科学家成功合成铹的第14个同位素******
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素,也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性,可以发射出两个不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素,引起了人们极大的兴趣。
近日,科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪(AGFA)成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。
此次合成铹的新同位素,运用了什么技术方法?合成得到的铹-251,具有什么基本特征?合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义?针对上述问题,记者采访了这一工作的主要完成人之一,中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。
不断进行探索,再次合成铹同位素
铹的化学符号为Lr,原子序数为103,是第11个超铀元素,也是最后一个锕系元素。“一般来说,原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置,同位素这个名词也因此而得名。
103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯,103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称,其中,铹元素在锕系元素中排名最后。
截至目前,科研人员们共合成了铹的14个同位素,质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中,铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的,铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。
目前,铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物,具有+3氧化态,可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同,铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面,受限于合成截面等原因,目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255,其结构能级的指认目前也还存有争议。
通过熔合反应,形成新的原子核
铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样,无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥,因此,只有当两个原子核的距离足够近的时候,强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时,粒子束的速度必须足够大,以克服原子核之间的排斥力。
“仅仅靠得足够近,还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变,而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍,如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变,而是熔合形成了一个新的原子核,此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态,新产生的原子核可能会直接裂变,或放出一些带有激发能量的粒子,从而产生稳定的原子核。
在此次实验中,科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶,通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后,会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪(AGFA)中。在充气谱仪(AGFA)中,铹-251会被电磁分离出来,并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。
“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变,这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来,直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程,科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素,也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素(具有相同中子数的核素),还是利用充气谱仪(AGFA)合成的首个新核素。目前的实验结果表明,铹-251具有α衰变性,可以发射出两个不同能量的α粒子。
拓展新的领域,推动超重核理论研究
由于形变,若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因,对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。
此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化,相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区,尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。
研究结果表明,形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外,研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法(PNC-CSM)较好地描述了这一现象,并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用,对现有的理论研究提出了新的挑战,将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。(记者颉满斌)
诺华创新药物中国总裁张颖:中国医药市场潜力巨大******
【跨国企业在中国】
编者按: 走进在华跨国企业,听外企老总谈“中国式现代化机遇”、释“经济全球化之道”。中新网11月18日电 题:诺华创新药物中国总裁张颖:中国医药市场潜力巨大
中新财经记者 张尼 宫宏宇
“自中国开启药品医疗审评审批制度改革之后,新药获批明显提速。”诺华创新药物中国总裁张颖日前接受中新财经专访时表示。
她强调,诺华是中国药品审评审批制度改革的受益者,预计五年内将在中国提交50项新药及新适应症注册申请,并计划2024年实现超过90%的中国新药注册与全球同步。
访谈实录摘要如下:
中新财经:2021年诺华销售收入达到516.26亿美元,同比增长6%,其中中国市场销售收入30.52亿美元,同比增长18%,占到了诺华全球总收入的6%。您如何看待中国市场对于诺华的战略意义?
张颖:中国医药市场潜力巨大,目前已成为全球第二大市场,但依然还有许多未满足的医疗需求。以心血管为例,中国约有3.3亿现有患者,其中高血压患者多达2.45亿。诺华是最早进入中国的跨国医药企业之一,从生产、研发到商业运营,全面布局中国市场。我们不断聚焦重大和高发疾病领域,为中国患者提供高价值的创新药物,应对他们不断增长的医疗需求。目前,中国已成为诺华全球增长最快的市场之一。
中国市场一大特点是韧性。新冠肺炎疫情给整个社会包括医药行业带来了不少影响,但我们看到市场已经开始复苏。诺华面对变化和挑战也及时调整,积极应对,今年前三个季度,中国区业务在努力之下仍实现了增长。
中新财经:每年的中国国家医保药品目录调整都备受关注。今年,诺华是医保谈判申报药品颇多的企业之一,为何诺华近年来一直积极参与医保谈判?
