생물학에서 사용되는 동위 원소

콘텐츠

• 동위 원소 차별화
• 응용 : 식품 안전
• 응용 : 동위 원소 라벨링
• 신청 : 방사성 데이트

동위 원소는 다른 수의 중성자를 포함하는 화학 원소의 변형입니다. 동위 원소는 인식 가능하기 때문에 실험 중에 생물학적 과정을 추적하는 효율적인 방법을 제공합니다. 실험에는 동위 원소에 대한 잠재적 인 용도가 많이 있지만 여러 가지 응용 분야가 더 널리 사용됩니다.

동위 원소 차별화

각 화학 원소에는 고유 한 수의 양성자가 있으며, 이는 주기율표를 일으킨 사실입니다. 마찬가지로, 주어진 원소의 동위 원소는 고유 한 수의 중성자를 가지고 있습니다. 동위 원소의 지정은 핵의 양성자와 중성자의 합에 의해 결정됩니다 (질량수라고 함). 요소는 여러 개의 동위 원소를 가질 수 있습니다. 예를 들어, 탄소 -12와 탄소 -13은 모두 6 개의 양성자를 가지고 있지만 후자는 하나의 추가 중성자를 포함합니다. 원자핵의 중성자 수는 화학적 특성에 무시할만한 영향을 미치기 때문에 동위 원소는 자연 과정에 큰 영향을 미치지 않으면 서 다양한 생물학적 과정을 연구 할 수있는 효율적인 수단을 제공합니다.

응용 : 식품 안전

생물 발생 물질 (자연 발생 과정에 의해 생성 된 물질)은 탄소, 질소 및 산소 동위 원소의 상당한 변화를 가질 수 있으며, 이는 분석하기 쉬운 대상이됩니다. 식품 안전 응용 프로그램을 사용하면 탄소와 질소 동위 원소를 사용하여 쇠고기와 같은 특정 식품의 원산지를 추적 할 수 있습니다. 대행사 및 제조업체는 탄소, 질소 및 황 동위 원소를 분석하여 가축 (유기 또는 일반)의 사료 공급 방법을 결정할 수 있습니다. 탄소 및 산소 동위 원소 데이터를 연구함으로써 지중해의 다양한 올리브 오일의 출처와 "천연"과일 주스 제품이 어떤지 확인할 수 있습니다.

응용 : 동위 원소 라벨링

비정상적인 동위 원소는 화학 반응에서 마커로 사용될 수 있습니다. 이것은 특히 Johns Hopkins Universitys Pandey Lab과 같은 연구소가 암과 다른 생명을 위협하는 상태를 연구하는 새로운 방법을 찾고있는 세포 생물학 분야에서 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 세포 배양에서 아미노산으로 안정한 동위 원소 표지 (SILAC)는 다양한 형태의 아미노산을 사용하여 시험관 내에서 자매 세포 집단을 분화시키는 과정이다. 아미노산은 연구중인 단백질에 통합되며, 이들이 상이한 핵 조성에도 불구하고 서로 동일하게 작용하기 때문에, 새로 합성 된 단백질은 제어 된 (자연적으로 발생하는) 대응 물과 함께 더욱 면밀히 연구 될 수있다.

신청 : 방사성 데이트

방사성 동위 원소는 종종 탄소를 함유 한 물질의 수명을 측정하는 데 사용됩니다. 인기있는 방사성 연대 측정법은 탄소 연대 측정법 (organic material)의 연대 측정법이라고합니다. 방사성 동위 원소의 수명은 핵 외부의 영향에 영향을받지 않기 때문에 예측 가능한 붕괴율은 시계처럼 작용합니다. 예를 들어 동물 화석 주변에서 방사성 동위 원소를 연구하면 화석의 나이를 추정 할 수 있습니다.