同位体は、さまざまな数の中性子を含む化学元素のバリエーションです。 同位体は認識可能であるため、実験中に生物学的プロセスを追跡する効率的な方法を提供します。 実験における同位体の潜在的な用途はたくさんありますが、いくつかの用途がより一般的です。
分化した同位体
各化学元素には固有の数の陽子があり、これが周期表を生み出した事実です。 同様に、特定の元素の同位体には、固有の数の中性子があります。 同位体の指定は、原子核内の陽子と中性子の合計（質量数と呼ばれる）によって決定されます。 要素は、任意の数の同位体を持つことができます。 たとえば、炭素12と炭素13には両方とも6つの陽子がありますが、後者には1つの追加の中性子が含まれています。 原子核内の中性子の数は化学的性質にほとんど影響を与えないため、同位体 自然に大きな影響を与えることなく、さまざまな生物学的プロセスを研究する効率的な手段を提供します コース。
アプリケーション：食品安全
生体物質（自然に発生する生命過程によって生成されるもの）は、炭素、窒素、および酸素の同位体に大きなばらつきがある可能性があるため、分析の対象になりやすくなります。 食品安全アプリケーションでは、炭素と窒素の同位体を使用して、牛肉などの特定の食品の原産国を追跡できます。 機関や製造業者は、炭素、窒素、硫黄の同位体を分析することにより、有機または従来の家畜の給餌方法を決定することもできます。 炭素と酸素の同位体データを研究することにより、地中海のさまざまなオリーブオイルがどこから来ているのか、そして「天然の」フルーツジュース製品がどれほどあるのかを判断することができます。
アプリケーション：同位体標識
異常な同位体は、化学反応のマーカーとして使用できます。 これは、特にジョンズのような研究所がいる細胞生物学の分野で役立つ可能性があります ホプキンス大学のPandeyLabは、癌やその他の生命を脅かすものを研究するための新しい方法を模索しています 条件。 たとえば、細胞培養におけるアミノ酸による安定同位体標識（SILAC）は、さまざまな形態のアミノ酸を使用して、姉妹細胞集団をinvitroで分化させるプロセスです。 アミノ酸は、研究対象のタンパク質に組み込まれています。これは、アミノ酸が互いに同じように動作するためです。 核組成が異なるため、新しく合成されたタンパク質は、それらの制御された（天然に存在する）とともに、より綿密に研究することができます カウンターパート。
アプリケーション：放射性年代測定
放射性同位元素は、炭素を含む物質の年代を測定するためによく使用されます。 一般的な放射性年代測定法の1つは、炭素年代測定と呼ばれ、有機物の年代測定です。 放射性同位元素の寿命は原子核外の影響を受けないため、予測可能な崩壊速度は時計のように機能します。 たとえば、動物の化石の周囲の放射性同位元素を研究することは、それらの化石の年齢を推定する方法を提供します。