Hvordan er isotoper vigtige i at studere menneskekroppen?

Isotoper er atomer af samme element, der har forskellige antal neutroner i deres kerne; når de indføres i menneskekroppen, kan de detekteres ved stråling eller andre midler. Isotoperne, der anvendes i forbindelse med sofistikeret udstyr, giver lægerne et stærkt "vindue" ind i kroppen, så de kan diagnosticere sygdomme, studere biologiske processer og undersøge stoffers bevægelse og stofskifte i levende mennesker.

Stabil og ustabile isotoper

Isotoper kan være stabile eller ustabile; de ustabile udsender stråling, og de stabile gør det ikke. For eksempel udgør det stabile carbon-12 atom 98,9 procent af alt kulstof på jorden; fordi den sjældnere carbon-14 isotop er radioaktiv og ændrer sig over tid bruger forskerne det til at bestemme alderen af ​​nogle gange gamle biologiske prøver og materialer. Kemisk virker stabile og ustabile isotoper meget ens, hvilket gør det muligt for lægerne at substituere radioaktive atomer til stabile stoffer i stoffer, der bruges til at spore biologiske aktiviteter. Stabile isotoper, der let identificeres med en enhed kaldet et massespektrometer, hjælper forskere med at bestemme tilstande i blod og væv, når radioaktivitet ikke er ønskelig.

Ernæringsforskning

Stabile isotoper hjælper ernæringsforskere til at overvåge bevægelsen af mineraler gennem kroppen. For eksempel af de fire stabile isotoper til jern udgør jern-56 naturligt ca. 92 procent, og den sjældne er jern-58 ved 0,3 procent. En forsker giver en testfag doser af jern-58 og overvåger mængderne af forskellige jernisotoper i blod og andre biologiske prøver. Fordi jern-58 er tungere end jern-56, adskiller et massespektrometer dem nemt. Tidlige prøver vil vise mere jern-56, men over tid vil jern-58 blive fundet i betydelige mængder i forskellige væv og stoffer, hvilket gør det muligt for forskeren at måle, hvordan subjektets krop behandler jern.

PET Scans < Br>

Positron Emission Tomography producerer tredimensionale billeder af organer og væv ved brug af radioaktive isotoper. Isotoperne, såsom fluor-18, afgiver gammastråling - en form for energi, der passerer gennem kroppen og ind i en detektor. Når det kombineres med sukker og gives til en patient, migrerer fluoren til de væv, der aktivt metaboliserer sukker, såsom hjerneområder i en person, der arbejder med matematiske problemer. PET-scanninger viser disse kropsdele i klare detaljer. Ved at observere de forskellige niveauer af stofskifte kan en læge identificere fortællings tegn på abnormiteter som tumorer og demens.

MPI Scans

En Myocardial Perfusion Imaging Scan bruger radioaktive isotoper til at producere billeder i en metode svarende til en PET-scanning, men til overvågning af hjertet i realtid. Ifølge Stanford University Hospital anvender teknikken isotoper som technetium-99 eller thallium-201. Disse isotoper injiceres i en vene og finder deres vej til hjertet. Et specialiseret kamera henter de udstrålede gamma stråler og producerer et billede af det slagende hjerte under hvile og stressforhold, hvilket gør det muligt for en læge at evaluere organs sundhed.