Гадолиний - Gadolinium

Гадолиний,64Б-г
Гадолиний-4.jpg
Гадолиний
Произношение/ˌɡædəˈлɪпяəм/ ​(GAD-ə-LIN-ee-əm )
Внешностьсеребристо-белый
Стандартный атомный вес Аr, std(Б-г)157.25(3)[1]
Гадолиний в периодическая таблица
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийСвинецВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумNihoniumФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
–
↑
Б-г
↓
См
европий ← гадолиний → тербий
Атомный номер (Z)64
Группагруппа н / д
Периодпериод 6
Блокироватьf-блок
Категория элемента  Лантаноид
Электронная конфигурация[Xe ] 4f7 5d1 6 с2
Электронов на оболочку2, 8, 18, 25, 9, 2
Физические свойства
Фаза вSTPтвердый
Температура плавления1585 K (1312 ° С, 2394 ° F)
Точка кипения3273 К (3000 ° С, 5432 ° F)
Плотность (возлеr.t.)7,90 г / см3
в жидком состоянии (приm.p.)7,4 г / см3
Теплота плавления10.05 кДж / моль
Теплота испарения301,3 кДж / моль
Молярная теплоемкость37,03 Дж / (моль · К)
Давление газа (рассчитано)
п (Па)1101001 к10 тыс.100 тыс.
вТ (K)183620282267257329763535
Атомные свойства
Состояния окисления0,[2] +1, +2, +3 (мягко базовый окись)
ЭлектроотрицательностьШкала Полинга: 1,20
Энергии ионизации
  • 1-я: 593,4 кДж / моль
  • 2-я: 1170 кДж / моль
  • 3-я: 1990 кДж / моль
Радиус атомаэмпирические: 180вечера
Ковалентный радиус196 ± 18 часов
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии гадолиния
Другие свойства
Естественное явлениеизначальный
Кристальная структура ​шестиугольный плотно упакованный (ГПУ)
Гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура гадолиния
Скорость звука тонкий стержень2680 м / с (при 20 ° C)
Тепловое расширениеα поли: 9,4 мкм / (м · К) (при 100 ° C)
Теплопроводность10,6 Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивлениеα, поли: 1,310 мкОм · м
Магнитный заказферромагнитный –парамагнитный переход при 293,4 К
Магнитная восприимчивость+755,000.0·10−6 см3/ моль (300,6 К)[3]
Модуль для младшихα форма: 54,8 ГПа
Модуль сдвигаα форма: 21,8 ГПа
Объемный модульα-форма: 37,9 ГПа
коэффициент Пуассонаα форма: 0,259
Твердость по Виккерсу510–950 МПа
Количество CAS7440-54-2
История
Именованиепосле минерала Гадолинит (сам назван в честь Йохан Гадолин )
ОткрытиеЖан Шарль Галиссар де Мариньяк (1880)
Первая изоляцияЛекок де Буабодран (1886)
Главный изотопы гадолиния
ИзотопИзобилиеПериод полураспада (т1/2)Режим распадаПродукт
148Б-гсин75 летα144См
150Б-гсин1.8×106 уα146См
152Б-г0.20%1.08×1014 уα148См
154Б-г2.18%стабильный
155Б-г14.80%стабильный
156Б-г20.47%стабильный
157Б-г15.65%стабильный
158Б-г24.84%стабильный
160Б-г21.86%стабильный
Категория Категория: Гадолиний
| Рекомендации

Гадолиний это химический элемент с символ Б-г и атомный номер 64. Гадолиний - это серебристо-белый металл, если удалить окисление. Это лишь немного податливый и является пластичный редкоземельный элемент. Гадолиний реагирует с атмосферным кислород или влажность медленно, чтобы сформировать черный налет. Гадолиний ниже своего Точка Кюри 20 ° C (68 ° F) составляет ферромагнитный, с притяжением к магнитному полю больше, чем у никель. Выше этой температуры это самый парамагнитный элемент. В природе встречается только в окисленной форме. При разделении он обычно имеет примеси других редкоземельных элементов из-за их сходных химических свойств.

Гадолиний был открыт в 1880 г. Жан Шарль де Мариньяк, который обнаружил его оксид с помощью спектроскопии. Он назван в честь минерала гадолинит, один из минералов, в которых содержится гадолиний, назван в честь Финский химик Йохан Гадолин. Чистый гадолиний впервые был выделен химиком Поль Эмиль Лекок де Буабодран около 1886 г.

Гадолиний обладает необычным металлургический свойств, до такой степени, что всего лишь 1% гадолиния может значительно улучшить обрабатываемость и устойчивость к окисление при высоких температурах утюг, хром, и родственные металлы. Гадолиний в виде металла или соли поглощает нейтроны и поэтому иногда используется для защиты от нейтронов. рентгенография И в ядерные реакторы.

Как и большинство редкоземельных элементов, гадолиний образует трехвалентный ионы с флуоресцентными свойствами, а также соли гадолиния (III) используются в качестве люминофоров в различных приложениях.

