تويت
يعتبر الأستاتين أندر عنصر على كوكب الأرض، حيث يوجد منه حوالي 25 غرامًا فقط، وذلك في أي وقت كان. كان التنبؤ بوجوده في القرن التاسع عشر، لكنه لم يُكتشف إلا بعد مرور 70 عامًا من ذلك، ولا يُعرف عن هذا العنصر النادر إلا القليل. حقيقةً: يستنتج الفيزيائيون العديد من خصائصه الشعاعية والتوصيلية واللون بناءً على خواص بقية عناصر مجموعة الهالوجينات.
تاريخيًّا:
قام الكيميائي الروسي ديمتري مندليف سنة 1869 بترتيب العناصر في الجدول الدوري الذي لا يزال يستخدم حتى يومنا هذا، وقد توقع خصائص العنصر المجهول الذي سيملأ فراغ هذا الجدول ويأخذ الترتيب رقم 85، وذلك وفقًا للمؤرخ الهولندي بيتر فان دير كروجت -Peter van der Krogt.
سمى مندليف هذا العنصر المجهول ب eka- iodine، وذلك بسبب موقعه المباشر تحت اليود -iodine في مجموعة عناصر الهالوجينات.
مع بداية البحث عن العنصر الجديد، نُشرت العديد من التقارير حول العنصر ذي الترتيب 85، وذلك وفقًا لمقالةٍ نُشرت عام 2010 في مجلة تاريخ الكيمياء من قبل بريت ف. ثورنتون وشون س. بورديت -Brett F. Thornton and Shwan C. Burdette؛ وهما – على الترتيب- باحثان في السويد والولايات المتحدة، وتدّعي هذه التقارير عدم إمكانية وجود العنصر؛ وأن الباحثين الذين وجدوا العنصر كانوا غير قادرين على عزله، وأن الخصائص التي أُبلغ عنها لا تتفق مع الاختبارات المجراة.
وفقًا لثورنتون وبورديت، فهناك غموض كبير حول أول من اكتشف الأستاتين، هذا الاكتشاف يمكن أن يعزى لحفنة من الباحثين، أبرزهم إحدى المجموعات التالية:
الادعاء الأول يزعم بأن العنصر الغامض قد اكتشف عام 1931 من قبل فريد أليسونFred Allison- في معهد ألباما للفنون المتعددة Alabama Polytechnic-، وذلك وفقًا لثورنتون وبورديت، اقترح أليسون اسم (ألابامين) للعنصر المشع الجديد الذي اكتشفه، وعلى الرغم من ذلك، استمر البحث عن العنصر الغامض؛ وذلك لأنه لم يتمكن أي باحث آخر من تكرار نتائج أليسون وأيضًا لاكتشاف عدة أخطاء في معداته. لكن ليس قبل هذا، نُشر الاكتشاف في عدد قليل من الكتب الدراسية للطلاب.
هوريا هولوباي ويفتر كوكويسHoria Hulubei and Yvetter Cauchois- وهما باحثان في جامعة السوربون بباريس قد نشرا نتائج اكتشافهم للعنصر 85 عام 1938، استخدموا الفصل الكيميائي؛ ونشروا أنهم وجدوا ثلاثة خطوط طيفية للأشعة السينية للعنصر الذي يطابق بشكل شديد التوقعات السابقة؛ لسوء الحظ، أدى اندلاع الحرب العالمية الثانية إلى تعطيل أبحاثهم؛ وفقد التواصل بين العلماء حول العالم.
كان أول اكتشاف ناجح معترف به للأستاتين هو في عام 1940 من قبل ديل ر. كوسون، كينيث روس مكينزي وإيميليو سيغريDale- R.Coson,Kenneth Ross Mackenzie and Emilio Segrè، وهم باحثون في جامعة كاليفورنيا بيركلي، وهذا وفقًا لموقع Chemicool.
وبما أنه لم يتمكن أحد من العثور على هذا العنصر النادر في الطبيعة، أنتجته هذه المجموعة اصطناعيًّا في مسرع الجسيمات عبر قذف البزموت-209 مع جسيمات ألفا؛ نتج عن هذا التفاعل الأستاتين-211 إضافة لنيوترونين حُرّين -two free neutrons، كان العنصر المتشكل مشعا للغاية وغير مستقر، ومن هنا جاءت تسميت العنصر بالأستاتين، حيث أن هذه الكلمة تعني باللغة اليونانية (الغير مستقر).
ومع ذلك، قامت مجموعة مستقلة من الباحثين بتحديد العنصر 85 وتمييزه في أوائل أربعينيات القرن الماضي، وذلك وفقًا لثورنتون وبورديت، أبلغت بيرتا كارليك وترود بيرنيرت Berta Karlik and Traude Bernert- عن نتائج دراساتهم، بما في ذلك الاسم المقترح (فينيوم) Viennium- .