张颖:医保谈判常态化,是国家医疗改革的重大举措之一。诺华长期以来积极参加国家医保谈判,让更多患者受益于我们高价值的创新药,这也是我们不断扩展医药可及性努力的一部分,和我们的企业使命高度契合。
自2017年以来,诺华已有超过30款创新药物被纳入中国国家医保目录。2021年,诺华有6款医保目录内产品成功续约,1款新药以及2种新适应症经谈判纳入医保目录。
近年来,诺华不断加快将创新药引入中国的步伐。仅在2015年至2021年期间,我们就有超过35款创新药和新适应症在中国获批。我们也深知,任何创新药物,只有让有需要的患者用得上,才能体现其最大价值。未来,我们将继续积极参与医保谈判,并探索多元的支付和多渠道创新方式,拓展医药可及性,让这些创新药造福更多患者。
中新财经:2015年至2021年,诺华有超过35款药物或适应症在中国获批。诺华在中国的战略重点也是不断加快引入创新药的步伐,这是出于何种考虑?
张颖:自中国开启药品医疗审评审批制度改革之后,新药获批明显提速。以2021年为例,全年审评通过47个创新药,是2016年的近5倍。
诺华是中国药品审评审批制度改革的受益者。在新药审批不断加快的环境下,我们顺势而为,持续以创新驱动我们的业务,并进一步聚焦核心治疗领域,加快在中国的新药注册申请。自1987年以来,我们有近90款新药及适应症在中国获批。其中有超过35款是在2015年至2021年期间获批的,包括可善挺等重磅药物。
创新本身也是诺华的主要竞争优势。除了聚焦重大高发疾病领域的现有产品线以外,我们也拥有行业最具竞争力的未来产品线之一。我们预计五年内在中国提交50项新药及新适应症注册申请,并计划2024年实现超过90%的中国新药注册与全球同步。
加快创新药的引入、造福中国患者是诺华践行企业使命的一部分,也是我们对中国的承诺。目前,我们也积极与包括博鳌和大湾区在内的各方携手合作,不断探索加快引入创新药物的各类创新方式。
中新财经:中国药企近年来也在不断加大研发投入力度,加快仿制药研发,诺华对此怎么看?
张颖:在全球医药行业中,诺华一直是研发投入最多的企业之一,创新始终是诺华的发展基石。2021年,诺华的研发投入达95亿美元,占营收比例超过18%。
在我看来,创新药和仿制药不是你有我无的竞争关系,而应该是共同促进药物健康可及性的上下游关系。原研药经过多年投入和研发后上市推广并得到专利保护,在专利到期后,仿制药的推出和上市则可进一步促进公共健康,同时也与保护原研药企的积极性实现平衡。
医药研发和创新是一个长期的过程。只有加强知识产权保护,才能真正释放医药创新的活力,促进行业的长久和可持续发展,最终为患者造福,提升国民整体健康。
中新财经:在国家药品集采和医保谈判不断推进的大背景下,您如何看待诺华在中国的发展前景?
张颖:中国已经是全球第二大医药市场,2021年医疗费用占全球的比重已经达到11.9%,2021-2026年复合增长率将达到3.8%。
未来10年内,中国将是诺华发展的关键市场之一,我们对中国充满信心。我们将聚焦心血管、免疫、肿瘤、中枢神经、眼科等中国疾病负担重且诺华具有独特优势的领域,带来高价值的创新药物和治疗方案。
我们正在不断加快创新产品在中国的注册申请、上市和早期准入。今年1-10月,诺华已有7个新产品及适应症(包括新剂型)获批。另外通过“先行先试”等创新举措,诺华已有6款海外创新特药登陆海南博鳌乐城,5款药品登陆粤港澳大湾区。
我们也认为,在获得高价值药物的同时,提升诊疗水平,让有需要的患者获得标准化和高质量的治疗同等重要。为此,我们与国内多家医院和医疗机构合作,共建重点疾病规范化诊疗体系。
同时,我们也继续不断扩展医药可及性,通过医保、商保多元的支付组合和渠道拓展等各种方式,与政府和全行业一道,让创新药物惠及更多患者。(完)
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