Tartalom
- Megkülönböztetett izotópok
- Alkalmazás: Élelmiszer-biztonság
- Alkalmazás: Izotópos jelölés
- Alkalmazás: Radioaktív Ismerkedés
Az izotópok olyan kémiai elemek variációi, amelyek különböző számú neutronot tartalmaznak. Mivel az izotópok felismerhetők, hatékonyan követik a biológiai folyamatokat a kísérletek során. Az izotópok sokféle felhasználási lehetőséget kínálnak a kísérletekben, de számos alkalmazás gyakoribb.
Megkülönböztetett izotópok
Minden kémiai elemnek egyedi számú protonja van, ez a tény hozta létre a periódusos táblázatot. Hasonlóképpen, bármely adott elem izotópja rendelkezik saját egyedi neutronszámmal; az izotóp megnevezését a magban lévő protonok és neutronok összege határozza meg (tömegszámnak nevezik). Az elem tetszőleges számú izotópot tartalmazhat. Például a szén-12 és a szén-13 egyaránt hat protonnal rendelkezik, de ez utóbbi egy további neutronot tartalmaz. Mivel az atommagban lévő neutronok számának elhanyagolható hatása van a kémiai tulajdonságokra, az izotópok hatékony eszközt jelentenek a különféle biológiai folyamatok tanulmányozására anélkül, hogy jelentősen befolyásolnák azok természetes irányát.
Alkalmazás: Élelmiszer-biztonság
A biogén anyagok (a természetben előforduló életfolyamatok által előállított anyagok) szén-, nitrogén- és oxigén-izotópjai jelentősen változhatnak, ami megkönnyíti az elemzés célpontját. Az élelmiszerbiztonsági alkalmazások lehetővé teszik bizonyos élelmiszerek, például a marhahús származási országának nyomon követését szén- és nitrogénizotópok felhasználásával. Az ügynökségek és a gyártók a szén-, nitrogén- és kénizotópok elemzésével meghatározzák az állatok takarmányozásának módszerét - szerves vagy hagyományos. A szén- és az oxigén-izotóp-adatok tanulmányozásával meg lehet határozni, hogy a Földközi-tengeren honnan származnak különféle olívaolajok, és hogy vannak a „természetes” gyümölcslé-termékek.
Alkalmazás: Izotópos jelölés
A szokatlan izotópok markerként használhatók a kémiai reakciók során. Ez hasznos lehet, különösen a sejtbiológia területén, ahol a kutatólaboratóriumok, mint például a Johns Hopkins Universitys Pandey Lab új módszereket találnak a rák és más életveszélyes állapotok tanulmányozására. Például a stabil izotóp-jelölés aminosavakkal (SILAC) a sejttenyészetben egy olyan folyamat, amelynek során a testvér-sejtpopulációk differenciálódnak in vitro az aminosavak különböző formáinak felhasználásával. Az aminosavak beépülnek a vizsgált fehérjékbe, és mivel eltérő nukleáris összetételük ellenére azonos módon viselkednek, az újonnan szintetizált fehérjéket jobban meg lehet vizsgálni kontrollált (természetesen előforduló) társaik mellett.
Alkalmazás: Radioaktív Ismerkedés
Radioaktív izotópokat gyakran használnak a széntartalmú anyagok életkorának mérésére. Az egyik népszerű radioaktív randevú módszer a szén randevú - organikus anyagok randevúja. Mivel a radioaktív izotóp életét nem befolyásolja a sejtmagon kívüli bármilyen befolyás, a kiszámítható bomlási sebessége az óra szerint jár. A radioizotópok tanulmányozása például az állati kövületek környékén lehetővé teszi ezen kövületek életkorának becslését.