وعلى الرغم من ذلك، فقد احتفظ بهذه الأخبار داخل الأراضي الألمانية بسبب الحرب العالمية الثانية، وبنفس الوقت، لم تجلب الأخبار العلمية من مناطق أخرى من أنحاء العالم إلى داخل هذه الأراضي؛ لذلك لم يكن كارليك وبيرنيرت على دراية بوجود نتائج مماثلة من مجموعة بيركلي، وعندما عرف كل من كارليك وبيرنيرت بهذه النتائج لم يتوقفوا عن دراسة العنصر 85، بل تابعوا في ذلك وأضافوا الكثير من المعلومات المتعلقة بسلسلة الانحلال التي تشكل العنصر.
حقائق ومعلومات:
هل كنت تعلم؟
وحسب Elemental matter فإن عناصر الهالوجين ومن ضمنها الأستاتين تتشارك في خواص متشابهة:
فهي غير معدنية، منخفضة في درجة الذوبان ودرجة الغليان، هشة في الحالة الصلبة، موصلات ضعيفة للحرارة والكهرباء، بالإضافة لكونها ثنائية الذرة (جزيئاتها تملك ذرتين).
ولكنّ في حال التعرض له يمكنه أن يتراكم في الغدة الدرقية بشكل مشابه لليود.
البحوث الحالية
ندرة الأستاتين تجعل منه عنصرًا صعب الدراسة للغاية، ومع ذلك، يعتقد بعض الباحثين أن للأستاتين دور في معالجة السرطان؛ يمكن للأستاتين أن يسلك سلوك اليود، والذي يميل للتجمع في الغدة الدرقية، وذلك وفقا ل Chemistry Explained.
وبما أن الأستاتين ينتقل إلى الغدة الدرقية؛ فمن الممكن لأشعته أن تقتل الخلايا السرطانية في الغدة.
نشرت ورقة بحثية في المجلة الدولية للعلوم الجزيئية عام 2015، أشارت هذه الورقة إلى قيام مجموعة من الباحثين الفرنسيين بقيادة فرنسوا كريبر بوديري Françoise Kraeber-Boderé- بشرح طريقة علاج شعاعية مناعية Radioimmunotherapy (RIT) للسرطان، وذلك باستعمال نويدات مشعة تصدر إما جسيمات ألفا أو بيتا.
الأستاتين-211 هو أحد النظائر التي يمكن أن تكون مفيدة للعلاج بجسيمات ألفا، وهذا بسبب عمره النصفي الطويل مقارنة بالبزموت 213 المستخدم عادةً، إضافة لإمكانية إنتاجه في مسرعات الجسيمات.
بدأت دراسة الأستاتين-211 لهذه الغرض على الأقل منذ عام 1989 وهذا وفقًا للمؤلفين، ولقد أظهرت هذه الطريقة نتائج واعدة، منها التجارب الطبية المجراة على مرضى سرطان الدم (اللوكيميا) والذين قاموا بزراعة نخاع العظام، ودراسات على زراعة الخلايا الجذعية لدى الفئران، وفي العلاج الكيميائي لمرضى الأورام الدماغية.
الاستنتاجات التي توصل إليها الباحثون تشير إلى أن استخدام نظائر مشعة كالأستاتين-211 يمكن أن يحسن فعالية وكفاءة ال RITفي علاج الأورام وغيرها من السرطانات؛ خاصةً عند بدء العلاج مبكرًا، هذه الطريقة منRIT تملك القدرة على قتل الخلايا الورمية المتبقية التي عادة ما تكون مقاومة للعلاج الإشعاعي والكيميائي.
تاريخيًّا:
قام الكيميائي الروسي ديمتري مندليف سنة 1869 بترتيب العناصر في الجدول الدوري الذي لا يزال يستخدم حتى يومنا هذا، وقد توقع خصائص العنصر المجهول الذي سيملأ فراغ هذا الجدول ويأخذ الترتيب رقم 85، وذلك وفقًا للمؤرخ الهولندي بيتر فان دير كروجت -Peter van der Krogt.
سمى مندليف هذا العنصر المجهول ب eka- iodine، وذلك بسبب موقعه المباشر تحت اليود -iodine في مجموعة عناصر الهالوجينات.
