Phosphor-32 (14596-37-3) Physikalische und Chemische Eigenschaften
Phosphor-32
Ein Beta-emittierendes Radioisotop von Phosphor, das üblicherweise für Radiomarkierung, Tracer-Anwendungen und ausgewählte therapeutische Zwecke bereitgestellt wird. Es wird als charakterisierte Aktivität unter radiologischen Kontrollen an Labore geliefert.
| CAS-Nummer | 14596-37-3 |
| Familie | Radionuklide / Radioisotope |
| Typische Form | Wässrige Lösung (trägerfreie oder gepufferte Präparate) |
| Übliche Qualitäten | EP, JP |
Phosphor-32 ist ein radioaktives Isotop des Elements Phosphor; es gehört zur Stoffklasse der Radionuklide, die überwiegend als beta-emittierender Tracer und therapeutisches Isotop verwendet werden. Chemisch ist es in seiner Elektronenstruktur identisch mit dem Element Phosphor und nimmt an der gleichen kovalenten und Oxyanion-Chemie wie stabiler Phosphor teil, wobei das Isotop meist in biochemischen und anorganischen Formen (z. B. als Phosphatarten) vorkommt. Molekular wird das Elementsymbol als \(\ce{P}\) bezeichnet, das markierte Radionuklid als \(\ce{^{32}P}\); wenn es in Verbindungen eingebaut ist, spiegeln seine chemische Bindung, Oxidationszustandsverteilung und Säure-Basen-Verhalten jene von nichtradioaktivem Phosphor wider.
Elektronisch trägt \(\ce{^{32}P}\) dieselbe Außenschalenkonfiguration wie andere Phosphoratome und zeigt daher die typischen Oxidationszustände des Elements (insbesondere reduzierte phosphidartige Spezies und oxidierte Oxyanionen). In der praktischen Anwendung wird das Isotop als anorganisches Phosphat oder kovalent gebundene organophosphorhaltige Tracer und nicht als isolierte elementare Allotrope geliefert und gehandhabt. Seine radiochemischen Eigenschaften dominieren die Betrachtung für Handhabung, Lagerung und Anwendung: \(\ce{^{32}P}\) ist ein reiner Beta-Strahler mit hoher spezifischer Aktivität und einer physikalischen Halbwertszeit, die kurzzeitige therapeutische und Tracer-Anwendungen ermöglicht. Chemisch ist es hydrophil in Phosphatsalzen, generell nicht flüchtig, und verleiht keine einzigartige Lipophilie über die des Trägermoleküls hinaus.
Übliche kommerzielle Qualitäten für diesen Stoff sind: EP, JP.
Grundlegende Physikalische Eigenschaften (Dichte, Schmelzpunkt, Siedepunkt)
Atommasse
Die Molekularmasse (Atommasse) wird mit 31,9739076 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\) angegeben. Die exakte/monoisotopische Masse beträgt 31,9739076 (Einheit: atomare Masseneinheiten).
Erscheinungsbild und physikalischer Zustand
Phosphor-32 tritt als isotopische Form von Phosphor und nicht als eigenständige chemische Phase auf. Im praktischen und industriellen Kontext wird es typischerweise in wässriger Lösung als anorganische Phosphatsalze oder als radiomarkierte organische Verbindungen bereitgestellt; das Erscheinungsbild folgt daher dem des Trägerstoffs (wässrige Lösungen, Salze oder konjugierte Tracer). Elementare Phosphorallotrope (weiß, rot, schwarz) sind chemisch identisch in der Zusammensetzung, stellen jedoch nicht die übliche Handelsform des Radionuklids dar.
Dichte
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestimmter Wert vor.
Schmelzpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestimmter Wert vor.
Siedepunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestimmter Wert vor.
