Az izotópok kémiai elemek variációi, amelyek különböző számú neutronokat tartalmaznak. Mivel az izotópok felismerhetők, hatékony módot kínálnak a biológiai folyamatok követésére a kísérlet során. Az izotópoknak számos lehetséges felhasználása van a kísérletekben, de számos alkalmazás elterjedtebb.
Differenciált izotópok
Minden kémiai elemnek egyedi számú protonja van, ez a tény adta a periódusos rendszer alapját. Hasonlóképpen, bármely adott elem izotópjának megvan a maga egyedi neutronszáma; az izotóp megjelölését a magban lévő protonok és neutronok összege határozza meg (tömegszámnak nevezik). Egy elemnek tetszőleges számú izotópja lehet. Például a szén-12 és a szén-13 mindegyikének hat protonja van, de ez utóbbi egy további neutront tartalmaz. Mivel az atom magjában található neutronok száma elhanyagolható mértékben befolyásolja a kémiai tulajdonságokat, az izotópokat hatékony eszközt biztosítanak a különféle biológiai folyamatok tanulmányozásához anélkül, hogy azok jelentősen befolyásolnák a természetes folyamatokat tanfolyam.
Alkalmazás: Élelmiszerbiztonság
A biogén anyagokban (amelyek a természetben előforduló életfolyamatokból származnak) a szén, a nitrogén és az oxigén izotópjai jelentősen változhatnak, ami megkönnyíti az elemzés célpontját. Az élelmiszer-biztonsági alkalmazások lehetővé teszik bizonyos élelmiszer-ipari termékek, például a marhahús származási országának nyomon követését szén- és nitrogén-izotópok felhasználásával. Az ügynökségek és a gyártók a szén-, nitrogén- és kén-izotópok elemzésével meghatározhatják az állatok takarmányozási módját - szerves vagy hagyományos -. A szén- és oxigénizotóp adatok tanulmányozásával meg lehet állapítani, hogy a Földközi-tengeren honnan származnak a különféle olívaolajok, és mennyire vannak "természetes" gyümölcslé termékek.
Alkalmazás: Izotópos címkézés
Szokatlan izotópok használhatók jelölőként a kémiai reakciókban. Ez hasznos lehet, különösen a sejtbiológia területén, ahol olyan kutatólaboratóriumok működnek, mint a Johns A Hopkins Egyetem Pandey Lab laboratóriuma új módszereket talál a rák és más életveszélyes tanulmányozására körülmények. Például az aminosavakkal történő stabil izotópjelölés (SILAC) a sejttenyészetben olyan folyamat, amelynek során a testvérsejt-populációkat in vitro differenciálják aminosavak különböző formáinak felhasználásával. Az aminosavak beépülnek a vizsgált fehérjékbe, és mivel ezek ellenére egymással azonos módon viselkednek eltérő magösszetétel mellett, az újonnan szintetizált fehérjék jobban megvizsgálhatók kontrollált (természetesen előforduló) fehérjék mellett társaik.
Alkalmazás: Radioaktív randevú
A radioaktív izotópokat gyakran használják a szenet tartalmazó anyagok életkorának mérésére. Az egyik népszerű radioaktív dátumozási módszert szén-dátumozásnak nevezik - a szerves anyagok datálásának. Mivel a radioizotóp életét a magon kívüli semmilyen befolyás nem befolyásolja, kiszámítható bomlási sebessége úgy működik, mint egy óra. A radioizotópok vizsgálata például az állati kövületek környezetében módot ad az említett kövületek életkorának becslésére.