Stikstof Isotope Techniques

Een isotoop is een variant van een element met een verschillend atoomgewicht . Twee stabiele isotopen van stikstof in de natuur voorkomt stikstof - 14 en stikstof - 15 . De N - 14 isotoop is veel meer overvloedig , zowel in de atmosfeer van de Aarde en in plantaardige en dierlijke weefsels . De vergelijkende zeldzaamheid van de N - 15 isotoop maakt het waardevol voor biologen en andere onderzoekers als een tracer ( dat wil zeggen , een soort vlag waarmee wetenschappers om stikstof te volgen door middel van een biochemische of geochemische systeem ) . Biologische macromoleculen

Als cellen in kweek alleen voedingsstoffen aangeleverd die de N - 15 isotoop , hun DNA komen bevatten N - 15 uitsluitend in de loop van meerdere generaties . In een bekende experiment , Matthew Meselson en Franklin Stahl groeide E. coli in een kweekmedium dat zwaar N - 15 voedingsstoffen . Vervolgens overgebracht Ze de bacteriën medium dat de lichtere N - 14 isotoop en gecentrifugeerd DNA van deze bacteriën ene generatie en twee generaties later . De dichtheid van het DNA in de dochtercellen was tussenproduct . Door dit resultaat , de Meselson - Stahl experiment toonde dat DNA replicatie produceert twee exemplaren , elk origineel onderdeel dat dient als een matrijs voor de nieuwe streng.
Vervuiling

De verhouding van N - 15 N - 14 in afvalwater en landbouwafval vaak hoger dan in oceaanomgevingen . Aangezien de afstand van een riolering bron toeneemt, verhouding geleidelijk trends naar de normale waarden voor het mariene milieu . Wetenschappers kunnen dit verschil gebruiken om in kaart riolering pluimen , en de oorsprong van overtollige stikstof in het mariene milieu te bepalen. Deze technieken zijn belangrijk omdat teveel stikstof draagt ​​bij aan schadelijke algenbloei in kustwateren .
Grondwater

Hoge concentraties van nitraten in het grondwater kan schadelijk zijn voor mensen , dus het bijhouden van deze verontreinigingen is een kwestie van bijzonder belang . Afhankelijk van de weg die ze nemen om de lokale streams bereiken , kan nitraat af te breken door de werking van denitrificerende bacteriën , zodat wetenschappers de lokale concentraties van isotopen kan gebruiken om bij te houden wat er gebeurt met nitraten in het grondwater (bijvoorbeeld of ze belanden in de plaatselijke beken , de route die zij nemen om die stromen enzovoort bereiken ) . Net als met zeewater , kunnen ze ook gebruik maken van isotoopverhoudingen om de oorsprong van deze verontreiniging op te sporen .
Ecologie

Om ecosystemen te begrijpen, moeten ecologen weten waar organismen halen hun voedingsstoffen , en de snelheid waarmee voedingsstoffen fietsen door het ecosysteem . Omdat stikstof een essentiële voedingsstof , en levende organismen voorkeur gebruik van de N - 14 isotoop maken , de N - 14 N - 15 verhouding verschilt in verschillende delen van de voedselketen . Ecologen kunnen deze gegevens gebruiken om stikstof te volgen door middel van een ecosysteem.