Preocupările privind separarea izotopilor stabili la INCDTIM Cluj Napoca au început în anii ‘60 prin abordarea, în premieră naţională a separării izotopilor hidrogenului în scopul determinării tehnologiei de separare a apei grele, material nuclear şi strategic de mare importanţă. Încununate de succes, cercetările derulate aici au dus la proiectarea şi construirea pilotului productiv de la Râmnicu Vâlcea şi ulterior la construirea Uzinei de Apă Grea de la Drobeta Turnu Severin.

Colectivul specializat în tehnologii izotopice a abordat succesiv tematici privind separarea izotopilor litiului, borului, azotului, carbonului, oxigenului, argonului, kriptonului şi neonului prin diferite metode: schimb chimic, distilare criogenică, termodifuzie. În paralel, specialiştii centrului au dezvoltat atât tehnici şi tehnologii de producere a compuşilor organici şi anorganici marcaţi cu izotopi ai hidrogenului, azotului, carbonului şi oxigenului cât şi marcarea unor aminoacizi şi a unor molecule sau compleşi organici.

Centrul de cercetare pentru izotopi stabili uşori (D, 13C, 15N, 18O) este o infrastructură de cercetare tehnologică şi inovare, înglobează instalaţii tehnologice specifice separărilor izotopice şi aparatură de înaltă tehnicitate necesară analizei şi diagnozei izotopice, constituindu-se ca suport al activităţii de cercetare dezvoltare în domeniile strategice: dezvoltare durabilă, energie, mediu, sănătate, biotehnologii, materiale, procese şi produse inovative, alimentaţie, etc.

Pe plan internaţional se constată o creştere a preocupărilor în domeniul izotopilor stabili atât în privinţa cercetărilor fundamentale, a celor de dezvoltare, cât şi a aplicaţiilor, iar utilizarea compuşilor marcaţi manifestă o remarcabilă diversificare. Între aplicaţiile recente, de mare interes, se pot enumera:

