種敏感性高、特異性強(qiáng)、快速、簡單且安全的幽門螺桿菌診斷方法，來開展幽門螺桿菌的檢測(cè)，尿素碳-14呼氣試驗(yàn)就是其中一種方法。”武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科醫(yī)生周中銀表示。

目前來看，由于這種檢測(cè)方法具有無痛、無創(chuàng)、快速簡便、無交叉感染等優(yōu)點(diǎn)，已成為在臨床上應(yīng)用最廣的一種無創(chuàng)檢測(cè)手段。

碳-14有放射性，會(huì)不會(huì)對(duì)人體有害？

“我們進(jìn)行一次碳-14尿素呼氣試驗(yàn)的有效劑量僅為1.59μSv(微西弗)，還不及我們乘坐飛機(jī)飛行1個(gè)小時(shí)所受的劑量。而根據(jù)國際通用的管理限值規(guī)定，公眾受照射的個(gè)人劑量限值為每年1mSv(毫西弗)，根據(jù)此限值，從理論上來說，每人每年可做629次碳-14尿素呼氣試驗(yàn)。”韓全勝告訴記者。

“碳-14無處不在，人體本身就含有碳-14放射性核素，而且每時(shí)每刻都在發(fā)生著放射性核素的衰變。”韓全勝補(bǔ)充說。

他還舉了一個(gè)例子，體重為70kg的人體含有12.6kg碳元素，其中碳-12約有12.46kg，碳-13約有135g，碳-14約有0.015ug。碳-14對(duì)應(yīng)的原子數(shù)為6.50*1014個(gè)，放射性活度為2490Bq(貝可)。

我國碳-14供應(yīng)全部依賴進(jìn)口

2005年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了澳大利亞的科學(xué)家巴里馬歇爾和羅賓沃倫，原因是他們發(fā)現(xiàn)了幽門螺桿菌是引起胃炎和胃潰瘍等疾病的病原體。

也正是憑借諾貝爾獎(jiǎng)的影響力，幽門螺桿菌逐漸走進(jìn)社會(huì)公眾視野，被公眾廣泛關(guān)注，相關(guān)產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展。

“與幽門螺桿菌檢測(cè)快速發(fā)展形成反差的是，目前我國碳-14的供應(yīng)全部依賴進(jìn)口，價(jià)格貴，而且供應(yīng)得不到保障。”對(duì)此，韓全勝補(bǔ)充道：“而國內(nèi)的碳-14原料產(chǎn)值規(guī)模每年約有4000萬元，帶動(dòng)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈的總產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到約20億元，且呈現(xiàn)逐年快速增長的趨勢(shì)。”

可以預(yù)見，碳-14國產(chǎn)化以后，可大幅降低原料采購費(fèi)用，同時(shí)得益于穩(wěn)定、充足的供應(yīng)，將會(huì)對(duì)促進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到一個(gè)非常好的保駕護(hù)航作用。

為什么要用商用堆生產(chǎn)碳-14？

4月26日下午，在浙江省嘉興市的秦山核電站，我國首批“碳-14”批量化生產(chǎn)正式啟動(dòng)，預(yù)計(jì)將在2024年開始向市場(chǎng)供貨。

當(dāng)夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，“碳-14”在商用堆進(jìn)行生產(chǎn)，在國內(nèi)乃至世界上都還是首次。“碳-14”是如何生產(chǎn)出來的?

韓全勝告訴記者，當(dāng)核電站機(jī)組運(yùn)行時(shí)，堆芯內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的中子，這些中子會(huì)持續(xù)轟擊放在堆芯里的氮元素的靶件，氮在反應(yīng)堆中發(fā)生核反應(yīng)，吸收一個(gè)中子，釋放一個(gè)質(zhì)子，形成一個(gè)有6個(gè)質(zhì)子、8個(gè)中子的新元素，這就是“碳-14”。

此次用于生產(chǎn)“碳-14”的核電機(jī)組是秦山核電基地的重水堆核電機(jī)組，是目前國內(nèi)核電機(jī)組數(shù)量最多、堆型最豐富、裝機(jī)最大的核電基地。而我國在運(yùn)的大部分核電機(jī)組是壓水堆機(jī)組，比如我國自主設(shè)計(jì)的第三代核電型號(hào)“華龍一號(hào)”。由于獨(dú)特的堆芯設(shè)計(jì)和物理特點(diǎn)，重水堆可以實(shí)現(xiàn)不停堆換料，在生產(chǎn)同位素方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

“過去我們?cè)?jīng)利用研究用的小型反應(yīng)堆來生產(chǎn)碳-14，由于需要經(jīng)常開展過程檢查，生產(chǎn)不連續(xù)，導(dǎo)致碳-14產(chǎn)量小，無法形成穩(wěn)定的供應(yīng)。使用商用核電機(jī)組可以長期保持高功率穩(wěn)定運(yùn)行，連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)碳-14，充分緩解國內(nèi)日益增加的碳-14使用需求。”韓全勝說。

韓全勝認(rèn)為，國內(nèi)核電啟動(dòng)碳-14批量化生產(chǎn)后，產(chǎn)量可充分滿足國內(nèi)需求，可以解決我國碳-14自主供給短缺的問題，同時(shí)將有力帶動(dòng)我國同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

編輯：薛麗萍