동위원소 표지

동위원소 표지(同位元素標識, 영어: isotopic labeling)는 화학 반응, 대사 경로 또는 세포에서 동위원소(중성자 수에서 검출 가능한 변화를 가진 원자)의 경로를 추적하는 데 사용되는 기술이다. 동위원소 표지법(同位元素標識法)이라고도 한다. 시약은 특정 원자를 동위원소로 대체하여 표지된다. 그런 다음 시약은 반응을 겪을 수 있다. 화학 반응 또는 세포의 대사 경로에서 동위원소가 뒤따르는 순서를 결정하기 위해 생성물에서 동위원소의 위치가 측정된다. 동위원소 표지에 사용되는 핵종은 안정한 핵종 또는 방사성 핵종일 수 있다. 후자의 경우 표지를 방사성 동위원소 표지(放射性同位元素標識, 영어: radioisotope labeling) 라고 한다.

탄소-13 표지는 페닐 치환 아린 전구체 1이 아세나프틸렌으로 변환되는 과정에서 1,2-didehydrobenzene과 1,3-didehydrobenzene 간의 변환 메커니즘을 확인하는 데 사용되었다.

동위 원소 표지를 감지하는 방법에는 여러 가지가 있다. 동위 원소의 질량, 진동 모드, 방사선 붕괴 등을 이용할 수 있다.

• 질량 분석법(Mass spectrometry)은 동위 원소의 질량 차이를 감지한다.
• 적외선 분광법(Infrared spectroscopy)은 동위 원소의 진동 모드 차이를 감지한다.
• 핵자기공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)은 동위 원소의 자화율(gyromagnetic ratio) 차이를 감지한다.
• 방사성 붕괴는 이온화 챔버나 겔의 자동 방사선 사진으로 감지한다.

방사성 동위원소 표지 (Radioisotopic labeling)

주요 문서 : 방사성 동위원소 표지

방사성 동위 원소 표지는 물질 샘플이 시스템을 통과하는 경로를 추적하는 기법이다. 물질의 화학 조성에 방사성 핵종을 포함시켜 표지하면, 이들이 붕괴할 때 방출되는 방사선을 감지하여 해당 물질의 존재를 확인할 수 있다. 방사성 동위원소 표지는 동위원소 표지의 특수한 경우에 해당한다.

이 기법에서 특히 유용한 방사성 붕괴 유형은 양전자 방출(positron emission)이다. 양전자가 전자와 충돌하면, 두 개의 고에너지 광자가 정반대 방향으로 방출된다. 양전자가 고체 내부에서 생성된 경우, 약 0.5mm에서 최대 6mm까지 이동할 수 있다. 두 광자가 모두 검출되면, 방사성 붕괴가 발생한 위치를 매우 정확하게 측정할 수 있다.

엄밀히 말하면, 방사성 동위원소 표지는 실험자가 인위적으로 방사성 물질을 인위적으로 첨가한 경우에만 해당하지만, 일부 자연 현상에서도 유사한 분석이 가능하다. 대표적인 예로, 방사성 연대 측정은 이와 밀접하게 관련된 원리를 활용한다.

같이 보기

• 방사성 동위원소 표지