Ионы гадолиния (III), содержащиеся в водорастворимых солях, токсичны для млекопитающих. Тем не мение, хелатный соединения гадолиния (III) гораздо менее токсичны, поскольку они переносят гадолиний (III) через почки и из организма до того, как свободный ион сможет попасть в ткани. Из-за его парамагнитный свойства, растворы хелатных органический гадолиний комплексы используются как внутривенно управляемый контрастные вещества для МРТ на основе гадолиния в медицине магнитно-резонансная томография.

Характеристики

Образец металлического гадолиния

Физические свойства

Гадолиний серебристо-белый, податливый, пластичный редкоземельный элемент. Он кристаллизуется в шестиугольный плотно упакованный α-форма при комнатной температуре, но при нагревании до температуры выше 1235 ° C (2255 ° F) она превращается в свою β-форму, которая имеет объемно-центрированный кубический структура.[4]

В изотоп гадолиний-157 имеет высшую тепловые нейтроны захватывать поперечное сечение любого стабильного нуклида: около 259000 сараи. Только ксенон-135 имеет более высокое поперечное сечение захвата, около 2,0 млн. амбаров, но этот изотоп радиоактивный.[5]

Гадолиний считается ферромагнитный при температуре ниже 20 ° C (68 ° F)[6] и сильно парамагнитный выше этой температуры. Есть свидетельства того, что гадолиний является спиральным антиферромагнетиком, а не ферромагнетиком, при температуре ниже 20 ° C (68 ° F).[7] Гадолиний демонстрирует магнитокалорический эффект при этом его температура увеличивается, когда он входит в магнитное поле, и уменьшается, когда он выходит из магнитного поля. Для гадолиния температура снижается до 5 ° C (41 ° F). сплав Б-г85Э15, и этот эффект значительно сильнее для сплава Gd5(Si2Ge2), но при гораздо более низкой температуре (<85 К (-188,2 ° C; -306,7 ° F)).[8] Значительный магнитокалорический эффект наблюдается при более высоких температурах, примерно до 300кельвины, в соединениях Gd5(SiИксGe1−Икс)4.[9]

Отдельные атомы гадолиния можно изолировать, инкапсулируя их в фуллерен молекулы, где они могут быть визуализированы с помощью просвечивающий электронный микроскоп.[10] Отдельные атомы Gd и небольшие кластеры Gd могут быть включены в углеродные нанотрубки.[11]

Химические свойства

Смотрите также: Категория: Соединения гадолиния.

Гадолиний соединяется с большинством элементов с образованием производных Gd (III). Он также соединяется с азотом, углеродом, серой, фосфором, бором, селеном, кремнием и мышьяк при повышенных температурах образует бинарные соединения.[12]

В отличие от других редкоземельных элементов, металлический гадолиний относительно стабилен в сухом воздухе. Однако это тускнеет быстро во влажном воздухе, образуя неплотно прилегающую оксид гадолиния (III) (Б-г2О3):

4 Gd + 3 O2 → 2 Gd2О3,

который сколы выкл., подвергая окислению большую часть поверхности.

Гадолиний - сильный Восстановитель, который восстанавливает оксиды нескольких металлов до их элементов. Гадолиний довольно электроположителен и медленно реагирует с холодной водой и довольно быстро с горячей водой с образованием гидроксида гадолиния:

2 Gd + 6 H2O → 2 Gd (OH)3 + 3 часа2.

Металлический гадолиний легко разрушается разбавленными серная кислота с образованием растворов, содержащих бесцветные ионы Gd (III), которые существуют как [Gd (H2O)9]3+ комплексы:[13]

2 Gd + 3 H2ТАК4 + 18 часов2O → 2 [Gd (H2O)9]3+ + 3 ТАК2−
4 + 3 часа2.

Металлический гадолиний реагирует с галогенами (X2) при температуре около 200 ° C (392 ° F):

2 Gd + 3 X2 → 2 GdX3.

Химические соединения

В подавляющем большинстве своих соединений гадолиний принимает степень окисления +3. Все четыре тригалогенида известны. Все они белые, за исключением йодида, который желтый. Наиболее часто встречающийся из галогенидов - это хлорид гадолиния (III) (GdCl3). Оксид растворяется в кислотах с образованием солей, таких как нитрат гадолиния (III).

Гадолиний (III), как и большинство ионов лантаноидов, образует комплексы с высоким координационные номера. Эта тенденция иллюстрируется использованием хелатирующего агента. DOTA, октазубчатый лиганд. Соли [Gd (DOTA)]− полезны в магнитно-резонансная томография. Было разработано множество родственных хелатных комплексов, в том числе гадодиамид.

