Conţinut
- Izotopi diferențiați
- Aplicație: siguranța alimentelor
- Aplicație: Etichetare izotopică
- Aplicație: Intalniri radioactive
Izotopii sunt variații ale elementelor chimice care conțin un număr diferit de neutroni. Deoarece izotopii sunt recunoscuți, aceștia oferă o modalitate eficientă de a urmări procesele biologice în timpul experimentării. Există multe utilizări potențiale pentru izotopi în experimentare, dar mai multe aplicații sunt mai răspândite.
Izotopi diferențiați
Fiecare element chimic are un număr unic de protoni, fapt care a dat naștere tabelului periodic. În mod similar, un izotop al oricărui element dat are propriul său număr unic de neutroni; desemnarea unui izotop este determinată de suma protonilor și neutronilor din nucleu (denumită numărul de masă). Un element poate avea orice număr de izotopi. De exemplu, carbon-12 și carbon-13 ambele au șase protoni, dar acesta din urmă conține un neutron suplimentar. Deoarece numărul de neutroni dintr-un nucleu de atomi are un efect neglijabil asupra proprietăților chimice, izotopii oferă un mijloc eficient de a studia diverse procese biologice fără a afecta semnificativ cursul lor natural.
Aplicație: siguranța alimentelor
Substanțele biogene (cele produse prin procesele de viață care apar în mod natural) pot avea variații semnificative de izotopi de carbon, azot și oxigen, ceea ce le face o țintă mai ușoară pentru analiză. Aplicațiile de siguranță alimentară fac posibilă urmărirea țării de origine a anumitor produse alimentare, precum carnea de vită, folosind izotopi de carbon și azot. Agențiile și producătorii pot, de asemenea, să determine metoda de hrănire pentru animale - organice sau convenționale - prin analizarea izotopilor de carbon, azot și sulf. Studiind datele despre izotopi de carbon și oxigen, este posibil să se stabilească de unde provin din Mediterana diferite uleiuri de măsline și cum sunt produsele naturale "naturale" din sucul de fructe.
Aplicație: Etichetare izotopică
Izotopii neobișnuiți pot fi folosiți ca markeri în reacțiile chimice. Acest lucru poate fi util, în special în domeniul biologiei celulare, unde laboratoarele de cercetare precum Laboratorul Pandey de la Johns Hopkins University găsesc noi modalități de a studia cancerul și alte condiții care pot pune viața în pericol. De exemplu, etichetarea stabilă a izotopilor cu aminoacizi (SILAC) în cultura celulară este un proces prin care populațiile de celule surori sunt diferențiate in vitro folosind diferite forme de aminoacizi. Aminoacizii sunt încorporați în proteinele studiate și, deoarece se comportă identic unul cu celălalt, în ciuda compoziției lor nucleare diferite, proteinele nou sintetizate pot fi studiate mai îndeaproape alături de omologii lor controlați (în mod natural).
Aplicație: Intalniri radioactive
Izotopii radioactivi sunt adesea folosiți pentru a măsura vârsta materialelor care conțin carbon. O metodă populară de întâlnire radioactivă se numește datarea cu carbon - datarea materialelor organice. Deoarece viața unui radioizotop nu este afectată de nicio influență în afara nucleului, rata lui de degradare previzibilă acționează ca un ceas. Studierea radioizotopilor din împrejurimile fosilelor animale, de exemplu, oferă o modalitate de estimare a vârstei acestor fosile.