Зміст
- Ізотопи диференційовані
- Застосування: Безпека харчових продуктів
- Застосування: Ізотопічне маркування
- Застосування: Радіоактивні побачення
Ізотопи - це варіації хімічних елементів, що містять різну кількість нейтронів. Оскільки ізотопи впізнавані, вони забезпечують ефективний спосіб відстеження біологічних процесів під час експериментів. Існує багато потенційних можливостей використання ізотопів в експерименті, але кілька застосувань є більш поширеними.
Ізотопи диференційовані
Кожен хімічний елемент має унікальну кількість протонів - факт, що породив періодичну таблицю. Аналогічно, ізотоп будь-якого даного елемента має своє унікальне число нейтронів; позначення ізотопу визначається сумою протонів і нейтронів у ядрі (називається масовим числом). Елемент може мати будь-яку кількість ізотопів. Наприклад, вуглець-12 і вуглець-13 мають шість протонів, але останній містить один додатковий нейтрон. Оскільки кількість нейтронів в ядрі атомів має незначний вплив на хімічні властивості, ізотопи забезпечують ефективний засіб вивчення різних біологічних процесів, не впливаючи істотно на їх природний хід.
Застосування: Безпека харчових продуктів
Біогенні речовини (ті, що виробляються природними життєвими процесами) можуть мати значні коливання ізотопів вуглецю, азоту та кисню, що робить їх легшою ціллю для аналізу. Програми безпеки харчових продуктів дозволяють відстежувати країну походження деяких харчових продуктів, наприклад яловичини, використовуючи ізотопи вуглецю та азоту. Агентства та виробники також можуть визначити спосіб годівлі худоби - органічну чи звичайну - шляхом аналізу ізотопів вуглецю, азоту та сірки. Вивчаючи дані про ізотопи вуглецю та кисню, можна визначити, звідки в Середземномор'ї беруться різні оливкові олії та як "натуральні" продукти з фруктових соків.
Застосування: Ізотопічне маркування
Незвичні ізотопи можуть бути використані як маркери в хімічних реакціях. Це може бути корисно, особливо у галузі клітинної біології, де дослідницькі лабораторії, такі як Лабораторія Джона Хопкінса, Панді, знаходять нові способи вивчення раку та інших небезпечних для життя станів. Наприклад, маркування стабільних ізотопів амінокислотами (SILAC) у культурі клітин - це процес, за допомогою якого різні клітини популяції сестринських клітин in vitro диференціюються, використовуючи різні форми амінокислот. Амінокислоти включені до білків, які вивчаються, і, оскільки вони поводяться однаково один з одним, незважаючи на різний ядерний склад, новосинтезовані білки можна більш ретельно вивчити разом з контрольованими (природними) аналогами.
Застосування: Радіоактивні побачення
Радіоактивні ізотопи часто використовуються для вимірювання віку матеріалів, що містять вуглець. Один популярний радіоактивний метод датування називається датуванням вуглецю - датуванням органічних матеріалів. Оскільки на життя радіоізотопу не впливає будь-який вплив поза ядра, його передбачувана швидкість розпаду діє як годинник. Наприклад, вивчення радіоізотопів у оточенні скам’янілих тварин дає змогу оцінити вік цих копалин.