Nitrogen Isotope Teknikker

En isotop er en variant av et element med en annen atomvekt . To stabile isotoper av nitrogen forekommer i naturen : nitrogen - 14 og nitrogen -15 . N- 14 isotopen er langt mer rikelig , både i jordas atmosfære og i planter og dyr vev. Den komparative sjeldenhet av N- 15 isotopen gjør det verdifullt å biologer og andre forskere som en tracer (dvs. en slags flagg som tillater forskere å følge nitrogen gjennom en biokjemisk eller geokjemiske system) . Biological Macromolecules

Hvis celler i kultur er som følger kun med næringsstoffer inneholdende N -15 isotop, vil deres DNA -ene til å inneholde N -15 utelukkende i løpet av flere generasjoner . I et berømt eksperiment , Matthew Meselson og Franklin Stahl vokste E. coli i et kulturmedium som inneholder tung N - 15 næringsstoffer. De deretter overført bakterien til medier som inneholder lysere N -14 isotopen , og sentrifugeres DNA fra disse bakteriene en generasjon og to generasjoner senere . Tettheten av DNA i datterceller ble mellomprodukt. Gjennom dette resultatet , demonstrerte Meselson - Stahl eksperimentet at DNA replikasjon produserer to eksemplarer, som hver inneholder en original tråd som fungerer som en mal for den nye tråden .
Forurensning

forholdet av N -15 N- 14 er ofte høyere i kloakk og jordbruksavfall enn in belastningene . Som avstanden fra en kloakk kilde øker, dette andelen gradvis trender mot normale verdier for det marine miljøet. Forskere kan bruke denne forskjellen å kartlegge kloakk fjær , og å fastslå opprinnelsen av overflødig nitrogen i marine miljøer. Disse teknikkene er viktige fordi overflødig nitrogen bidrar til skadelige algeoppblomstringer i kystnære farvann .
Grunnvann

Høye konsentrasjoner av nitrat i grunnvannet kan være skadelig for mennesker , så å spore disse forurensninger er en sak av spesiell bekymring. Avhengig av banen de tar for å nå lokale bekker , kan nitrater bryte ned gjennom handling av denitrifying bakterier , slik at forskere kan bruke lokale konsentrasjoner av isotoper for å spore hva som skjer med nitrater i grunnvann (f.eks , om de ender opp i lokale bekker , den rute de tar for å nå disse bekker og så videre ) . Som med sjøvann , kan de også bruke isotopratene å identifisere opprinnelsen til denne forurensningen .
Økologi

For å forstå økosystemene , økologer trenger å vite hvor organismer utlede sine næringsstoffer , og hastigheten på hvilke næringsstoffer sykle gjennom økosystemet. Fordi nitrogen er et essensielt næringsmiddel, og levende organismer fortrinnsvis gjør bruk av N -14 isotop, N- 14 N- 15 forholdet er forskjellig i forskjellige deler av næringskjeden . Økologer kan bruke disse dataene til å spore nitrogen gjennom et økosystem .