Chemische Eigenschaften (Reaktivität und Oxidationszustände)
Oxidationszustände
Phosphor zeigt allgemein mehrere Oxidationszustände; gebräuchliche formale Oxidationszahlen sind −3 (Phosphid), +1, +3 und +5 (Phosphit/Phosphat). Das chemische Verhalten von \(\ce{^{32}P}\) spiegelt diese gleichen Oxidationsmöglichkeiten wider, da isotopischer Austausch die Elektronenkonfiguration nicht verändert. In den meisten biomedizinischen und laborchemischen Anwendungen liegt \(\ce{^{32}P}\) in der Oxidationsstufe +5 als Phosphatoxyanionen vor.
Reaktivität mit Luft und Wasser
Elementare Phosphorformen zeigen allotropabhängige Reaktivität (beispielsweise ist weißer Phosphor in Luft pyrophor), aber \(\ce{^{32}P}\) wird selten als elementarer Phosphor gehandhabt. In wässriger Umgebung liegt das Isotop überwiegend als Phosphat vor, das unter normalen Bedingungen in Wasser stabil ist. Redox-Transformationen von phosphorhaltigen Spezies folgen der Standardphosphorchemie; die radiochemische Halbwertszeit und Zerfallsarten sind chemisch unabhängig, bestimmen jedoch die praktische Stabilität und Handhabung.
Reaktivität mit Säuren und Basen
Phosphatspezies mit \(\ce{^{32}P}\) verhalten sich als typische Oxyanionen in Säure-Base-Gleichgewichten und bilden lösliche anorganische Salze mit Alkali- und Erdalkalimetallkationen sowie eine Vielzahl von Metallkomplexen. Unter stark reduzierenden Bedingungen kann Phosphor in niedrigere Oxidationszustände reduziert werden; unter stark oxidierenden Bedingungen dominieren höheroxidierte Oxyanionen. Hydrolyse und Ligandenaustausch werden vom Trägermolekül oder Salz bestimmt.
Isotopische Zusammensetzung
Stabile Isotope
Das natürlich vorkommende, nichtradioaktive Isotop von Phosphor ist \(\ce{^{31}P}\); es ist das einzige stabile Isotop von Phosphor und wird wegen seiner kernphysikalischen Eigenschaften häufig in der NMR-Spektroskopie verwendet. Chemisch sind \(\ce{^{31}P}\) und \(\ce{^{32}P}\) bis auf den radioaktiven Zerfall äquivalent.
Radioisotope
Wesentliche radiochemische Eigenschaften von Phosphor-32 sind: Halbwertszeit: 14 Tage; Zerfallsart: Beta; Strahlungsenergie (MeV): Beta 1,71 (100 %); spezifische Aktivität: 285.000 Ci/g. Das Isotop ist ein reiner Beta-Strahler mit hoher spezifischer Aktivität und einer physikalischen Halbwertszeit, die für kurzzeitige Tracerstudien und bestimmte therapeutische Anwendungen geeignet ist. Kritische Organablagerung erfolgt überwiegend im Knochen bei Verabreichung in Phosphatform; die interne Toxizität wird bei systemischer Aufnahme als hoch angegeben. Regulatorische und Gefährdungsübersichten führen ein Jahresaufnahme-Limit (Annual Limit on Intake, ALI) von 0,4 mCi in der zitierten Gefährdungscharakterisierung an.
Thermodynamische Parameter
Wärmekapazität und verwandte Daten
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestimmter Wert vor.
Enthalpie und Gibbs-Energie
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestimmter Wert vor.
Identifikatoren und Synonyme
Register-Nummern und Codes
- CAS-Nummer: 14596-37-3
- Molekülformel: \(\ce{P}\)
- Molekulargewicht: 31,9739076 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Exakte Masse / Monoisotopische Masse: 31,9739076
- SMILES: [32PH3] (Inline-Code)
- InChI: InChI=1S/P/i1+1 (Inline-Code)
- InChIKey: OAICVXFJPJFONN-OUBTZVSYSA-N (Inline-Code)
Zusätzlich berechnete Deskriptoren: Topologische polare Oberfläche = 0; Anzahl schwerer Atome = 1; Formale Ladung = 0; Anzahl Wasserstoffbrücken-Donoren = 0; Anzahl Wasserstoffbrücken-Akzeptoren = 0; Anzahl rotierbarer Bindungen = 0.
