Obsah
- Izotopy diferencované
- Použitie: Bezpečnosť potravín
- Použitie: Izotopové označovanie
- Aplikácia: Rádioaktívne datovania
Izotopy sú variácie chemických prvkov obsahujúcich rôzne počty neutrónov. Pretože izotopy sú rozpoznateľné, poskytujú efektívny spôsob sledovania biologických procesov počas experimentov. Pri experimentovaní existuje veľa potenciálnych použití izotopov, ale prevláda niekoľko aplikácií.
Izotopy diferencované
Každý chemický prvok má jedinečný počet protónov, čo viedlo k vzniku periodickej tabuľky. Podobne izotop ktoréhokoľvek daného prvku má svoj vlastný jedinečný počet neutrónov; označenie izotopu je určené súčtom protónov a neutrónov v jadre (označované ako hmotnostné číslo). Prvok môže mať ľubovoľný počet izotopov. Napríklad uhlík-12 a uhlík-13 majú šesť protónov, ale druhý obsahuje jeden ďalší neutrón. Pretože počet neutrónov v jadre atómov má zanedbateľný vplyv na chemické vlastnosti, poskytujú izotopy efektívny prostriedok na štúdium rôznych biologických procesov bez toho, aby významne ovplyvnili ich prirodzený priebeh.
Použitie: Bezpečnosť potravín
Biogénne látky (látky vyrobené prirodzene sa vyskytujúcimi životnými procesmi) môžu mať významné variácie izotopov uhlíka, dusíka a kyslíka, čo z nich robí ľahší cieľ analýzy. Aplikácie v oblasti bezpečnosti potravín umožňujú sledovať krajinu pôvodu určitých potravinárskych výrobkov, ako je hovädzie mäso, pomocou izotopov uhlíka a dusíka. Agentúry a výrobcovia sú tiež schopní určiť spôsob kŕmenia hospodárskych zvierat - organických alebo konvenčných - analýzou izotopov uhlíka, dusíka a síry. Štúdiom údajov o izotope uhlíka a kyslíka je možné určiť, odkiaľ pochádzajú rôzne olivové oleje v Stredomorí a aké sú „prírodné“ výrobky z ovocných štiav.
Použitie: Izotopové označovanie
Neobvyklé izotopy sa môžu použiť ako markery pri chemických reakciách. Môže to byť užitočné, najmä v oblasti bunkovej biológie, kde výskumné laboratóriá ako Johns Hopkins Universitys Pandey Lab nachádzajú nové spôsoby, ako študovať rakovinu a iné život ohrozujúce stavy. Napríklad stabilné označovanie izotopov aminokyselinami (SILAC) v bunkovej kultúre je proces, pomocou ktorého sa populácie sesterských buniek in vitro diferencujú pomocou rôznych foriem aminokyselín. Aminokyseliny sú inkorporované do študovaných proteínov a pretože sa správajú rovnako k sebe napriek rozdielnemu jadrovému zloženiu, novo syntetizované proteíny môžu byť podrobnejšie študované popri svojich kontrolovaných (prirodzene sa vyskytujúcich) náprotivkoch.
Aplikácia: Rádioaktívne datovania
Rádioaktívne izotopy sa často používajú na meranie veku materiálov obsahujúcich uhlík. Jeden populárny spôsob rádioaktívneho datovania sa nazýva uhlíkové datovanie - datovanie organických materiálov. Pretože život rádioizotopu nie je ovplyvňovaný žiadnym vplyvom mimo jadra, jeho predvídateľná miera rozkladu pôsobí ako hodiny. Napríklad štúdium rádioizotopov v okolí živočíšnych fosílií poskytuje spôsob odhadu veku týchto fosílií.