जीव विज्ञान में प्रयुक्त आइसोटोप

आइसोटोप रासायनिक तत्वों की विविधताएं हैं जिनमें विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। क्योंकि समस्थानिक पहचानने योग्य होते हैं, वे प्रयोग के दौरान जैविक प्रक्रियाओं को ट्रैक करने का एक कुशल तरीका प्रदान करते हैं। प्रयोग में आइसोटोप के कई संभावित उपयोग हैं, लेकिन कई अनुप्रयोग अधिक प्रचलित हैं।

प्रत्येक रासायनिक तत्व में प्रोटॉन की एक अद्वितीय संख्या होती है, एक ऐसा तथ्य जिसने आवर्त सारणी को जन्म दिया। इसी तरह, किसी दिए गए तत्व के समस्थानिक की अपनी अनूठी संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं; एक आइसोटोप का पदनाम नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के योग से निर्धारित होता है (जिसे द्रव्यमान संख्या कहा जाता है)। एक तत्व में कितने भी समस्थानिक हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन-12 और कार्बन-13 दोनों में छह प्रोटॉन होते हैं, लेकिन बाद वाले में एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन होता है। क्योंकि परमाणु के नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या का रासायनिक गुणों, समस्थानिकों पर नगण्य प्रभाव पड़ता है। विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं का अध्ययन करने का एक कुशल साधन प्रदान करना उनके प्राकृतिक को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किए बिना पाठ्यक्रम।

बायोजेनिक पदार्थ (जो स्वाभाविक रूप से होने वाली जीवन प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित होते हैं) में कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन समस्थानिकों की महत्वपूर्ण विविधताएं हो सकती हैं, जो उन्हें विश्लेषण के लिए एक आसान लक्ष्य बनाती हैं। खाद्य सुरक्षा अनुप्रयोग कार्बन और नाइट्रोजन समस्थानिकों का उपयोग करके गोमांस जैसे कुछ खाद्य उत्पादों की उत्पत्ति के देश को ट्रैक करना संभव बनाते हैं। एजेंसियां ​​​​और निर्माता कार्बन, नाइट्रोजन और सल्फर समस्थानिकों का विश्लेषण करके पशुधन - जैविक या पारंपरिक - के लिए भोजन की विधि निर्धारित करने में सक्षम हैं। कार्बन और ऑक्सीजन समस्थानिक डेटा का अध्ययन करके, यह निर्धारित करना संभव है कि भूमध्य सागर में विभिन्न जैतून के तेल कहाँ से आते हैं, और कैसे "प्राकृतिक" फलों के रस उत्पाद हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में असामान्य आइसोटोप को मार्कर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। यह सहायक हो सकता है, विशेष रूप से कोशिका जीव विज्ञान के क्षेत्र में, जहां जॉन्स जैसे अनुसंधान प्रयोगशालाएं हॉपकिंस यूनिवर्सिटी की पांडे लैब कैंसर और अन्य जानलेवा बीमारियों का अध्ययन करने के नए तरीके खोज रही है शर्तेँ। उदाहरण के लिए, सेल संस्कृति में अमीनो एसिड (एसआईएलएसी) के साथ स्थिर आइसोटोप लेबलिंग एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा बहन-कोशिका आबादी को अमीनो एसिड के विभिन्न रूपों का उपयोग करके इन विट्रो में विभेदित किया जाता है। अमीनो एसिड का अध्ययन किए जा रहे प्रोटीन में शामिल किया जाता है और, क्योंकि वे एक दूसरे के समान व्यवहार करते हैं, इसके बावजूद अलग-अलग परमाणु संरचना, नए संश्लेषित प्रोटीन का उनके नियंत्रित (स्वाभाविक रूप से होने वाले) के साथ अधिक बारीकी से अध्ययन किया जा सकता है समकक्ष।

रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग अक्सर कार्बन युक्त पदार्थों की आयु मापने के लिए किया जाता है। एक लोकप्रिय रेडियोधर्मी डेटिंग पद्धति को कार्बन डेटिंग कहा जाता है - कार्बनिक पदार्थों की डेटिंग। क्योंकि रेडियोआइसोटोप का जीवन नाभिक के बाहर किसी भी प्रभाव से प्रभावित नहीं होता है, इसकी क्षय की अनुमानित दर घड़ी की तरह काम करती है। उदाहरण के लिए, जानवरों के जीवाश्मों के परिवेश में रेडियोआइसोटोप का अध्ययन, उन जीवाश्मों की आयु का अनुमान लगाने का एक तरीका प्रदान करता है।