Biologiassa käytetyt isotoopit

Posted on
Kirjoittaja: Randy Alexander
Luomispäivä: 2 Huhtikuu 2021
Päivityspäivä: 15 Saattaa 2024
Anonim
Biologiassa käytetyt isotoopit - Energia
Biologiassa käytetyt isotoopit - Energia

Sisältö

Isotoopit ovat kemiallisten alkuaineiden muunnelmia, jotka sisältävät eri määrän neutroneja. Koska isotoopit ovat tunnistettavissa, ne tarjoavat tehokkaan tavan seurata biologisia prosesseja kokeilun aikana. Isotoopeille on monia potentiaalisia käyttötarkoituksia kokeiluissa, mutta useat sovellukset ovat yleisempiä.


Erotetut isotoopit

Jokaisella kemiallisella elementillä on ainutlaatuinen lukumäärä protoneja, mikä johti periodiseen taulukkoon. Samoin minkä tahansa tietyn elementin isotoopilla on oma yksilöllinen lukumäärä neutroneja; isotoopin nimeäminen määräytyy ytimessä olevien protonien ja neutronien summan perusteella (kutsutaan massaksi). Elementissä voi olla mikä tahansa lukumäärä isotooppeja. Esimerkiksi hiili-12: lla ja hiili-13: lla on molemmat kuusi protonia, mutta jälkimmäinen sisältää yhden ylimääräisen neutronin. Koska atomitummassa olevien neutronien lukumäärällä on merkityksetön vaikutus kemiallisiin ominaisuuksiin, isotoopit tarjoavat tehokkaan tavan tutkia erilaisia ​​biologisia prosesseja vaikuttamatta merkittävästi niiden luonnolliseen kulkuun.

Sovellus: Ruoan turvallisuus

Biogeenisillä aineilla (luonnollisesti esiintyvissä elämäprosesseissa tuotetut aineet) voi olla merkittäviä hiili-, typpi- ja happi-isotooppimuutoksia, mikä tekee niistä helpomman analyysikohteen. Elintarviketurvallisuussovellukset antavat mahdollisuuden seurata tiettyjen elintarvikkeiden, kuten naudanlihan, alkuperämaata hiili- ja typpi-isotoopeilla. Virastot ja valmistajat pystyvät myös määrittämään karjan ruokintamenetelmän - orgaanisen tai tavanomaisen - analysoimalla hiili-, typpi- ja rikkiisotooppeja. Tutkimalla hiili- ja happi-isotooppitietoja on mahdollista selvittää mistä Välimerellä erilaiset oliiviöljyt ovat peräisin ja kuinka "luonnolliset" hedelmämehutuotteet ovat.


Sovellus: Isotooppimerkinnät

Epätavallisia isotooppeja voidaan käyttää merkkeinä kemiallisissa reaktioissa. Tästä voi olla hyötyä etenkin solubiologian alalla, jossa tutkimuslaboratoriot, kuten Johns Hopkins Universitys Pandey Lab, etsivät uusia tapoja tutkia syöpää ja muita hengenvaarallisia tiloja. Esimerkiksi stabiili isotooppimerkintä aminohapoilla (SILAC) soluviljelmässä on prosessi, jolla sisar-solupopulaatiot erotellaan in vitro käyttämällä aminohappojen erilaisia ​​muotoja. Aminohapot sisällytetään tutkittaviin proteiineihin, ja koska ne käyttäytyvät identtisesti toistensa kanssa erilaisesta ydinkoostumuksesta huolimatta, vasta syntetisoituja proteiineja voidaan tutkia tarkemmin hallittujen (luonnossa esiintyvien) vastineidensa rinnalla.

Sovellus: Radioaktiiviset treffit

Radioaktiivisia isotooppeja käytetään usein mittaamaan hiiltä sisältävien materiaalien ikää. Yksi suosittu radioaktiivisen treffailun menetelmä on nimeltään hiili dating - luomutuotteiden treffailu. Koska radioisotoopin elämään ei vaikuta mitään vaikutusta ytimen ulkopuolella, sen ennustettava hajoamisnopeus toimii kuin kello. Radioisotooppien tutkiminen esimerkiksi eläinten fossiilien ympäristössä tarjoaa tavan arvioida näiden fossiilien ikää.