Izotopi su atomi istog elementa koji u jezgri imaju različit broj neutrona; kada se uvedu u ljudsko tijelo, mogu se otkriti zračenjem ili na drugi način. Izotopi, koji se koriste zajedno sa sofisticiranom opremom, pružaju medicinskim radnicima snažan "prozor" u tijelo, omogućujući im da dijagnosticiraju bolesti, proučavaju biološke procese i istražuju kretanje i metabolizam lijekova u životu narod.
Stabilni i nestabilni izotopi
Izotopi mogu biti stabilni ili nestabilni; nestabilni emitiraju zračenje, a stabilni ne. Na primjer, stabilni atom ugljika-12 čini 98,9 posto sveg ugljika na Zemlji; jer je rjeđi izotop ugljika-14 radioaktivan i mijenja se tijekom vremena, znanstvenici ga koriste za određivanje starosti ponekad drevnih bioloških uzoraka i materijala. Kemijski, stabilni i nestabilni izotopi djeluju jednako, omogućujući liječnicima da radioaktivne atome zamijene stabilnim u lijekovima koji se koriste za traženje bioloških aktivnosti. Stabilni izotopi, koji se lako mogu identificirati uređajem nazvanim maseni spektrometar, pomažu istraživačima u određivanju stanja u krvi i tkivu kada radioaktivnost nije poželjna.
Istraživanje prehrane
Stabilni izotopi pomažu prehrambenim znanstvenicima da prate kretanje minerala kroz tijelo. Primjerice, od četiri stabilna izotopa željeza, željezo-56 prirodno čini oko 92 posto, a najrjeđi je željezo-58 s 0,3 posto. Znanstvenik daje ispitanicima doze željeza-58 i nadgleda količine različitih izotopa željeza u krvi i drugim biološkim uzorcima. Budući da je željezo-58 teže od željeza-56, maseni spektrometar ih lako razlikuje. Rani uzorci pokazat će više željeza-56, ali s vremenom će se željezo-58 naći u značajnim količinama u razna tkiva i tvari, omogućujući znanstveniku da točno izmjeri kako tijelo ispitanika obrađuje željezo.
PET skeniranja
Pozitronska emisijska tomografija daje trodimenzionalne slike organa i tkiva upotrebom radioaktivnih izotopa. Izotopi, poput fluora-18, odaju gama zračenje - oblik energije koja prolazi kroz tijelo i prelazi u detektor. Kad se kombinira sa šećerom i daje pacijentu, fluor migrira u ona tkiva koja aktivno metaboliziraju šećer, kao što su područja mozga kod osobe koja radi na matematičkim problemima. PET skeniranje prikazuje ove dijelove tijela s jasnim detaljima. Promatrajući različite razine metabolizma, liječnik može prepoznati kontrolne znakove abnormalnosti poput tumora i demencije.
MPI skenira
Snimka perfuzijske slike miokarda koristi radioaktivne izotope za stvaranje slika metodom sličnom PET pretrazi, ali za praćenje rada srca u stvarnom vremenu. Prema Sveučilišnoj bolnici Stanford, tehnika koristi izotope poput tehnecija-99 ili talija-201. Ti se izotopi ubrizgavaju u venu i pronalaze put do srca. Specijalizirana kamera hvata emitirane gama zrake i stvara sliku srca koje kuca u uvjetima odmora i stresa, omogućujući liječniku da procijeni zdravlje organa.