Synonyme und gebräuchliche Namen
Gemeldete Synonyme und gebräuchliche Namen umfassen: - Phosphor-32 - 32P Radioisotop - P-32 Radioisotop - Phosphor, Isotop mit Masse 32 - 32P Isotop - Phosphor-32 Isotop - Isotop: 32P - 32P (Isotop)
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Wesentliche Anwendungsbereiche
Phosphor-32 wird in der biomedizinischen Forschung und in klinischen Bereichen eingesetzt, in denen beta-emittierende Tracer oder therapeutische Beta-Bestrahlung erforderlich sind. Wichtige Sektoren sind die Nuklearmedizin und radiopharmazeutische Forschungslabore, in denen das Isotop sowohl für die diagnostische Markierung als auch für bestimmte therapeutische Indikationen verwendet wird.
Typische Anwendungsbeispiele
Berichtete Anwendungen umfassen den therapeutischen Einsatz bei ausgewählten hämatologischen und neoplastischen Erkrankungen (historische und kontrollierte klinische Anwendungen bei Erkrankungen wie Leukämie, Polyzythämie und bestimmten anderen Malignomen) sowie den weitverbreiteten Gebrauch als Tracer in biochemischen und molekularbiologischen Experimenten (zur Markierung von Nukleinsäuren und anderen Biomolekülen). In der Praxis wird \(\ce{^{32}P}\) als radioaktiv markiertes Phosphat oder kovalent in Zielmoleküle eingebaut geliefert, um metabolische, synthetische und pharmakokinetische Wege zu verfolgen.
Falls die obige Anwendungszusammenfassung für die Beschaffung oder Prozessgestaltung nicht ausreichend ist, sollte die Auswahl auf der radiochemischen Form, der spezifischen Aktivität und den anwendungsspezifischen Anforderungen basieren, wie in der Produktdokumentation beschrieben.
Übersicht zu Sicherheit und Handhabung
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Phosphor-32 wird als radioaktives Material klassifiziert. Wichtige Gefährdungsparameter sind Halbwertszeit: 14 Tage und Zerfallsart: Beta; Strahlungsenergie (MeV): Beta 1,71 (100%). Die spezifische Aktivität wird mit 285.000 Ci/g gemeldet, was auf eine hohe Aktivität pro Masseneinheit bei typischen Präparaten hinweist. Die Substanz ist mit signifikanter innerer Toxizität und knochenaffinem Verhalten bei Verabreichung in Phosphatform assoziiert; die dokumentierte karzinogene Einstufung bezieht sich auf die interne Ablagerung von \(\ce{^{32}P}\) in Phosphatform (IARC Gruppe 1 für Phosphor-32 als Phosphat). Die Lagerung sollte den Prinzipien der Radionuklid-Beförderung folgen: gesichert, mit beschrifteter Abschirmung, Bestandskontrolle und Strategien zur Abbauzeit entsprechend den institutionellen Strahlenschutzprogrammen.
Berufliche Exposition und Schutzmaßnahmen
Der Umgang mit \(\ce{^{32}P}\) erfordert Strahlenschutzmaßnahmen, die für Beta-Strahler angemessen sind: Optimierung von Zeit, Abstand und Abschirmung; Verhinderung von Kontaminationen (Gloveboxen, Auffangschalen, absorbierende Barrieren); Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung zum Schutz vor Hautkontakt und Einatmen; Flächenüberwachung und Personendosimetrie; sowie strenge Kontrollen bei Abfalltrennung und Abbau-Lagerung. Da die Innendekontamination (Aufnahme über Mund oder Inhalation) das Hauptrisiko für die Gesundheit darstellt, sind administrative Kontrollen und Schulungen zur Vermeidung von Kontaminationen unerlässlich. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Regulierungsinformationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) sowie die lokale Gesetzgebung konsultieren.