مع بداية البحث عن العنصر الجديد، نُشرت العديد من التقارير حول العنصر ذي الترتيب 85، وذلك وفقًا لمقالةٍ نُشرت عام 2010 في مجلة تاريخ الكيمياء من قبل بريت ف. ثورنتون وشون س. بورديت -Brett F. Thornton and Shwan C. Burdette؛ وهما – على الترتيب- باحثان في السويد والولايات المتحدة، وتدّعي هذه التقارير عدم إمكانية وجود العنصر؛ وأن الباحثين الذين وجدوا العنصر كانوا غير قادرين على عزله، وأن الخصائص التي أُبلغ عنها لا تتفق مع الاختبارات المجراة.
وفقًا لثورنتون وبورديت، فهناك غموض كبير حول أول من اكتشف الأستاتين، هذا الاكتشاف يمكن أن يعزى لحفنة من الباحثين، أبرزهم إحدى المجموعات التالية:
الادعاء الأول يزعم بأن العنصر الغامض قد اكتشف عام 1931 من قبل فريد أليسونFred Allison- في معهد ألباما للفنون المتعددة Alabama Polytechnic-، وذلك وفقًا لثورنتون وبورديت، اقترح أليسون اسم (ألابامين) للعنصر المشع الجديد الذي اكتشفه، وعلى الرغم من ذلك، استمر البحث عن العنصر الغامض؛ وذلك لأنه لم يتمكن أي باحث آخر من تكرار نتائج أليسون وأيضًا لاكتشاف عدة أخطاء في معداته. لكن ليس قبل هذا، نُشر الاكتشاف في عدد قليل من الكتب الدراسية للطلاب.
هوريا هولوباي ويفتر كوكويسHoria Hulubei and Yvetter Cauchois- وهما باحثان في جامعة السوربون بباريس قد نشرا نتائج اكتشافهم للعنصر 85 عام 1938، استخدموا الفصل الكيميائي؛ ونشروا أنهم وجدوا ثلاثة خطوط طيفية للأشعة السينية للعنصر الذي يطابق بشكل شديد التوقعات السابقة؛ لسوء الحظ، أدى اندلاع الحرب العالمية الثانية إلى تعطيل أبحاثهم؛ وفقد التواصل بين العلماء حول العالم.
كان أول اكتشاف ناجح معترف به للأستاتين هو في عام 1940 من قبل ديل ر. كوسون، كينيث روس مكينزي وإيميليو سيغريDale- R.Coson,Kenneth Ross Mackenzie and Emilio Segrè، وهم باحثون في جامعة كاليفورنيا بيركلي، وهذا وفقًا لموقع Chemicool.
وبما أنه لم يتمكن أحد من العثور على هذا العنصر النادر في الطبيعة، أنتجته هذه المجموعة اصطناعيًّا في مسرع الجسيمات عبر قذف البزموت-209 مع جسيمات ألفا؛ نتج عن هذا التفاعل الأستاتين-211 إضافة لنيوترونين حُرّين -two free neutrons، كان العنصر المتشكل مشعا للغاية وغير مستقر، ومن هنا جاءت تسميت العنصر بالأستاتين، حيث أن هذه الكلمة تعني باللغة اليونانية (الغير مستقر).
ومع ذلك، قامت مجموعة مستقلة من الباحثين بتحديد العنصر 85 وتمييزه في أوائل أربعينيات القرن الماضي، وذلك وفقًا لثورنتون وبورديت، أبلغت بيرتا كارليك وترود بيرنيرت Berta Karlik and Traude Bernert- عن نتائج دراساتهم، بما في ذلك الاسم المقترح (فينيوم) Viennium- .
وعلى الرغم من ذلك، فقد احتفظ بهذه الأخبار داخل الأراضي الألمانية بسبب الحرب العالمية الثانية، وبنفس الوقت، لم تجلب الأخبار العلمية من مناطق أخرى من أنحاء العالم إلى داخل هذه الأراضي؛ لذلك لم يكن كارليك وبيرنيرت على دراية بوجود نتائج مماثلة من مجموعة بيركلي، وعندما عرف كل من كارليك وبيرنيرت بهذه النتائج لم يتوقفوا عن دراسة العنصر 85، بل تابعوا في ذلك وأضافوا الكثير من المعلومات المتعلقة بسلسلة الانحلال التي تشكل العنصر.
حقائق ومعلومات:
- العدد الذري (عدد البروتونات في النواة):85
- الرمز الذري (على الجدول الدوري للعناصر): At
- الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 210
- الكثافة: تقريبًا 4 أونصات للإنش المكعب (حوالي 7 غرامات للسنتيمتر المكعب)
- درجة الذوبان:576 درجة فهرنهايت (302 درجة سلزيوس)
- درجة الغليان: مجهولة
- عدد النظائر الطبيعية (ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات):30 نظيرًا مشعًّا على الأقل
- أكثر النظائر المشعة شيوعًا:
- At-210 وهو متوافر بشكل ضئيل في الطبيعة،
- At-211 وهو أيضًا متوافر بشكل ضئيل في الطبيعة.