Восстановленные соединения гадолиния известны, особенно в твердом состоянии. Галогениды гадолиния (II) получают нагреванием галогенидов Gd (III) в присутствии металлического Gd в тантал контейнеры. Гадолиний также образуют сесквихлорид Gd2Cl3, который может быть дополнительно восстановлен до GdCl путем отжига при 800 ° C (1470 ° F). Этот хлорид гадолиния (I) образует пластинки со слоистой графитоподобной структурой.[14]

Изотопы

Основная статья: Изотопы гадолиния

Встречающийся в природе гадолиний состоит из шести стабильных изотопов, 154Б-г, 155Б-г, 156Б-г, 157Б-г, 158Б-г и 160Б-г, и один радиоизотоп, 152Gd с изотопом 158Gd является наиболее распространенным (24,8% природное изобилие ). Предсказанный двойной бета-распад 160Gd никогда не наблюдался (экспериментальный нижний предел его период полураспада более 1,3 × 1021 лет было измерено[15]).

Было обнаружено 29 радиоизотопов гадолиния, наиболее стабильным из которых является 152Gd (встречающийся в природе) с периодом полураспада около 1,08 × 1014 лет, и 150Gd с периодом полураспада 1,79 × 106 годы. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 75 лет. Большинство из них имеют период полураспада менее 25 секунд. Изотопы гадолиния имеют четыре метастабильных изомеры, с наиболее устойчивым существом 143 кв.м.Gd (т1/2= 110 секунд), 145 кв.м.Gd (т1/2= 85 секунд) и 141 кв.м.Gd (т1/2= 24,5 секунды).

Изотопы с атомные массы ниже, чем самый распространенный стабильный изотоп, 158Gd, в первую очередь распадается на захват электронов к изотопам европий. При более высоких атомных массах первичная режим распада является бета-распад, а основными продуктами являются изотопы тербий.

История

Гадолиний назван в честь минерала гадолинит, в свою очередь названный в честь Финский химик и геолог Йохан Гадолин.[4] Это делает его единственным элементом, имя которого происходит от корня иврита (гадол, "здорово").[16] В 1880 году швейцарцы химик Жан Шарль Галиссар де Мариньяк наблюдали спектроскопические линии гадолиния в образцах гадолинит (который на самом деле содержит относительно мало гадолиния, но достаточно, чтобы показать спектр) и в отдельном минерале церит. Последний минерал, как оказалось, содержит гораздо больше элемента с новой спектральной линией. Де Мариньяк в конечном итоге отделил минеральный оксид от церита, который, как он понял, был оксидом этого нового элемента. Он назвал оксид "гадолиния «Поскольку он понял, что« гадолиния »- это оксид нового элемента, ему приписывают открытие гадолиния. Французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран осуществил отделение металлического гадолиния от гадолиния в 1886 году.[17][18][19][20]

Вхождение

Гадолинит

Гадолиний входит в состав многих минералов, таких как монацит и бастнезит, которые являются оксидами. Металл слишком реактивен, чтобы существовать в природе. Как это ни парадоксально, но, как уже отмечалось выше, минерал гадолинит на самом деле содержит только следы этого элемента. Содержание в земной коре составляет около 6,2 мг / кг.[4] Основные районы добычи находятся в Китае, США, Бразилии, Шри-Ланке, Индии и Австралии, запасы которых, как ожидается, превышают один миллион тонн. Мировое производство чистого гадолиния составляет около 400 тонн в год. Единственный известный минерал с незаменимым гадолинием, леперсоннит- (Б-г), очень редко.[21][22]

Производство

Гадолиний получают как из монацита, так и из бастнезит.

  1. Измельченные полезные ископаемые добываются с соляная кислота или же серная кислота, который превращает нерастворимые оксиды в растворимые хлориды или сульфаты.
  2. Кислые фильтраты частично нейтрализуют едким натром до pH 3–4. Торий осаждается в виде гидроксида, а затем удаляется.
  3. Оставшийся раствор обрабатывают оксалат аммония превращать редкие земли в их нерастворимые оксалаты. Оксалаты превращаются в оксиды при нагревании.
  4. Оксиды растворяются в азотная кислота что исключает один из основных компонентов, церий, оксид которого нерастворим в HNO3.
  5. Раствор обрабатывают нитрат магния для получения кристаллизованной смеси двойных солей гадолиния, самарий и европий.
  6. Соли разделены ионный обмен хроматография.
  7. Затем ионы редкоземельных элементов выборочно вымываются подходящим комплексообразователем.[4]

Металлический гадолиний получают из его оксида или солей путем нагревания его с кальций при 1450 ° C (2640 ° F) в атмосфере аргона. Гадолиний из губки можно получить путем восстановления расплавленного GdCl.3 с соответствующим металлом при температурах ниже 1312 ° C (2394 ° F) (точка плавления Gd) при пониженном давлении.[4]

Приложения

Гадолиний не имеет крупномасштабного применения, но имеет множество специализированных применений.

Потому что 157Gd имеет высокое нейтронное сечение, он используется для нацеливания на опухоли в нейтронной терапии. Этот элемент эффективен для использования с нейтронная радиография и в экранировании ядерные реакторы. Он используется в качестве вторичной меры аварийного останова некоторых ядерных реакторов, особенно Реактор CANDU тип.[4] Гадолиний также используется в ядерная морская двигательная установка системы как выгорающий яд.

