CO2, fizik, kimya, biyoloji ve tıp alanlarında dünya çapında kullanılan yanıcı olmayan, patlayıcı olmayan ve radyoaktif olmayan bir gazdır. Kimyasal sentez yoluyla, 13CO2 hammadde olarak kullanılarak çok sayıda karmaşık bileşik üretilebilir. Bu bileşikler, çevre standartları, adli araştırmalar ve teşhis alanlarında geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. 13C üre'nin üre nefes testi olarak kullanılabileceği iyi bilinmektedir (13C etiketli ürenin ağız yoluyla deneklere verilmesinden sonra, midede H. pylori enfeksiyonu varsa, 13C etiketli üre 13C etiketli CO2'ye parçalanabilir; bu nedenle, yüksek hassasiyetli bir gaz izotop oranı kütle spektrometresi ile nefeste 13C-CO2 saptanarak H. pylori enfeksiyonu teşhis edilebilir). (Ağızdan verilen 13C-üre mideye ulaştıktan sonra homojen olarak dağıldığı için, H. pylori enfeksiyonu 13C-üre temas ettiği yerde mevcut olduğunda hassas bir şekilde tespit edilebilir.) Son yıllarda, invaziv olmayan nefes testlerinde bu şekilde daha geniş kapsamlı çoklu bileşikler de tıbbi uygulamaya girmiştir. Lazerlerde 13CO2 ayrıca lazer gazı olarak da kullanılmaktadır. Sadece temel araştırmalarda değil, lazer laparoskopisi için klinikte de kullanılmaktadır.
Biyologlar, NMR kullanarak metabolik süreçlerini incelemek için algleri, bakterileri ve diğer mikroorganizmaları izotopik olarak etiketlenmiş 13C gazıyla beslerler. 13C etiketli organizmalardan çeşitli amino asitler, proteinler, yağlar, şekerler ve DNA elde edilebilir. Etiketlenmiş algler veya bakteriler, gelişmiş mikroorganizmalar üretmek için beslendiğinde, elde edilen bileşenlerin sayısı önemli ölçüde artar. Bilim insanları, makromoleküllerin yapısını ve proteinler arasındaki koordinasyon gruplarının etkileşimlerini belirlemek için etiketlenmiş bileşenleri kullanırlar. Alglerin saf 13CO2 atmosferinde yetiştirilmesi, alglerin homojen bir şekilde 13C ile etiketlenmesini sağlar ve bazı kişiler bu 13C etiketli spirulinayı tavuklara yedirerek aktif amino asitlerin incelenmesine olanak sağlamıştır.
13C glikoz ve 13C glutamik asidin önemli bir uygulaması, beyinde telafi edici metabolik MR (manyetik rezonans görüntüleme) içindir. Hücre çoğalması, 13C etiketli DNA ile ölçülebilir. 13C etiketli bileşenler ve modern 13C-MRS (manyetik rezonans spektroskopisi) kullanılarak, insan genlerinin kapsamlı bir görünümü ve canlı hücrelerin moleküler bileşimindeki değişiklikler için gen yapısı ve gen nicelleştirmesi araştırılabilir. 13CO2'nin biyolojik sistemlere doğrudan uygulanması (örneğin, tarla topraklarının 13CO2 ile zenginleştirilmiş hava ile kaplanması), yaşam deneyleri için organizmalardaki karbon dinamiklerinin izlenmesine olanak tanır. 13C etiketli maddeler, toprakların organik karbon bileşimini ve taşıma kanallarını izlemek için kullanılabilir.
Bitkiler havadan CO2 emdikçe, CO2 13C ile de etiketlenebilir. Bu, temel ve uygulamalı bilim araştırmalarında kullanılabilir. Örneğin, etiketlenmiş bitkilerle beslenen organik maddenin besin biyoyararlılığı ve metabolizması (hayvanlarda ve insanlarda farklı gıdalardan elde edilen besinlerin biyoyararlılığı). 13C etiketli bileşiklerin ve analitik cihazların geliştirilmesi, kararlı izotop uygulamalarının genişlemesine ve insanlar ve çevre hakkında yeni bilgi alanlarının açılmasına yol açmıştır.
Yayın tarihi: 26 Haz-2024