isotopfördelningar

Isotopfördelningar beskriver hur isotoper av ett grundämne förekommer i ett prov eller i naturen. Atomer som har samma atomnummer (Z) men olika massantal (A) kallas isotoper. Den naturliga isotopfördelningen anger de relativa andelarna av varje isotop och varierar mellan olika grundämnen; många element har flera stabila isotoper och ibland radioaktiva isotoper. Dessa fördelningar är viktiga för tolkning av kemiska och fysiska egenskaper samt för kvantifiering i analytisk kemi och geovetenskap.

I masspektrometri uppträder isotopfördelningen som en serie toppar i massspektrumet. Den mest framträdande toppen motsvarar molekylen med endast lätta isotoper (M0). Tunga isotoper såsom 13C, 15N, 18O och 2H ger M+1, M+2 och så vidare. Andelarna beror på antalet atomer av varje element i molekylen och deras naturliga isotopiska abundanser; med fler atomer blir isotopiska mönster mer komplexa.

Beräkningar av isotopfördelningar i molekyler kan göras med multinomial- eller binomialmodeller. Exempel: metan CH4 innehåller en kolatom, där 12C utgör cirka 98,9 % och 13C cirka 1,1 %. Därför är M0 ungefär 98,9 % och M+1 ungefär 1,1 %, medan M+2 och högre toppar är mycket små.

Användningar: isotopfördelningar används i isotopspårning och kvantifiering inom biomedicin, miljö- och geovetenskap, proteomik och metabolisk forskning. De ger information om ursprung, processer och tidsramar samt används som referens när naturliga eller märkta isotoper följs i analyser.