Гадолиний обладает необычным металлургический свойств, всего лишь 1% гадолиния улучшает обрабатываемость и стойкость утюг, хром, и связанные сплавы к высоким температурам и окисление.[нужна цитата ]

Гадолиний - это парамагнитный в комнатная температура, с ферромагнитная точка Кюри 20 ° C (68 ° F).[6] Парамагнитные ионы, такие как гадолиний, увеличивают скорость ядерной релаксации, что делает гадолиний полезным для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Решения органический гадолиний комплексы и соединения гадолиния используются как внутривенный Контрастное вещество для МРТ для улучшения изображений в медицинских магнитно-резонансная томография и магнитно-резонансная ангиография (MRA) процедуры. Магневист это самый распространенный пример.[23][24] Нанотрубки, содержащие гадолиний, называемые "гадонанотрубки ", в 40 раз эффективнее обычного контрастного вещества гадолиния.[25] После введения контрастные вещества на основе гадолиния накапливаются в аномальных тканях мозга и тела, что обеспечивает больший контраст изображения между нормальными и аномальными тканями, облегчая локализацию аномальных клеточных разрастаний и опухолей.

Гадолиний как люминофор также используется в других изображениях. В рентгеновский снимок В системах гадолиний содержится в слое люминофора, взвешенном в полимерной матрице на детекторе. Тербий -допированный оксисульфид гадолиния (Б-г2О2S: Tb) в слое люминофора преобразует рентгеновские лучи, испускаемые источником, в свет. Этот материал излучает зеленый свет на длине волны 540 нм из-за присутствия Tb.3+, что очень полезно для улучшения качества изображения. Преобразование энергии Gd составляет до 20%, что означает, что 1/5 энергии рентгеновского излучения, падающего на слой люминофора, может быть преобразовано в видимые фотоны. Оксиортосиликат гадолиния (Gd2SiO5, ГСО; обычно легируется 0,1–1,0% Ce ) представляет собой монокристалл, который используется в качестве сцинтиллятор в медицинской визуализации, такой как позитронно-эмиссионная томография или для обнаружения нейтронов.[26]

Соединения гадолиния также используются для изготовления зелени. люминофор для цвета телевидение трубки.[нужна цитата ]

Гадолиний-153 производится в ядерном реакторе из элементарного европий или мишени, обогащенные гадолинием. Период полураспада 240±10 дней и излучает гамма-излучение с сильными пиками на 41 и 102 кэВ. Он используется во многих приложениях для обеспечения качества, таких как линейные источники и калибровочные фантомы, чтобы гарантировать правильную работу систем визуализации в ядерной медицине и получение полезных изображений распределения радиоизотопов внутри пациента.[27] Он также используется в качестве источника гамма-излучения при измерениях поглощения рентгеновского излучения или в датчики плотности костей за остеопороз скрининг, а также в портативной рентгеновской системе Lixiscope.[28]

Гадолиний используется для изготовления гадолиний иттриевый гранат (Б-г: Y3Al5О12); она имеет микроволновая печь Применяется при изготовлении различных оптических компонентов и в качестве материала подложек для магнитооптических пленок.[нужна цитата ]

Гадолиний-галлий-гранат (GGG, Gd3Ga5О12) использовался для имитации алмазов и для компьютера пузырь памяти.[29]

Гадолиний также может служить электролит в твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ). Использование гадолиния в качестве присадка для таких материалов, как оксид церия (в виде церий, легированный гадолинием ) создает электролит с высоким ионная проводимость и низкие рабочие температуры, оптимальные для рентабельного производства топливных элементов.

Исследования ведутся по магнитное охлаждение температура близкая к комнатной, что может обеспечить значительную эффективность и экологические преимущества по сравнению с традиционными методами охлаждения. Материалы на основе гадолиния, такие как Gd5(SiИксGe1−Икс)4, в настоящее время являются наиболее перспективными материалами из-за их высокой температуры Кюри и гигантского магнитокалорического эффекта. Сам чистый Gd проявляет большой магнитокалорический эффект вблизи своего Температура Кюри 20 ° C (68 ° F), и это вызвало большой интерес к производству сплавов Gd с большим эффектом и регулируемой температурой Кюри. В Б-г5(SiИксGe1−Икс)4Составы Si и Ge можно варьировать для регулирования температуры Кюри. Эта технология все еще находится на ранней стадии разработки, и все еще необходимо внести значительные материальные улучшения, прежде чем она станет коммерчески жизнеспособной.[9]

Физики Марк Вагинс и Джон Биком из Японии Супер Камиоканде, предположил, что гадолиний может способствовать обнаружение нейтрино когда его добавляют в воду очень высокой чистоты в резервуаре.[30]

Оксид гадолиния, бария, меди (GdBCO) был исследован на предмет его сверхпроводящих свойств.[31][32][33] с приложениями в сверхпроводящих двигателях или генераторах - например, в ветряной турбине.[34] Его можно производить так же, как и наиболее широко исследуемый купратный высокотемпературный сверхпроводник. Оксид иттрия, бария, меди (YBCO) и использует аналогичный химический состав (GdBa2Cu3О7−δ ).[35] В частности, он был использован Группой по объемной сверхпроводимости из Кембриджского университета в 2014 году, чтобы установить новый мировой рекорд по самому высокому магнитному полю в ловушке в балке. высокотемпературный сверхпроводник, с полем 17,6T, захваченным в двух массивах GdBCO.[36][37]