هل كنت تعلم؟
- سمّي الأستاتين بهذا الاسم تيمنا بالكلمة اليونانية (أستاتوس) والتي تعني الغير مستقر وذلك وفقًا لمختر جيفرسونJefferson laboratory.
- يوجد منه في الطبيعة حوالي 25 غرامًا فقط، وهذا في أي وقت كان، وفقًا لموقع Chemicool.
- الأستاتين هو أثقل هالوجين معروف حتى الآن وفقًا لLenntech.
وحسب Elemental matter فإن عناصر الهالوجين ومن ضمنها الأستاتين تتشارك في خواص متشابهة:
فهي غير معدنية، منخفضة في درجة الذوبان ودرجة الغليان، هشة في الحالة الصلبة، موصلات ضعيفة للحرارة والكهرباء، بالإضافة لكونها ثنائية الذرة (جزيئاتها تملك ذرتين).
- يعد الأستاتين أقل عنصر قابلًا للتفاعل، وأكثر عنصر يتمتع بخواص معدنية من بين مجموعة الهالوجين وذلك وفقًا Chemicool.
- نظير الأستاتين ذو العمر النصفي الأطول هو أستاتين-210 مع عمر نصفي يبلغ 8.1 ساعة، وذلك وفقًا ل Jefferson laboratory.
- العديد من الخصائص الفيزيائية للأستاتين لا تزال مجهولة، بما في ذلك لونه، وهذا حسب مقالة نشرها الدكتور سكوت ويلبر D.Scott- Wilbur عام 2013 في مجلة Nature.
- يعتقد بأن لون الأستاتين داكن وعلى الأرجح مائل للأسود، ولقد جاء هذا الاعتقاد بناء على الأنماط اللونية التي تُبديها عناصر الهالوجين الأخرى.
- يعتبر الأستاتين عنصرًا ذا نشاط إشعاعي عال؛ لكنه بسبب ندرته وعمره النصفي القليل، فهو لا يشكل أية خطورة على الصحة أو البيئة وذلك وفقا ل Lenntech.
ولكنّ في حال التعرض له يمكنه أن يتراكم في الغدة الدرقية بشكل مشابه لليود.
البحوث الحالية
ندرة الأستاتين تجعل منه عنصرًا صعب الدراسة للغاية، ومع ذلك، يعتقد بعض الباحثين أن للأستاتين دور في معالجة السرطان؛ يمكن للأستاتين أن يسلك سلوك اليود، والذي يميل للتجمع في الغدة الدرقية، وذلك وفقا ل Chemistry Explained.
وبما أن الأستاتين ينتقل إلى الغدة الدرقية؛ فمن الممكن لأشعته أن تقتل الخلايا السرطانية في الغدة.
نشرت ورقة بحثية في المجلة الدولية للعلوم الجزيئية عام 2015، أشارت هذه الورقة إلى قيام مجموعة من الباحثين الفرنسيين بقيادة فرنسوا كريبر بوديري Françoise Kraeber-Boderé- بشرح طريقة علاج شعاعية مناعية Radioimmunotherapy (RIT) للسرطان، وذلك باستعمال نويدات مشعة تصدر إما جسيمات ألفا أو بيتا.
الأستاتين-211 هو أحد النظائر التي يمكن أن تكون مفيدة للعلاج بجسيمات ألفا، وهذا بسبب عمره النصفي الطويل مقارنة بالبزموت 213 المستخدم عادةً، إضافة لإمكانية إنتاجه في مسرعات الجسيمات.
بدأت دراسة الأستاتين-211 لهذه الغرض على الأقل منذ عام 1989 وهذا وفقًا للمؤلفين، ولقد أظهرت هذه الطريقة نتائج واعدة، منها التجارب الطبية المجراة على مرضى سرطان الدم (اللوكيميا) والذين قاموا بزراعة نخاع العظام، ودراسات على زراعة الخلايا الجذعية لدى الفئران، وفي العلاج الكيميائي لمرضى الأورام الدماغية.
الاستنتاجات التي توصل إليها الباحثون تشير إلى أن استخدام نظائر مشعة كالأستاتين-211 يمكن أن يحسن فعالية وكفاءة ال RITفي علاج الأورام وغيرها من السرطانات؛ خاصةً عند بدء العلاج مبكرًا، هذه الطريقة منRIT تملك القدرة على قتل الخلايا الورمية المتبقية التي عادة ما تكون مقاومة للعلاج الإشعاعي والكيميائي.