Isotopic labeling
আইসোটোপিক লেবেলিং (বা আইসোটোপিক লেবেলিং) একটি কৌশল যা একটি প্রতিক্রিয়া, বিপাকীয় পথ বা কোষের মাধ্যমে একটি আইসোটোপ (নিউট্রন গণনায় সনাক্তযোগ্য বৈচিত্র্য সহ একটি পরমাণু) এর উত্তরণ ট্র্যাক করতে ব্যবহৃত হয়। প্রতিক্রিয়াশীলকে তাদের আইসোটোপ দ্বারা নির্দিষ্ট পরমাণু প্রতিস্থাপন করে 'লেবেল' করা হয়। প্রতিক্রিয়াশীলকে তারপর বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে দেওয়া হয়। পণ্যগুলিতে আইসোটোপগুলির অবস্থান পরিমাপ করা হয় আইসোটোপিক পরমাণু প্রতিক্রিয়া বা কোষের বিপাকীয় পথে অনুসরণ করা ক্রম নির্ধারণ করতে। আইসোটোপিক লেবেলিং-এ ব্যবহৃত নিউক্লাইডগুলি স্থিতিশীল নিউক্লাইড বা রেডিওনিউক্লাইড হতে পারে। পরের ক্ষেত্রে, লেবেলিংকে রেডিওলেবেলিং বলা হয়। আইসোটোপিক লেবেলিং-এ, লেবেলিং আইসোটোপগুলির উপস্থিতি সনাক্ত করার একাধিক উপায় রয়েছে; তাদের ভর, কম্পন মোড বা তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের মাধ্যমে। মাস স্পেকট্রোমেট্রি একটি আইসোটোপের ভরের পার্থক্য সনাক্ত করে, অন্যদিকে ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি আইসোটোপের কম্পনশীল মোডের পার্থক্য সনাক্ত করে। নিউক্লিয়ার চৌম্বকীয় অনুরণন বিভিন্ন জাইরোম্যাগনেটিক অনুপাত সহ পরমাণু সনাক্ত করে। তেজস্ক্রিয় ক্ষয় একটি আয়নীকরণ চেম্বার বা জেলের অটোরেডিওগ্রাফের মাধ্যমে সনাক্ত করা যেতে পারে। আইসোটোপিক লেবেলিং ব্যবহারের একটি উদাহরণ হল সাধারণ হাইড্রোজেন (প্রোটিয়াম) কে ডিউটেরিয়াম (ডিউটেরিয়াম লেবেলিং) দিয়ে প্রতিস্থাপন করে জলে ফেনলের (সি6এইচ5ওএইচ) অধ্যয়ন। ডিউটারেটেড জলে ফেনল যোগ করার পরে (স্বাভাবিক H2O ছাড়াও D2O ধারণকারী জল), হাইড্রোজেনের জন্য ডিউটেরিয়ামের প্রতিস্থাপন ফেনলের হাইড্রক্সিল গ্রুপে দেখা যায় (যার ফলে C6H5OD হয়), যা ইঙ্গিত করে যে ফেনল সহজেই জলের সাথে হাইড্রোজেন-বিনিময় প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। শুধুমাত্র হাইড্রক্সিল গ্রুপ প্রভাবিত হয়, যা নির্দেশ করে যে অন্যান্য 5টি হাইড্রোজেন পরমাণু বিনিময় বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না। আইসোটোপিক ট্রেসার একটি আইসোটোপিক ট্রেসার, (এছাড়াও "আইসোটোপিক মার্কার" বা "আইসোটোপিক লেবেল"), রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া এবং মিথস্ক্রিয়া বুঝতে সাহায্য করার জন্য রসায়ন এবং জৈব রসায়নে ব্যবহৃত হয়। এই কৌশলে, আগ্রহের অণুর এক বা একাধিক পরমাণু একই রাসায়নিক উপাদানের একটি পরমাণুর জন্য প্রতিস্থাপিত হয়, তবে