Isotopenmarkierung
Die Methode der Isotopenmarkierung wird benutzt, um zwei Atome gleicher Art unterscheiden zu können.
Häufig ist es notwendig unterscheiden zu können, welche Rolle zwei verschieden gebundene Atome gleicher Art in einer chemischen Reaktion spielen. Da man nur die Edukte und die Produkte sehen kann, jedoch nicht den Reaktionsmechanismus, verwendet man die Isotopenmarkierung.
Dabei wird ein Atom gezielt gegen eines seiner Isotope ausgetauscht. So kann man zum Beispiel ein Wasserstoff-Atom durch ein Deuterium-Atom (schwerer Wasserstoff) ersetzen (sog. Deuterierung). Durch spezielle Analysenverfahren kann man das Deuterium-Atom in den Produkten nachweisen und seine Position und Bindigkeit feststellen. Stabile Isotope werden durch NMR-Spektroskopie oder Massenspektrometrie, radioaktive mit Szintillationsmessgeräten nachgewiesen.
Praktische Bedeutung
Gezielt isotopenmarkierte Verbindungen, wie Arzneistoffe oder Wirkstoffe in Pflanzenschutzmitteln werden hergestellt, um den Metabolismus dieser Stoffe gezielt untersuchen zu können. Mittels isotopenmarkierter Chemikalien kann der Abbau und Verbleib dieser Stoffe in der Umwelt studiert werden.
Anwendungsbeispiele
Melvin Calvin wendete die Isotopenmarkierung bei der Entdeckung des Calvin-Zyklus an. Der Meselson-Stahl-Versuch ist ein weiteres bekanntes Beispiel für die Isotopenmarkierung, durch den Versuch wurde die semikonservative Replikation der DNA nachgewiesen.