मानव शरीर के अध्ययन में आइसोटोप कैसे महत्वपूर्ण हैं?

आइसोटोप एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनके नाभिक में अलग-अलग संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं; जब मानव शरीर में पेश किया जाता है, तो उन्हें विकिरण या अन्य माध्यमों से पता लगाया जा सकता है। परिष्कृत उपकरणों के संयोजन में उपयोग किए जाने वाले आइसोटोप, चिकित्सा पेशेवरों को शरीर में एक शक्तिशाली "खिड़की" देते हैं, उन्हें रोगों का निदान करने, जैविक प्रक्रियाओं का अध्ययन करने और जीवित रहने में दवाओं के संचलन और चयापचय की जांच करने की अनुमति देता है लोग

समस्थानिक स्थिर या अस्थिर हो सकते हैं; अस्थिर विकिरण उत्सर्जित करते हैं, और स्थिर नहीं। उदाहरण के लिए, स्थिर कार्बन-12 परमाणु पृथ्वी पर सभी कार्बन का 98.9 प्रतिशत बनाता है; क्योंकि दुर्लभ कार्बन -14 आइसोटोप रेडियोधर्मी है और समय के साथ बदलता है, वैज्ञानिक इसका उपयोग कभी-कभी प्राचीन जैविक नमूनों और सामग्रियों की उम्र निर्धारित करने के लिए करते हैं। रासायनिक रूप से, स्थिर और अस्थिर समस्थानिक काफी हद तक समान कार्य करते हैं, जिससे डॉक्टरों को जैविक गतिविधियों का पता लगाने के लिए उपयोग की जाने वाली दवाओं में रेडियोधर्मी परमाणुओं को स्थिर लोगों के लिए स्थानापन्न करने की अनुमति मिलती है। स्थिर आइसोटोप, जिसे मास स्पेक्ट्रोमीटर नामक उपकरण से आसानी से पहचाना जाता है, शोधकर्ताओं को रक्त और ऊतक में स्थितियों को निर्धारित करने में मदद करता है जब रेडियोधर्मिता वांछनीय नहीं होती है।

स्थिर समस्थानिक पोषण वैज्ञानिकों को शरीर के माध्यम से खनिजों की गति की निगरानी करने में मदद करते हैं। उदाहरण के लिए, लोहे के लिए चार स्थिर समस्थानिकों में से, लोहा -56 स्वाभाविक रूप से लगभग 92 प्रतिशत है, और सबसे दुर्लभ लौह -58 0.3 प्रतिशत है। एक वैज्ञानिक आयरन-५८ की एक परीक्षण विषय खुराक देता है और रक्त और अन्य जैविक नमूनों में विभिन्न लोहे के समस्थानिकों की मात्रा की निगरानी करता है। क्योंकि आयरन-५८, आयरन-५६ से भारी है, एक मास स्पेक्ट्रोमीटर उन्हें आसानी से अलग कर देता है। प्रारंभिक नमूने अधिक लौह-56 दिखाएंगे, लेकिन समय के साथ, लौह-58 में महत्वपूर्ण मात्रा में पाया जाएगा विभिन्न ऊतक और पदार्थ, वैज्ञानिक को सटीक रूप से मापने की अनुमति देते हैं कि विषय का शरीर कैसा है लोहे को संसाधित करता है।

पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी रेडियोधर्मी समस्थानिकों के उपयोग के माध्यम से अंगों और ऊतकों की त्रि-आयामी छवियां तैयार करती है। आइसोटोप, जैसे फ्लोरीन -18, गामा विकिरण देते हैं - ऊर्जा का एक रूप जो शरीर से होकर एक डिटेक्टर में गुजरता है। जब चीनी के साथ मिलाया जाता है और रोगी को दिया जाता है, तो फ्लोरीन उन ऊतकों में चला जाता है जो चीनी को सक्रिय रूप से चयापचय कर रहे हैं, जैसे कि गणित की समस्याओं पर काम करने वाले व्यक्ति के मस्तिष्क के क्षेत्र। पीईटी स्कैन इन शरीर के अंगों को स्पष्ट रूप से दिखाता है। चयापचय के विभिन्न स्तरों को देखकर, एक डॉक्टर ट्यूमर और मनोभ्रंश जैसी असामान्यताओं के स्पष्ट संकेतों की पहचान कर सकता है।

एक मायोकार्डियल परफ्यूज़न इमेजिंग स्कैन पीईटी स्कैन की तरह छवियों का उत्पादन करने के लिए रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग करता है, लेकिन वास्तविक समय में दिल की निगरानी के लिए। स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी अस्पताल के अनुसार, तकनीक टेक्नेटियम-99 या थैलियम-201 जैसे आइसोटोप को नियोजित करती है। इन समस्थानिकों को एक नस में अंतःक्षिप्त किया जाता है और हृदय तक अपना रास्ता खोज लिया जाता है। एक विशेष कैमरा उत्सर्जित गामा किरणों को उठाता है और आराम और तनाव की स्थिति में धड़कते हुए दिल की एक छवि तैयार करता है, जिससे डॉक्टर अंग के स्वास्थ्य का मूल्यांकन कर सकता है।