একটি ভিন্ন আইসোটোপের (যেমন তেজস্ক্রিয় ট্রেসিংয়ে ব্যবহৃত তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ)। যেহেতু লেবেলযুক্ত পরমাণুতে একই সংখ্যক প্রোটন থাকে, তাই এটি তার লেবেলবিহীন প্রতিরূপের মতো প্রায় একইভাবে আচরণ করবে এবং কয়েকটি ব্যতিক্রম ছাড়া, তদন্তের অধীনে প্রতিক্রিয়ায় হস্তক্ষেপ করবে না। নিউট্রনের সংখ্যার পার্থক্যের অর্থ হল এটি একই মৌলের অন্যান্য পরমাণু থেকে আলাদাভাবে সনাক্ত করা যেতে পারে। পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন (এন. এম. আর) এবং ভর বর্ণালী (এম. এস) রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রক্রিয়াগুলি অনুসন্ধান করতে ব্যবহৃত হয়। এন. এম. আর এবং এম. এস আইসোটোপিক পার্থক্য সনাক্ত করে, যা পণ্যের কাঠামোতে লেবেলযুক্ত পরমাণুর অবস্থান সম্পর্কে তথ্য নির্ধারণ করতে দেয়। পণ্যগুলিতে আইসোটোপিক পরমাণুর অবস্থান সম্পর্কে তথ্যের সাহায্যে, প্রাথমিক বিপাকগুলি পণ্যগুলিতে রূপান্তরিত হওয়ার জন্য যে প্রতিক্রিয়া পথ ব্যবহার করে তা নির্ধারণ করা যেতে পারে। তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলি জেল ইলেক্ট্রোফোরেসিসে জেলের অটোরেডিওগ্রাফ ব্যবহার করে পরীক্ষা করা যেতে পারে। তেজস্ক্রিয় আইসোটোপযুক্ত যৌগগুলি দ্বারা নির্গত বিকিরণ ফটোগ্রাফিক ফিল্মের একটি অংশকে অন্ধকার করে দেয়, জেলের মধ্যে একে অপরের তুলনায় লেবেলযুক্ত যৌগগুলির অবস্থান রেকর্ড করে। আইসোটোপ ট্রেসারগুলি সাধারণত আইসোটোপ অনুপাতের আকারে ব্যবহৃত হয়। একই মৌলের দুটি আইসোটোপের মধ্যে অনুপাত অধ্যয়ন করে, আমরা উপাদানটির সামগ্রিক প্রাচুর্যের সাথে জড়িত প্রভাবগুলি এড়িয়ে চলি, যা সাধারণত আইসোটোপিক প্রাচুর্যের অনেক ছোট বৈচিত্র্যকে জলাভূমি করে দেয়। আইসোটোপিক ট্রেসারগুলি ভূতত্ত্বের কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম কারণ এগুলি পৃথিবীর সিস্টেমে জটিল মিশ্রণ প্রক্রিয়া বোঝার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ভূবিজ্ঞানে আইসোটোপিক ট্রেসারের প্রয়োগ সম্পর্কে আরও আলোচনা আইসোটোপ ভূ-রসায়নের শিরোনামে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। আইসোটোপিক ট্রেসারগুলি সাধারণত দুটি বিভাগে বিভক্ত করা হয়ঃ স্থিতিশীল আইসোটোপ ট্রেসার এবং রেডিওজেনিক আইসোটোপ ট্রেসার। স্থিতিশীল আইসোটোপ ট্রেসারগুলিতে শুধুমাত্র অ-তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ জড়িত থাকে এবং সাধারণত ভর-নির্ভর হয়। তত্ত্বগতভাবে, দুটি স্থিতিশীল আইসোটোপ সহ যে কোনও উপাদানকে আইসোটোপিক