Los isótopos son variaciones de elementos químicos que contienen diferentes números de neutrones. Debido a que los isótopos son reconocibles, brindan una forma eficiente de rastrear los procesos biológicos durante la experimentación. Hay muchos usos potenciales para los isótopos en la experimentación, pero varias aplicaciones son más frecuentes.
Isótopos diferenciados
Cada elemento químico tiene un número único de protones, hecho que dio origen a la tabla periódica. De manera similar, un isótopo de cualquier elemento tiene su propio número único de neutrones; la designación de un isótopo está determinada por la suma de protones y neutrones en el núcleo (denominado número de masa). Un elemento puede tener cualquier número de isótopos. Por ejemplo, el carbono-12 y el carbono-13 tienen seis protones, pero el último contiene un neutrón adicional. Debido a que el número de neutrones en el núcleo de un átomo tiene un efecto insignificante sobre las propiedades químicas, los isótopos Proporcionar un medio eficaz para estudiar varios procesos biológicos sin afectar significativamente su natural curso.
Aplicación: seguridad alimentaria
Las sustancias biogénicas (las producidas por procesos de vida naturales) pueden tener variaciones significativas de isótopos de carbono, nitrógeno y oxígeno, lo que las convierte en un objetivo más fácil de analizar. Las aplicaciones de seguridad alimentaria permiten rastrear el país de origen de ciertos productos alimenticios, como la carne de res, utilizando isótopos de carbono y nitrógeno. Las agencias y los fabricantes también pueden determinar el método de alimentación del ganado, orgánico o convencional, mediante el análisis de isótopos de carbono, nitrógeno y azufre. Al estudiar los datos de isótopos de carbono y oxígeno, es posible determinar de dónde provienen varios aceites de oliva en el Mediterráneo y qué tan "naturales" son los productos de zumos de frutas.
Aplicación: etiquetado isotópico
Se pueden usar isótopos inusuales como marcadores en reacciones químicas. Esto puede resultar útil, especialmente en el campo de la biología celular, donde laboratorios de investigación como Johns El Laboratorio Pandey de la Universidad de Hopkins está encontrando nuevas formas de estudiar el cáncer y otros condiciones. Por ejemplo, el marcado de isótopos estables con aminoácidos (SILAC) en cultivo celular es un proceso mediante el cual las poblaciones de células hermanas se diferencian in vitro utilizando diversas formas de aminoácidos. Los aminoácidos se incorporan a las proteínas en estudio y, debido a que se comportan de manera idéntica entre sí a pesar de su diferente composición nuclear, las proteínas recién sintetizadas se pueden estudiar más de cerca junto con sus controladas (de origen natural) contrapartes.
Aplicación: Datación radiactiva
Los isótopos radiactivos se utilizan a menudo para medir la edad de los materiales que contienen carbono. Un método popular de datación radiactiva se llama datación por carbono: la datación de materiales orgánicos. Debido a que la vida de un radioisótopo no se ve afectada por ninguna influencia fuera del núcleo, su predecible tasa de desintegración actúa como un reloj. El estudio de radioisótopos en los alrededores de fósiles de animales, por ejemplo, proporciona una forma de estimar la edad de esos fósiles.