  • producerea izotopului 13C la o concentraţie mai mare de 10% at. permite utilizarea lui într-o serie de domenii de cercetare (medicină, biologie, etc.);
  • utilizarea izotopului 18O în medicina nucleară pentru PET (Positron Emission Tomography), tehnologie imagistică de mare acurateţe utilizată în neurologie şi în depistarea timpurie a tumorilor canceroase;
  • utilizarea apei dublu marcate cu deuteriu şi 18O pentru studiul obezităţii şi metabolismului uman;
  • utilizarea spectroscopiei RMN în analize directe privind metabolismul uman;
  • punerea în evidenţă prin IRM (imagistică de rezonanţă magnetică) a schimbărilor metabolice din creierul uman care ajută la diagnosticarea timpurie a bolii Alzheimer şi a altor disfuncţionalităţi neuropsihiatrice, etc;
  • utilizarea izotopului 13C în testul de respiraţie pentru diagnosticarea ulcerului cauzat de bacteria Helicobacter pylori;
  • folosirea compuşilor marcaţi cu 15N în agricultură pentru studiul eficienţei îngrăşămintelor cu azot, în medicină – prin aminoacizi marcaţi cu 15N – pentru studiul bolilor hepatice, în studii legate de utilizarea combustibilului de tip nitrură în centrale nucleare de producere a energiei electrice, etc.
  • producere compuşi marcaţi cu 2H, 15N si 13C.
  • compuşi deuteraţi:
    Nr. Compuşi Formula Atom %
    1. Acetic acid – D4 CD3COOD 99
    2. Acetone – D6 CD3COCD3 99.5
    3. Acetonitrile – D3 CD3CN 99.5
    4. Acetophenone – D8 C8D8O 99
    5. Aniline – 2,3,4,5,6 – D5 C6D5NH2 99
    6. Aniline – D7 C6D5ND2 99
    7. Benzene – D6 C6D6 99.5
    8. Bromacetophenone – D7 C8D8BrO 99
    9. Bromobenzene – D5 C6D5Br 99
    10. Chloroform – D CDCl3 99.5
    11. Cyclohexane – D12 C6D12 99
    12. Deuterium chloride (20% in D2O) DCl/D2O 99
    13. 1,4-Dibrombenzene – D4 1,4-(Br)2C6D4 99
    14. Dichloromethane – D2 CD2Cl2 98
    15. Dimethylsulfoxide – D6 CD3SOCD3 99.5
    16. Ethanol – OD (95% in D2O) C2H5OD/D2O 99
    17. Ethyl benzene – D10 C6D5C2D5 99
    18. Formic acid – D2 DCOOD 99
    19. Methanol – OD CH3OD 99
    20. Methanol – D3 CD3OH 99
    21. Nitrobenzene – D5 C6D5NO2 99
    22. Nitromethane – D3 CD3NO3 98
    23. Potasium deuteroxide (max. 30% in D2O) KOD/D2O 99
    24. Pyridine D5 C5D5N 99
    25. Sodium deuteroxide (max.40% in D2O) NaOD/D2O 99
    26. Sulfuric acid D2(max. 98% in D2O) D2SO4 99
    27. Toluene D8 C7D8 99
    28. Orto-xylene-D10 C8D10 99
    29. Para-xylene-D10 C8D10 99
    30. 1,2,4-triclorobenzene-D3 1,2,4-(Cl)3C6D3 99
    31. Ethylamine – D7 CD3 -CD2 – ND2 99
    32. Cathecol-D 6 C6 D4 (OD)2 99
    33. Dopamine HCl- ring D3,-ND2,-O2D2 C6 D3 (OD)2(CH2)2ND2 98-99
    33. L-Dopa- ring D3,-ND2,-O2D2 C6 D3(OD)2(CH2)ND2COOD 98-99
  • compuşi marcaţi cu 15N:
    Nr. Compuşi Formula 99
    1. Nitric acid- 15N(10M) H15NO3 99
    2. Nitric oxide –15N 15NO 99
    3. Nitrogen gas – 15N2 15N2 99
    4. Ammonia – 15N 15NH3 99
    5. Ammonium Chloride – 15N 15NH4Cl 99
    6. Ammonium – 15N-ortophosphate-mono-H (15NH4)2HPO4 99
    7. Ammonium – 15N nitrate 15NH4NO3 99
    8. Ammonium nitrate – 15N NH415NO3 99
    9. Ammonium – 15N nitrate-15N 15NH415NO3 99
    10. Ammonium – 15N2sulphate (15NH4)2SO4 99
    11. Calcium nitrate – 15N Ca(15NO3)2 99
    12. Potassium nitrate – 15N K15NO3 99
    13. Potassium nitrite – 15N K15NO2 99
    14. Sodium nitrate – 15N Na15NO3 99
    15. Sodium nitrite – 15N Na15NO2 99
    16. Urea– 15N2 15NH2CO15NH2 99
    17. Hydroxylamine hydrochloride – 15N 15NH2OH· HCl 99
    18. DL – alpha alanine – 15N CH3CH(15NH2)COOH 99
    19. DL – leucine – 15N (CH3)2CHCH2CH(15NH2)COOH 99
    20. DL – phenylalanine – 15N C6H5 CH(15NH2)COOH 99
    21. DL – valine – 15N (CH3)2CHCH(15NH2)COOH 99
    22. Potassium phtalimide – 15N C6H4(CO)215NK 99
    23. Phtalimide – 15N C6H4(CO)215NH 99
    24. Adenine[6-15N] C5H5N5-[15N] 99
    25. Uracyl [1,3 – 15N] C4N2O2H4– [1,3 – 15N]
    26. Hypoxanthine [7 –15N] C5H4N4O – [7 –15N]
    27. Caffeine [7 – 15N] C8H10N4O2-[7 – 15N]
    28. L-valine 15N (CH3)2CHCH(15NH2)COOH
    29. L-leucine 15N (CH3)2CHCH2CH(15NH2)COOH
    30. L-norvaline 15N CH3(CH2)2CH(15NH2)COOH
    31. L-norleucine 15N CH3(CH2)3CH(15NH2)COOH
    32. L-aspartic acid 15N HOOCCH2CH(15NH2)COOH
    33. L-glutamic acid 15N HOOC(CH2)2CH(15NH2)COOH
    34. Barbituric acid 15N2 C4H415N2O3
    35. 4 aminobutyric acid 15N (GABA) H215N(CH2)3COOH
  • analize acreditate
      1. Determinare compuşi organici din ape, aer, sol:
        • determinare vapori de hidrocarburi aromatice din aer;
        • determinare hidrocarburi aromatice policiclice totale din aer;
        • determinare conţinut de paration, metal-paration şi a altor compuşi organofosforici din ape (de suprafaţă, subterane);
        • determinarea unor insecticide organoclorurate, bifenili policloruraţi, clorobenzeni din ape (de suprafaţă, uzată, subterane) şi din sol;
        • determinare erbicide fenoxialcanoice, bentazone, hidroxibenzonitrili din ape (de suprafaţă, uzată, subterane);
        • determinare compuşi organici halogenaţi adsorbabili (AOX) din ape (de suprafaţă, uzată, subterane);
        • determinare ftalaţi din ape (de suprafaţă, uzată, subterane);
        • determinarea produse petroliere din ape (de suprafaţă, uzată, subterane) şi sol.
    1. Determinări de metale grele prin spectrometrie de masă cu plasma cuplată inductiv (Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, Mn, Pb, Zn).
    2. Determinarea rapoartelor izotopice 180/160 şi 13C/12C din vin.