ট্রেসার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, সর্বাধিক ব্যবহৃত স্থিতিশীল আইসোটোপ ট্রেসারগুলি তুলনামূলকভাবে হালকা আইসোটোপগুলির সাথে জড়িত, যা প্রাকৃতিক সিস্টেমে সহজেই ভগ্নাংশের মধ্য দিয়ে যায়। আরও দেখুন আইসোটোপিক স্বাক্ষর। একটি রেডিওজেনিক আইসোটোপ ট্রেসার তেজস্ক্রিয় ক্ষয় দ্বারা উত্পাদিত একটি আইসোটোপ জড়িত, যা সাধারণত একটি অ-রেডিওজেনিক আইসোটোপের অনুপাতে থাকে (যার প্রাচুর্য তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের কারণে পরিবর্তিত হয় না)। স্থিতিশীল আইসোটোপ লেবেলিং স্থিতিশীল আইসোটোপ লেবেলিং অ-তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলির ব্যবহার জড়িত যা বেশ কয়েকটি রাসায়নিক এবং জৈব রাসায়নিক ব্যবস্থার মডেল হিসাবে ব্যবহৃত ট্রেসার হিসাবে কাজ করতে পারে। নির্বাচিত আইসোটোপ সেই যৌগের উপর একটি লেবেল হিসাবে কাজ করতে পারে যা পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন (এন. এম. আর) এবং ভর বর্ণালী (এম. এস) এর মাধ্যমে চিহ্নিত করা যেতে পারে। কিছু সাধারণ স্থিতিশীল আইসোটোপ হল 2H, 13C এবং 15N, যা আরও এন. এম. আর দ্রাবক, অ্যামিনো অ্যাসিড, নিউক্লিক অ্যাসিড, লিপিড, সাধারণ বিপাক এবং কোষ বৃদ্ধির মাধ্যমে তৈরি করা যেতে পারে। স্থিতিশীল আইসোটোপ ব্যবহার করে উৎপাদিত যৌগগুলি লেবেলযুক্ত আইসোটোপগুলির শতাংশ দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয় (অর্থাৎ। 30 শতাংশ অভিন্নভাবে লেবেলযুক্ত 13সি গ্লুকোজে এমন একটি মিশ্রণ থাকে যা 30 শতাংশ কার্বন আইসোটোপ এবং 70 শতাংশ প্রাকৃতিকভাবে লেবেলযুক্ত কার্বন দিয়ে লেবেলযুক্ত) অথবা যৌগের উপর বিশেষভাবে লেবেলযুক্ত কার্বন অবস্থান দ্বারা (অর্থাৎ। 1-13 সি গ্লুকোজ যা গ্লুকোজের প্রথম কার্বন অবস্থানে লেবেল করা হয়)। গ্লাইকোলাইসিস পথ এবং পেন্টোজ ফসফেট পথ থেকে গৃহীত প্রতিক্রিয়াগুলির একটি নেটওয়ার্ক দেখানো হয়েছে যেখানে লেবেলযুক্ত কার্বন আইসোটোপ প্রতিক্রিয়াগুলির নেটওয়ার্ক জুড়ে বিভিন্ন কার্বন অবস্থানে পুনর্বিন্যাস করে। নেটওয়ার্কটি ফ্রুক্টোজ 6-ফসফেট (এফ6পি) দিয়ে শুরু হয়, যার কার্বন অবস্থান 1 এবং 2-এ 13সি লেবেল সহ 6টি কার্বন পরমাণু রয়েছে। 1,2-13 C F6P দুটি গ্লিসারালডিহাইড 3-ফসফেট (G3P), একটি 2,3-13 C T3P এবং একটি লেবেলবিহীন T3P হয়ে যায়। 