Stickstoffisotop Techniken

Ein Isotop ist eine Variante eines Elements mit einer anderen Atommasse . Zwei stabile Isotope von Stickstoff in der Natur vorkommen : Stickstoff -14 und Stickstoff -15 . Der N-14 -Isotop ist weit mehr reichlich, sowohl in der Erdatmosphäre und in pflanzlichen und tierischen Gewebe. Die vergleichende Seltenheit der N-15 -Isotop macht es wertvoll, Biologen und anderen Wissenschaftlern als Tracer (dh eine Art Fahne , die Wissenschaftler zu Stickstoff durch eine biochemische oder geochemische System folgen können ) . Biologischen Makromolekülen

Wenn Zellen in Kultur sind nur mit Nährstoffen die N-15 -Isotop enthält, zugeführt wird, wird ihre DNA kommen, um N-15 ausschließlich über den Verlauf mehrerer Generationen enthalten . In einem berühmten Experiment , Matthew Meselson und Franklin Stahl wuchs E. coli in einem Kulturmedium , die Schwer N-15 Nährstoffe. Sie übertrugen dann die Bakterien , um Medien, die das Feuerzeug N-14 -Isotop und zentrifugiert DNA aus diesen Bakterien eine Generation und zwei Generationen später . Die Dichte der DNA in die Tochterzellen war Zwischen . Durch dieses Ergebnis zeigte der Meselson -Stahl -Experiment , dass die DNA-Replikation produziert zwei Kopien , die jeweils eine Original- Strang, der als Vorlage für den neuen Strang dient .
Verschmutzungs

Das Verhältnis von N- 15 und N- 14 in Abwasser-und Landwirtschaftsabfällen oft höher als in Meerumgebung. Wenn der Abstand von einer Abwasserquelle zunimmt , dieses Verhältnis allmählich Trends in Richtung auf die Normalwerte für die marine Umwelt . Wissenschaftler können diese Differenz zu verwenden, um Abwasserfahnenabzubilden, und um den Ursprung des überschüssigen Stickstoff in Meeresumgebungen bestimmen. Diese Techniken sind wichtig, weil überschüssige Stickstoff trägt , schädliche Algenblüten in den Küstengewässern .
Grundwasser

Hohe Konzentrationen von Nitraten im Grundwasser kann für Menschen schädlich sein , so die Verfolgung dieser Verunreinigungen ist ein Thema von besonderer Bedeutung . Je nach dem Weg, den sie nehmen, um lokale Ströme zu erreichen , kann Nitrate durch die Einwirkung von denitrifizierenden Bakterien zu brechen, so können die Wissenschaftler lokale Konzentrationen von Isotopen zu verwenden, um zu verfolgen , was passiert, Nitrate im Grundwasser (zB ob sie am Ende in den lokalen Bächen, die Route sie nehmen , um diese Ströme zu erreichen und so weiter ) . Wie mit Meerwasser , können sie auch verwenden , um die Isotopenverhältnisse Ursprung dieser Kontamination zu ermitteln .
Ökologie

Um Ökosysteme zu verstehen, müssen Ökologen wissen, wo ihre Nährstoffe Organismen ableiten , und die Geschwindigkeit, mit der Nährstoffe Zyklus durch das Ökosystem . Da Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff , und lebenden Organismen bevorzugt nutzen die N-14 -Isotop , das N-14 N -15 -Verhältnis unterscheidet sich in verschiedenen Teilen des Nahrungsnetzes . Ökologen können diese Daten verwenden, um Stickstoff durch ein Ökosystem zu verfolgen.