Биологическая роль

Гадолиний не имеет известной биологической роли, но его соединения используются в качестве инструментов исследования в биомедицине. Б-г3+ соединения являются компонентами Контрастные вещества для МРТ. Используется в различных ионный канал электрофизиологические эксперименты по блокированию каналов утечки натрия и растяжению каналов активированных ионов.[38] Гадолиний недавно был использован для измерения расстояния между двумя точками в белке через электронный парамагнитный резонанс Гадолиний особенно удобен благодаря чувствительности ЭПР на частотах w-диапазона (95 ГГц).[39]

Безопасность

Основные статьи: Контрастное вещество для МРТ и Нефрогенный системный фиброз
Гадолиний
Опасности
Пиктограммы GHSGHS02: Легковоспламеняющийся
Сигнальное слово GHSОпасность
H261
P231 + 232, P422[40]
NFPA 704 (огненный алмаз)

Сообщается, что как свободный ион гадолиний очень токсичен, но контрастные вещества для МРТ очень опасны. хелатный соединения и считаются достаточно безопасными для использования большинством людей. Токсичность свободных ионов гадолиния для животных обусловлена ​​вмешательством в ряд процессов, зависимых от кальциево-ионных каналов. В 50% летальная доза составляет около 100–200 мг / кг. О токсичности не сообщалось после воздействия низких доз ионов гадолиния. Однако исследования токсичности на грызунах показывают, что хелатирование гадолиния (которое также улучшает его растворимость) снижает его токсичность по отношению к свободному иону как минимум в 100 раз (т. Е. Летальная доза для хелата Gd увеличивается в 100 раз). .[41] Поэтому считается, что клиническая токсичность контрастных веществ на основе гадолиния (GBCA[42]) у людей будет зависеть от силы хелатирующего агента; однако это исследование еще не завершено.[когда? ] Около дюжины различных Gd-хелатных агентов были одобрены в качестве контрастных агентов для МРТ по всему миру.[43][44][45]

GBCA оказались более безопасными, чем йодсодержащие контрастные вещества, используемые в рентгеновской радиографии или компьютерная томография. Анафилактоидные реакции редки, встречаются примерно в 0,03–0,1%.[46]

Хотя агенты гадолиния полезны для пациентов с почечной недостаточностью, у пациентов с тяжелым почечная недостаточность требуя диализа, существует риск редкого, но серьезного заболевания, называемого нефрогенный системный фиброз (NSF)[47] или нефрогенная фиброзирующая дермопатия,[48] это связано с использованием контрастных веществ для МРТ, содержащих гадолиний. Болезнь напоминает склеромикседема и в некоторой степени склеродермия. Это может произойти через несколько месяцев после введения контрастного вещества. Его связь с гадолинием, а не с молекулой-носителем подтверждается его наличием с различными контрастными материалами, в которых гадолиний переносится очень разными молекулами-носителями. В связи с этим не рекомендуется использовать эти агенты для людей с терминальной почечной недостаточностью, поскольку они потребуют экстренного диализа. Симптомы, сходные, но не идентичные NSF, могут возникать у субъектов с нормальной или почти нормальной функцией почек в течение от часов до 2 месяцев после введения GBCA; название «болезнь отложения гадолиния» (GDD) было предложено для этого состояния, которое возникает в отсутствие предшествующего заболевания или впоследствии развившегося заболевания альтернативного известного процесса. В исследовании 2016 года сообщалось о многочисленных анекдотических случаях GDD.[49] Однако в этом исследовании участников набирали из онлайн-групп поддержки для субъектов, которые идентифицировали себя как обладающих токсичностью гадолиния, и не было собрано никаких соответствующих медицинских историй или данных. До сих пор не проводились окончательные научные исследования, подтверждающие существование этого состояния. Кроме того, отложение гадолиния в нервных тканях было продемонстрировано только у пациентов с воспалительными, инфекционными или злокачественными заболеваниями, и ни в одном исследовании на здоровых добровольцах не оценивалась возможность отложения гадолиния в головном мозге, коже или костях.[50]

Включено в действующие рекомендации Канадской ассоциации радиологов[51] заключаются в том, что диализные пациенты должны получать препараты гадолиния только там, где это необходимо, и что они должны получать диализ после обследования. Если пациенту на диализе необходимо выполнить МРТ с контрастным усилением, рекомендуется избегать использования некоторых контрастных агентов с высоким риском, но не рассматривать более низкие дозы.[51] Американский колледж радиологии рекомендует проводить МРТ с контрастным усилением как можно ближе к диализу в качестве меры предосторожности, хотя не было доказано, что это снижает вероятность развития NSF.[52] FDA рекомендует учитывать возможность удержания гадолиния при выборе типа GBCA, используемого у пациентов, которым требуется несколько пожизненных доз, беременных женщин, детей и пациентов с воспалительными состояниями.[53]