2,3-13 C T3P এখন সেডোহেপটুলোজ 7-ফসফেট (S7P) এর সাথে বিক্রিয়া করে একটি লেবেলবিহীন এরিথ্রোজ 4-ফসফেট (E4P) এবং একটি 5,6-13 C F6P গঠন করা যেতে পারে। লেবেলবিহীন টি3পি লেবেলবিহীন পণ্য সংশ্লেষ করতে এস7পি-র সঙ্গে বিক্রিয়া করবে। অবস্থান নির্দিষ্ট লেবেলযুক্ত যৌগগুলি ব্যবহার করে প্রতিক্রিয়াগুলির মাধ্যমে কার্বন পরমাণু পুনর্বিন্যাস আবিষ্কার করতে স্থিতিশীল আইসোটোপ লেবেলিংয়ের ব্যবহার চিত্রটি প্রদর্শন করে। স্থিতিশীল আইসোটোপ লেবেলিং ব্যবহার করে মেটাবলিক ফ্লাক্স বিশ্লেষণ (এম. এফ. এ) একটি কোষের মধ্যে বিপাকীয় পথ এবং প্রতিক্রিয়াগুলির মাধ্যমে নির্দিষ্ট উপাদানগুলির প্রবাহ ব্যাখ্যা করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার। একটি আইসোটোপিক লেবেল কোষে খাওয়ানো হয়, তারপর লেবেলযুক্ত ফিড ব্যবহার করে কোষকে বাড়তে দেওয়া হয়। স্থির বিপাকীয় প্রবাহ বিশ্লেষণের জন্য কোষকে অবশ্যই একটি স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছাতে হবে (আইসোটোপগুলি কোষে প্রবেশ এবং প্রস্থান সময়ের সাথে স্থির থাকে) বা একটি আধা-স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছাতে হবে (একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছানো হয়)। আউটপুট মেটাবোলাইটের আইসোটোপ প্যাটার্ন নির্ধারণ করা হয়। আউটপুট আইসোটোপ প্যাটার্ন মূল্যবান তথ্য সরবরাহ করে, যা প্রতিটি প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে প্রবাহের মাত্রা, প্রতিক্রিয়াশীল থেকে পণ্যগুলিতে রূপান্তরের হার খুঁজে বের করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। চিত্রটি একটি নির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে প্রবাহ নির্ধারণ করতে বিভিন্ন লেবেল ব্যবহার করার ক্ষমতা প্রদর্শন করে। ধরে নিন যে মূল মেটাবোলাইট, একটি তিনটি কার্বন যৌগ, এক প্রতিক্রিয়ায় দুটি কার্বন মেটাবোলাইট এবং একটি কার্বন মেটাবোলাইটে বিভক্ত হওয়ার ক্ষমতা রাখে তারপর পুনরায় একত্রিত হয় বা তিনটি কার্বন মেটাবোলাইট থেকে যায়। যদি বিক্রিয়াটি সমান অনুপাতে মেটাবোলাইটের দুটি আইসোটোপ দিয়ে সরবরাহ করা হয়, তবে একটি সম্পূর্ণ লেবেলযুক্ত (নীল বৃত্ত), যা সাধারণত অভিন্ন লেবেলযুক্ত হিসাবে পরিচিত, এবং একটি সম্পূর্ণ লেবেলবিহীন (সাদা বৃত্ত)। চিত্রের বাম দিকের নীচের পথটি বিপাকের কোনও পরিবর্তন প্রদর্শন করে না, অন্যদিকে ডান দিকটি বিভাজন এবং পুনর্মিলন দেখায়। যেমন দেখানো হয়েছে, যদি মেটাবোলাইট শুধুমাত্র বাম দিকের পথটি নিয়ে যায়, তবে এটি লেবেলবিহীন মেটাবোলাইটের সমান লেবেলযুক্ত 50-50 অনুপাতে থাকে। যদি মেটাবোলাইট শুধুমাত্র ডান দিক নেয় তবে নতুন লেবেলিং প্যাটার্ন ঘটতে পারে, সবগুলিই সমান অনুপাতে। মূল মেটাবোলাইটের কতটা পথের বাম দিক বনাম পথের ডান দিক অনুসরণ করে তার