Az izotópok ugyanazon elem atomjai, amelyeknek különböző számú neutronja van a magjukban; az emberi testbe kerülve sugárzással vagy más módon detektálhatók. A kifinomult felszerelésekkel együtt használt izotópok az egészségügyi szakemberek számára hatalmas „ablakot” adnak a testbe, lehetővé téve számukra a betegségek diagnosztizálását, a biológiai folyamatok tanulmányozását és a gyógyszerek mozgásának és anyagcseréjének vizsgálatát az életben emberek.
Stabil és instabil izotópok
Az izotópok lehetnek stabilak vagy instabilak; az instabilak sugárzást bocsátanak ki, a stabilak pedig nem. Például a stabil szén-12 atom a Föld összes szénének 98,9% -át teszi ki; Mivel a ritkább szén-14 izotóp radioaktív és idővel változik, a tudósok arra használják, hogy meghatározzák az olykor ősi biológiai minták és anyagok életkorát. Kémiailag a stabil és instabil izotópok nagyjából ugyanúgy hatnak, lehetővé téve az orvosok számára, hogy a radioaktív atomokat a biológiai aktivitások felkutatására használt gyógyszerekben stabilakkal helyettesítsék. A tömegspektrométernek nevezett eszközzel könnyen azonosítható stabil izotópok segítenek a kutatóknak meghatározni a vér és a szövet állapotát, amikor a radioaktivitás nem kívánatos.
Táplálkozási kutatás
A stabil izotópok segítenek a táplálkozási tudósoknak figyelemmel kísérni az ásványi anyagok testen keresztüli mozgását. Például a vas stabil négy izotópja közül a vas-56 természetesen körülbelül 92 százalékot tesz ki, a legritkább pedig a vas-58 0,3 százalékos. Egy tudós ad egy tesztalanynak vas-58 dózist, és figyelemmel kíséri a különböző vas-izotópok mennyiségét a vérben és más biológiai mintákban. Mivel a vas-58 nehezebb, mint a vas-56, a tömegspektrométer könnyen megkülönbözteti őket. A korai minták több vas-56-ot mutatnak, de idővel a vas-58 jelentős mennyiségben található meg különféle szövetek és anyagok, lehetővé téve a tudós számára, hogy pontosan megmérje az alany testét vasat dolgoz fel.
PET-vizsgálatok
A pozitron emissziós tomográfia háromdimenziós képeket készít a szervekről és szövetekről radioaktív izotópok felhasználásával. Az izotópok, például a fluor-18, gamma-sugárzást bocsátanak ki - az energia egy formája, amely a testen át egy detektorba jut. Cukorral kombinálva és egy betegnek adva a fluor azokba a szövetekbe vándorol, amelyek aktívan metabolizálják a cukrot, például a matematikai problémákkal foglalkozó személy agyterületein. A PET-vizsgálatok egyértelműen bemutatják ezeket a testrészeket. Az anyagcsere különböző szintjeinek megfigyelésével az orvos azonosíthatja a rendellenességek, mint például a daganatok és a demencia, árulkodó jeleit.
MPI-vizsgálatok
A szívizom-perfúziós képalkotó vizsgálat radioaktív izotópok segítségével képeket állít elő a PET-vizsgálathoz hasonló módszerrel, de a szív valós idejű megfigyelésére. A Stanfordi Egyetemi Kórház szerint a technika olyan izotópokat alkalmaz, mint a technécium-99 vagy a tallium-201. Ezeket az izotópokat egy vénába injektálják, és megtalálják az utat a szív felé. Egy speciális kamera felveszi a kibocsátott gammasugarakat, és pihenő- és stresszhelyzetben képet készít a dobogó szívről, lehetővé téve az orvos számára, hogy értékelje a szerv egészségi állapotát.