Долгосрочное воздействие на окружающую среду загрязнения гадолинием в результате его использования человеком является темой текущих исследований.[54][55]

Рекомендации

  1. ^ Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
  2. ^ Иттрий и все лантаноиды, кроме Ce, Pm, Eu, Tm, Yb, наблюдались в степени окисления 0 в комплексах бис (1,3,5-три-трет-бутилбензола), см. Клок, Ф. Джеффри Н. (1993). «Соединения в состоянии нулевого окисления скандия, иттрия и лантаноидов». Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. Дои:10.1039 / CS9932200017.
  3. ^ Weast, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике. Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN  0-8493-0464-4.
  4. ^ а б c d е ж Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  5. ^ «Гадолиний». Нейтронные новости. 3 (3): 29. 1992. Получено 2009-06-06.
  6. ^ а б Лиде, Д. Р., изд. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. п. 4.122. ISBN  0-8493-0486-5.
  7. ^ Coey JM, Skumryev V, Gallagher K (1999). «Редкоземельные металлы: действительно ли гадолиний ферромагнитен?». Природа. 401 (6748): 35–36. Bibcode:1999Натура 401 ... 35С. Дои:10.1038/43363. ISSN  0028-0836.
  8. ^ Гшнайднер, Карл-младший; Гибсон, Керри (2001-12-07). «Магнитный холодильник успешно прошел испытания». Лаборатория Эймса. Архивировано из оригинал на 2010-03-23. Получено 2006-12-17.
  9. ^ а б Gschneidner, K .; Печарский, В .; Цоколь, А. (2005). «Последние разработки в магнитокалорических материалах» (PDF). Отчеты о достижениях физики. 68 (6): 1479. Bibcode:2005RPPh ... 68.1479G. Дои:10.1088 / 0034-4885 / 68/6 / R04. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-11-09.
  10. ^ Суэнага, Кадзу; Танигучи, Риса; Шимада, Такаши; Окадзаки, Тошия; Шинохара, Хисанори; Иидзима, Сумио (2003). "Доказательства внутримолекулярного движения атомов Gd в Gd2@C92 Нанопипод ». Нано буквы. 3 (10): 1395. Bibcode:2003NanoL ... 3.1395S. Дои:10.1021 / nl034621c.
  11. ^ Хашимото А., Йоримицу Х, Адзима К., Суэнага К., Исобе Х, Мияваки Дж., Юдасака М., Иидзима С., Накамура Е. (июнь 2004 г.). «Селективное осаждение кластера гадолиния (III) в отверстии одностенного углеродного нанорога». Труды Национальной академии наук США. 101 (23): 8527–30. Bibcode:2004PNAS..101.8527H. Дои:10.1073 / pnas.0400596101. ЧВК  423227. PMID  15163794.
  12. ^ Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия, переведенный Иглсоном, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего / Берлин: Academic Press / De Gruyter, ISBN  0-12-352651-5
  13. ^ Марк Уинтер (1993–2018). «Химические реакции гадолиния». Университет Шеффилда и WebElements. Получено 2009-06-06.
  14. ^ Хлопок (2007). Продвинутая неорганическая химия (6-е изд.). Wiley-India. п. 1128. ISBN  978-81-265-1338-3.
  15. ^ Даневич, Ф.А .; и другие. (2001). "Поиски двойного бета-распада 160Изотопы Gd и Ce ". Nucl. Phys. А. 694 (1): 375–91. arXiv:nucl-ex / 0011020. Bibcode:2001НуФА.694..375Д. Дои:10.1016 / S0375-9474 (01) 00983-6.
  16. ^ Пюккё, Пекка (23 июля 2015 г.). «Магически магнитный гадолиний». Химия природы. 7 (8): 680. Bibcode:2015НатЧ ... 7..680П. Дои:10.1038 / nchem.2287. PMID  26201746.
  17. ^ Маршалл, Джеймс Л .; Маршалл, Вирджиния Р. (2008). «Повторное открытие элементов: иттрий и Йохан Гадолин» (PDF). Шестиугольник (Весна): 8–11.
  18. ^ Маршалл, Джеймс Л. Маршалл; Маршалл, Вирджиния Р. Маршалл (2015). «Повторное открытие элементов: редкие земли - смутные годы» (PDF). Шестиугольник: 72–77. Получено 30 декабря 2019.
  19. ^ Недели, Мэри Эльвира (1956). Открытие элементов (6-е изд.). Истон, Пенсильвания: Журнал химического образования.
  20. ^ Недели, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов: XVI. Редкоземельные элементы». Журнал химического образования. 9 (10): 1751–1773. Bibcode:1932JChEd ... 9,1751W. Дои:10.1021 / ed009p1751.
