Nauki przyrodnicze

Nauki przyrodnicze

Pierwiastki, występujące w więcej niż jednej postaci, zwane są izotopami. Izotopy stabilne tym różnią się od izotopów promieniotwórczych, iż czas ich połowicznego rozpadu jest na tyle długi że przyjmuję się ich jądra atomowe za stabilne. Trwałe (stabilne) izotopy określonego pierwiastka różnią się od siebie liczbą neutronów, przy zachowaniu tej samej liczby protonów. Na przykład, węgiel występuje w dwóch stabilnych formach: lżejszy 12C, ma 6 protonów i 6 neutronów i masę atomową 12; cięższy 13C, ma 6 protonami i 7 neutronów i masę atomową 13.  W naukach przyrodniczych główne zastosowanie znalazły trwałe izotopy pierwiastków: wodór (H), węgiel (C), azot (N), tlen (O) i siarka (S). Sygnatura izotopowa przedstawiana jest w postaci stosunku obu izotopów  (np. 13C / 12C) i mierzona jest za pomocą spektrometru mas stosunków izotopowych IRMS (ang. Isotope Ratio Mass Spectrometer). Stosunek ciężkiego do lekkiego izotopu jest następnie znormalizowany względem międzynarodowych standardów (wzorców) i wyrażony jako delta (δ) oraz przedstawiany w promilach (‰).

Nauki o Ziemi

Izotopy trwałe są bardzo szeroko wykorzystwane w dziedzinie nauk o Ziemi. W badaniach stratygraficznych, izotopy stabilne stanowią kluczowy element w korelacji osadów. Izotopy stabilne tlenu i wodoru są z powodzeniem wykorzystywane do rekonstrukcji paleotemperaturowych.  Badnia geologiczne skupiające się na pochodzeniu osadów, pochodzeniu/mieszaniu się wód porowych oraz interakcji woda-skała, jak również pochodzeniu i migracji węglowodorów (ropa naftowa i gaz ziemny) opierają się na analizach izotopów trwałych.

W dziedzinie nauk o Ziemi istostną kwestię obejmują też analizy izotopów promieniotwórczych. Geochronologia i Kosmochemia opiera się na analizach pierwiastków radiogenicznych pozwalając na datowanie nawet najstarszych osadów oraz rekonstrukcje paleogeograficzne.

Nauki biologiczne

Jako, że zwierzęta, a jak również ludzie “są tym, co jedzą”, proporcje izotopów w ich tkankach, zwane „podpisami izotopowymi”, mogą być wykorzystywane do wnioskowania o ich diecie czy środowisku, w którym żyją.
Niektóre tkanki, takie jak włosy, pióra czy paznokcie zachowują „zapis izotopowy” odzwierciedlający przeciętną dietę w okresie, kiedy tkanki te powstawały. Analiza izotopowa tych tkanek pozwala na badanie diety zwierząt, jednocześnie eliminując potencjalne błędy interpretacji tradycyjnych badań diety. Inne tkanki są aktywne metabolicznie i przekazują informacje o diecie z ostatnich kilku dni (w przypadku wątroby lub osocza krwi) do ostatnich kilku tygodni (w przypadku mięśni lub pełnej krwi). Ocenę diety w trakcie całego życia osobnika można przeprowadzić dzięki analizie izotopowej kolagenu kostnego. Ten ostatni przykład z sukcesem wykorzystywany jest w badaniach archeologicznych. W analizach diety zwykle wykorzystywane są izotopy węgla i azotu, natomiast izotopy tlenu, wodoru i siarki są szeroko wykorzystywane do śledzenia przemieszczania się zwierząt, a także do badania zmian klimatycznych.

Izotopy stabilne szerokowykorzystywane są w badaniach ekologicznych, m.in. w badaniach z zakresu fizjologii i ekologii roślin i zwierząt; w kompleksowych badaniach ekosystemów lądowych, morskich i słodkowodnych ekosystemu, badaniach migracji, badaniach zanieczyszczenia środowiska, w badaniach atmosfery, a nawet w ochronie przyrody, badaniach paleontologicznych czy archeologicznych. Izotopy stabilne są również bardzo przydatne jako znaczniki o ocenie krótko-, średnio- i długoterminowe procesów ekologicznych. Izotopy są również ważnym narzędziem do monitorowania wpływu człowieka na krajobraz i środowisko.

 

Dedykowane rozwiązania z zastosowaniem stabilnych izotopów Thermo Fisher Scientific ™ zostały zaprojektowane tak, aby oferować różne możliwości, zgodnie z różnymi potrzebami analitycznymi w nowoczesnych laboratoriach pracujących w systemach rutynowych i badawczych:

  • System Thermo Scientific ™ EA IsoLink ™ IRMS , do analizy próbek w postaci stałej i ciekłej
  • System Thermo Scientific ™ GC IsoLink II ™ dla GC-IRMS, do analizy określonych związków z próbki będącej mieszaniną
  • System Thermo Scientific ™ LC IsoLink ™ dla IRM-LC / MS, do analizy określonych związków z próbki będącej mieszaniną
  • System Thermo Scientific ™ GasBench II, do analizy próbek gazów z próbek ciekłych

Dedykowane rozwiązania z zastosowaniem izotopów promieniotwórczych Thermo Fisher Scientific ™ zostały zaprojektowane tak, aby oferować najdokładniejszy i najczulszy  sprzęt w nowoczesnych laboratoriach pracujących w systemach rutynowych i badawczych:

 

  • Triton™ Multicollector Thermal Ionization Mass Spectrometer Thermo Scientific
  • Neoma™ Multicollector ICP-MS Thermo Scientific
  • Neptune™ Series High Resolution Multicollector ICP-MS Thermo Scientific