Etiquetado isotópico
El marcaje isotópico (o marcaje isotópico ) es una técnica utilizada para rastrear el paso de un isótopo (un átomo con una variación detectable en el recuento de neutrones) a través de una reacción , vía metabólica o célula . El reactivo se 'etiqueta' reemplazando átomos específicos por su isótopo. A continuación, se deja que el reactivo experimente la reacción. La posición de los isótopos en los productos se mide para determinar la secuencia que siguió el átomo isotópico en la reacción o la ruta metabólica de la célula. Los nucleidos utilizados en el marcaje isotópico pueden ser nucleidos estables oradionucleidos . En este último caso, el etiquetado se denomina radiomarcaje .
En el etiquetado isotópico, existen múltiples formas de detectar la presencia de isótopos de etiquetado; a través de su masa , modo vibratorio o desintegración radiactiva . La espectrometría de masas detecta la diferencia en la masa de un isótopo, mientras que la espectroscopia infrarroja detecta la diferencia en los modos vibratorios del isótopo. La resonancia magnética nuclear detecta átomos con diferentes proporciones giromagnéticas. La desintegración radiactiva se puede detectar a través de una cámara de ionización o autorradiografías de geles.
Un ejemplo del uso de marcaje isotópico es el estudio del fenol (C 6 H 5 OH) en agua mediante la sustitución del hidrógeno común ( protio ) por deuterio ( marcaje de deuterio ). Al agregar fenol al agua deuterada (agua que contiene D 2 O además del H 2 O habitual ), se observa la sustitución del hidrógeno por deuterio en el grupo hidroxilo del fenol (lo que da como resultado C 6 H 5OD), lo que indica que el fenol experimenta fácilmente reacciones de intercambio de hidrógeno con agua. Solo el grupo hidroxilo se ve afectado, lo que indica que los otros 5 átomos de hidrógeno no participan en las reacciones de intercambio. [ cita requerida ]
Un trazador isotópico , (también "marcador isotópico" o "etiqueta isotópica"), se utiliza en química y bioquímica para ayudar a comprender las reacciones e interacciones químicas . En esta técnica, uno o más de los átomos de la molécula de interés se sustituye por un átomo del mismo elemento químico , pero de un isótopo diferente (como un isótopo radiactivo utilizado en el rastreo radiactivo). Debido a que el átomo etiquetado tiene la misma cantidad de protones, se comportará casi exactamente de la misma manera que su contraparte sin etiquetar y, con pocas excepciones, no interferirá con la reacción bajo investigación. Sin embargo, la diferencia en el número de neutrones significa que se puede detectar por separado de los otros átomos del mismo elemento.
La resonancia magnética nuclear (RMN) y la espectrometría de masas (MS) se utilizan para investigar los mecanismos de las reacciones químicas. La RMN y la EM detectan diferencias isotópicas, lo que permite determinar la posición de los átomos marcados en la estructura de los productos. Con información sobre la posición de los átomos isotópicos en los productos, se puede determinar la vía de reacción que utilizan los metabolitos iniciales para convertirse en los productos. Los isótopos radiactivos se pueden probar usando las autorradiografías de geles en electroforesis en gel . La radiación emitida por compuestos que contienen isótopos radiactivos oscurece un trozo de película fotográfica, registrando la posición de los compuestos marcados entre sí en el gel.
Los trazadores de isótopos se utilizan comúnmente en forma de proporciones de isótopos. Al estudiar la relación entre dos isótopos del mismo elemento, evitamos los efectos que involucran la abundancia general del elemento, que por lo general invade las variaciones mucho más pequeñas en las abundancias isotópicas. Los trazadores isotópicos son algunas de las herramientas más importantes en geología porque pueden usarse para comprender los complejos procesos de mezcla en los sistemas terrestres. La discusión adicional de la aplicación de trazadores isotópicos en geología se cubre bajo el título de geoquímica de isótopos .