  21. ^ Делиенс, М. и Пирет, П. (1982). «Bijvoetite et lepersonnite, карбонатные гидраты d'uranyle et des terres rares de Shinkolobwe, Заир». Канадский минералог 20, 231–38
  22. ^ «Леперсоннит- (Gd): информация и данные о минералах леперсонита- (Gd)». Mindat.org. Получено 2016-03-04.
  23. ^ Линей, Гэри (2006). МРТ в клинической практике. Springer. С. 13, 30. ISBN  978-1-84628-161-7.
  24. ^ Раймонд К.Н., Пьер В.К. (2005). «МРТ-агенты нового поколения с высокой релаксацией на гадолинии». Биоконъюгат Химия. 16 (1): 3–8. Дои:10.1021 / bc049817y. PMID  15656568.
  25. ^ Вендлер, Ронда (1 декабря 2009 г.) Магниты направляют стволовые клетки к поврежденному сердцу. Техасский медицинский центр.
  26. ^ Рыжиков В.Д., Гринев Б.В., Пирогов Е.Н., Онищенко Г.М., Бондарь В.Г., Катрунов К.А., Костюкевич С.А. (2005). «Использование сцинтилляторов оксиортосиликата гадолиния в рентгеновских радиометрах». Оптическая инженерия. 44: 016403. Bibcode:2005OptEn..44a6403R. Дои:10.1117/1.1829713.
  27. ^ «Гадолиний-153». Тихоокеанская Северо-Западная национальная лаборатория. Архивировано из оригинал на 2009-05-27. Получено 2009-06-06.
  28. ^ "Lixi, Inc". Получено 2009-06-06.
  29. ^ Хаммонд, К. Элементы, в Лиде, Д. Р., изд. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5.
  30. ^ «Внутри« секретного подземного логова », где ученые исследуют галактики». ABC News (Австралия). Получено 16 июн 2019.
  31. ^ Ши, Й; Бабу, Н. Хари; Иида, К; Кардуэлл, Д. А (1 февраля 2008 г.). «Сверхпроводящие свойства отдельных зерен Gd-Ba-Cu-O, обработанных из нового соединения-предшественника с высоким содержанием Ba». Journal of Physics: Серия конференций. 97 (1): 012250. Bibcode:2008JPhCS..97a2250S. Дои:10.1088/1742-6596/97/1/012250. ISSN  1742-6596.
  32. ^ Кардуэлл, ДА; Ши, YH; Хари Бабу, N; Патхак, С. К.; Деннис, АР; Иида, К. (01.03.2010). «Рост зародышевого расплава монозернистых сверхпроводников Gd – Ba – Cu – O». Наука и технологии сверхпроводников. 23 (3): 034008. Bibcode:2010SuScT..23c4008C. Дои:10.1088/0953-2048/23/3/034008. ISSN  0953-2048.
  33. ^ Чжан, И Ф; Ван, Дж. Дж; Чжан, X J; Пан, C Y; Чжоу, W L; Сюй, Y; Лю, Y S; Идзуми, М (2017). «Свойства закрепления флюса массы GdBCO в процессе инфильтрации и роста». Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия. 213 (1): 012049. Bibcode:2017MS & E..213a2049Z. Дои:10.1088 / 1757-899X / 213/1/012049. ISSN  1757-8981.
  34. ^ Ван, Брайан (22 ноября 2018 г.). "European EcoSwing строит первую полномасштабную сверхпроводниковую ветряную турбину".
  35. ^ Чжан, Юфэн; Чжоу, Дифан; Ида, Тэцуя; Мики, Мотохиро; Изуми, Мицуру (2016-04-01). «Объемные сверхпроводники, выращиваемые в расплаве, и их применение во вращающейся машине с осевым зазором». Наука и технологии сверхпроводников. 29 (4): 044005. Bibcode:2016SuScT..29d4005Z. Дои:10.1088/0953-2048/29/4/044005. ISSN  0953-2048.
  36. ^ Durrell, JH; Деннис, АР; Jaroszynski, J; Эйнсли, доктор медицины; Палмер, К. Г. Б; Ши, YH; Кэмпбелл, А. М.; Халл, Дж; Страсик, М (2014-08-01). «Захваченное поле массой 17,6 т в обработанном из расплава массивном Gd-Ba-Cu-O, усиленном термоусадочной сталью». Наука и технологии сверхпроводников. 27 (8): 082001. arXiv:1406.0686. Bibcode:2014СукТ..27х2001Д. Дои:10.1088/0953-2048/27/8/082001. ISSN  0953-2048.
  37. ^ «Самое сильное магнитное поле, заключенное в сверхпроводнике». Получено 15 августа 2019.
  38. ^ Йунг Э.В., Аллен Д.Г. (август 2004 г.). «Каналы, активируемые растяжением, при повреждении мышц, вызванном растяжением: роль в мышечной дистрофии». Клиническая и экспериментальная фармакология и физиология. 31 (8): 551–56. Дои:10.1111 / j.1440-1681.2004.04027.x. HDL:10397/30099. PMID  15298550.
  39. ^ Ян И, Ян Ф, Гонг И, Бахренберг Т., Фейнтуч А., Су Х, Гольдфарб, Д. (октябрь 2018 г.). «Высокочувствительные измерения расстояния внутриклеточного ЭПР на белках с использованием оптимизированной спиновой метки Gd (III)». Письма в Журнал физической химии. 9 (20): 6119–23. Дои:10.1021 / acs.jpclett.8b02663. PMID  30277780.
  40. ^ «Гадолиний 691771». Сигма-Олдрич.
  41. ^ Penfield JG, Рейли РФ (декабрь 2007 г.). «Что нефрологам нужно знать о гадолинии». Клиническая практика природы. Нефрология. 3 (12): 654–68. Дои:10.1038 / ncpneph0660. PMID  18033225.
  42. ^ «Болезнь отложения гадолиния (GDD) у пациентов с нормальной функцией почек». Токсичность гадолиния. 1 ноября 2015 г.. Получено 2016-02-03.
  43. ^ «Вопросы и ответы по магнитно-резонансной томографии» (PDF). Международное общество магнитного резонанса в медицине. Получено 2009-06-06.
  44. ^ «Информация о контрастных веществах, содержащих гадолиний». Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Архивировано из оригинал 6 сентября 2008 г.
  45. ^ Грей, Теодор (2009). Элементы, Black Dog & Leventhal Publishers, ISBN  1-57912-814-9.
  46. ^ Мерфи К.Дж., Брунберг Д.А., Кохан Р.Х. (октябрь 1996 г.). «Побочные реакции на контрастные вещества гадолиния: обзор 36 случаев». AJR. Американский журнал рентгенологии. 167 (4): 847–49. Дои:10.2214 / ajr.167.4.8819369. PMID  8819369.
  47. ^ Томсен Х.С., Моркос С.К., Доусон П. (ноябрь 2006 г.). «Есть ли причинно-следственная связь между введением контрастного вещества на основе гадолиния и развитием нефрогенного системного фиброза (NSF)?». Клиническая радиология. 61 (11): 905–06. Дои:10.1016 / j.crad.2006.09.003. PMID  17018301.
  48. ^ Гробнер Т. (апрель 2006 г.). «Гадолиний - специфический спусковой крючок для развития нефрогенной фиброзирующей дермопатии и нефрогенного системного фиброза?». Нефрология, Диализ, Трансплантация. 21 (4): 1104–08. Дои:10.1093 / ndt / gfk062. PMID  16431890.
  49. ^ Semelka RC, Ramalho J, Vakharia A, AlObaidy M, Burke LM, Jay M, Ramalho M (декабрь 2016 г.). «Болезнь отложений гадолиния: начальное описание болезни, которая существует уже некоторое время». Магнитно-резонансная томография. 34 (10): 1383–90. Дои:10.1016 / j.mri.2016.07.016. HDL:10400.17/2952. PMID  27530966.
  50. ^ Layne KA, Dargan PI, Archer JR, Wood DM (июль 2018 г.). «Отложение гадолиния и возможность токсикологических последствий - обзор литературы по вопросам, связанным с контрастными веществами на основе гадолиния». Британский журнал клинической фармакологии. 84 (11): 2522–34. Дои:10.1111 / bcp.13718. ЧВК  6177715. PMID  30032482.
  51. ^ а б Schieda N, Blaichman JI, Costa AF, Glikstein R, Hurrell C, James M, Jabehdar Maralani P, Shabana W., Tang A, Tsampalieros A, van der Pol CB, Hiremath S (2018). «Контрастные вещества на основе гадолиния при заболеваниях почек: всесторонний обзор и клиническое руководство, выпущенное Канадской ассоциацией радиологов». Канадский журнал здоровья и болезней почек. 5: 2054358118778573. Дои:10.1177/2054358118778573. ЧВК  6024496. PMID  29977584.
  52. ^ Комитет ACR по лекарствам; Контрастные СМИ (2010). Руководство ACR по контрастным материалам, версия 7. ISBN  978-1-55903-050-2.
  53. ^ Центр оценки и исследований лекарственных средств. «FDA предупреждает, что контрастные вещества на основе гадолиния (GBCA) задерживаются в организме; требуются предупреждения нового класса». www.fda.gov. Безопасность и доступность лекарств - Сообщение FDA о безопасности лекарств. Получено 2018-09-20.
  54. ^ Гвензи, Уиллис; Мангори, Линда; Данха, Консилиа; Чаукура, Нхамо; Дунджана, Нотхандо; Санганьядо, Эдмонд (2018-09-15). «Источники, поведение и риски для окружающей среды и здоровья человека высокотехнологичных редкоземельных элементов как новых загрязнителей». Наука об окружающей среде в целом. 636: 299–313. Bibcode:2018ScTEn.636..299G. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2018.04.235. ISSN  1879-1026. PMID  29709849.
  55. ^ Rogowska J, Olkowska E, Ratajczyk W, Wolska L (июнь 2018 г.). «Гадолиний как новый зарождающийся загрязнитель водной среды». Экологическая токсикология и химия. 37 (6): 1523–34. Дои:10.1002 / и др. 4116. PMID  29473658.

внешняя ссылка