উপর নির্ভর করে অন্যান্য অনুপাত ঘটতে পারে। এখানে এমন একটি পরিস্থিতির জন্য অনুপাত দেখানো হয়েছে যেখানে বিপাকীয় পদার্থের অর্ধেক বাম দিকে এবং অর্ধেক ডান দিকে চলে যায়, তবে অন্যান্য অনুপাত ঘটতে পারে। একটি যৌগে লেবেলযুক্ত পরমাণু এবং লেবেলবিহীন পরমাণুর এই নিদর্শনগুলি আইসোটোপোমারদের প্রতিনিধিত্ব করে। ভিন্নভাবে চিহ্নিত মেটাবোলাইটের আইসোটোপোমার বিতরণ পরিমাপ করে, প্রতিটি প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে প্রবাহ নির্ধারণ করা যেতে পারে। এম. এফ. এ আইসোটোপ লেবেলিং থেকে সংগৃহীত তথ্যকে প্রতিটি প্রতিক্রিয়া, সীমাবদ্ধতার স্টোইকিওমেট্রি এবং একটি অপ্টিমাইজেশন পদ্ধতির সাথে একত্রিত করে একটি ফ্লাক্স মানচিত্র সমাধান করে। অপরিবর্তনীয় প্রতিক্রিয়াগুলি প্রবাহগুলি খুঁজে বের করার জন্য প্রয়োজনীয় তাপগতিবিদ্যার সীমাবদ্ধতা সরবরাহ করে। একটি ম্যাট্রিক্স তৈরি করা হয় যাতে প্রতিক্রিয়াগুলির স্টোইকিওমেট্রি থাকে। ইন্ট্রাসেলুলার ফ্লাক্সগুলি একটি পুনরাবৃত্তিমূলক পদ্ধতি ব্যবহার করে অনুমান করা হয় যেখানে সিমুলেটেড ফ্লাক্সগুলি স্টোইকিওমেট্রিক মডেলে প্লাগ করা হয়। সিমুলেটেড ফ্লাক্সগুলি একটি ফ্লাক্স মানচিত্রে প্রদর্শিত হয়, যা প্রতিটি বিক্রিয়ার জন্য বিক্রিয়াকারীদের উৎপাদনে রূপান্তরিত হওয়ার হার দেখায়। বেশিরভাগ ফ্লাক্স মানচিত্রে, তীর যত পুরু হবে, প্রতিক্রিয়ার ফ্লাক্স মান তত বড় হবে। আইসোটোপ লেবেলিং পরিমাপের কৌশল আইসোটোপোমারগুলির মধ্যে পার্থক্য পরিমাপের যে কোনও কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে। স্থিতিশীল আইসোটোপ লেবেলে ভর আইসোটোপোমার পরিমাপের জন্য দুটি প্রাথমিক পদ্ধতি, পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন (এন. এম. আর) এবং ভর বর্ণালী (এম. এস) তৈরি করা হয়েছে। প্রোটন এন. এম. আর ছিল 13সি-লেবেলিং পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত প্রথম কৌশল। এই পদ্ধতি ব্যবহার করে, একটি নির্দিষ্ট মেটাবোলাইট পুলের ভিতরে প্রতিটি একক প্রোটোনেটেড কার্বনের অবস্থান অন্যান্য অবস্থান থেকে আলাদাভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। এটি সেই নির্দিষ্ট অবস্থানে লেবেলযুক্ত আইসোটোপোমারদের শতাংশ জানতে সাহায্য করে। প্রোটন এন. এম. আর-এর সীমা হল যে, যদি একটি বিপাকীয় পদার্থে এন কার্বন পরমাণু থাকে, তবে কেবলমাত্র সর্বাধিক এন বিভিন্ন অবস্থানগত সমৃদ্ধকরণ মান থাকতে পারে, যা মোট আইসোটোপোমার তথ্যের একটি ছোট অংশ মাত্র। যদিও প্রোটন এন. এম. আর লেবেলিং-এর ব্যবহার সীমিত, তবে বিশুদ্ধ প্রোটন এন. এম. আর পরীক্ষা-নিরীক্ষা আরও বেশি আইসোটোপোমার তথ্যের সাথে পরীক্ষার তুলনায় মূল্যায়ন করা অনেক সহজ। প্রোটন এন. এম. আর ছাড়াও, 13সি এন. এম. আর কৌশল ব্যবহার করলে আইসোটোপোমারগুলির বিতরণ সম্পর্কে আরও বিস্তারিত ধারণা পাওয়া যাবে। একটি লেবেলযুক্ত কার্বন পরমাণু অণুর মধ্যে তার সরাসরি প্রতিবেশীদের লেবেলিং অবস্থার উপর নির্ভর করে বিভিন্ন হাইপারফাইন বিভাজন সংকেত তৈরি করবে। পার্শ্ববর্তী কার্বন পরমাণুগুলিকে লেবেল না করা হলে একটি একক শিখর উদ্ভূত হয়। শুধুমাত্র একটি পার্শ্ববর্তী কার্বন পরমাণু চিহ্নিত করা হলে একটি দ্বৈত শিখর উদ্ভূত হয়। দ্বৈত বিভাজনের আকার পার্শ্ববর্তী কার্বন পরমাণুর কার্যকরী গোষ্ঠীর উপর নির্ভর করে। যদি দুটি পার্শ্ববর্তী কার্বন পরমাণু চিহ্নিত করা হয়, তবে দ্বিগুণের দ্বিগুণ ত্রিগুণ হয়ে যেতে পারে যদি দ্বিগুণ বিভাজন সমান হয়। বিপাকীয় ফ্লাক্স বিশ্লেষণের উদ্দেশ্যে এন. এম. আর কৌশল ব্যবহারের অসুবিধা হল যে এটি অন্যান্য এন. এম. আর প্রয়োগের থেকে আলাদা কারণ এটি একটি বিশেষ শাখা। সমস্ত গবেষণা দলের জন্য একটি এন. এম. আর স্পেকট্রোমিটার সরাসরি উপলব্ধ নাও হতে পারে। এন. এম. আর পরিমাপের মাপকাঠির অনুকূলকরণ এবং শীর্ষ কাঠামোর যথাযথ বিশ্লেষণের জন্য একজন দক্ষ এন. এম. আর বিশেষজ্ঞের প্রয়োজন। কিছু মেটাবোলাইটে অতিরিক্ত আইসোটোপোমার তথ্য পাওয়ার জন্য বিশেষ পরিমাপ পদ্ধতিরও প্রয়োজন হতে পারে। উপরন্তু, বিশেষভাবে অভিযোজিত সফ্টওয়্যার সরঞ্জামগুলি শীর্ষ অঞ্চলের সঠিক পরিমাণ নির্ধারণের পাশাপাশি জড়িয়ে পড়া একক, ডবল এবং ট্রিপল শিখরগুলির পচন সনাক্ত করার জন্য প্রয়োজন। নিউক্লিয়ার চৌম্বকীয় অনুরণনের বিপরীতে, মাস স্পেকট্রোমেট্রি (এমএস) আরেকটি পদ্ধতি যা বিপাকীয় ফ্লাক্স বিশ্লেষণ পরীক্ষার জন্য আরও প্রযোজ্য এবং সংবেদনশীল। এমএস যন্ত্রগুলি বিভিন্ন রূপে পাওয়া যায়। দ্বিমাত্রিক পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন (2ডি-এনএমআর) থেকে আলাদা, এমএস যন্ত্রগুলি সরাসরি হাইড্রোলাইসেটের সাথে কাজ করে। গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রি (জিসি-এমএস)-তে, হাইড্রোলাইসেটের যৌগগুলিকে পৃথক করার জন্য এমএসকে একটি গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফের সাথে যুক্ত করা হয়। জিসি কলাম থেকে নির্গত যৌগগুলি তখন আয়নিত হয় এবং একই সাথে খণ্ডিত হয়। জিসি-এমএস ব্যবহারের সুবিধা হল যে শুধুমাত্র আণবিক আয়নগুলির ভর আইসোটোপোমারগুলি পরিমাপ করা হয় না, বরং বেশ কয়েকটি খণ্ডের ভর আইসোটোপোমার বর্ণালীও পরিমাপ করা হয়, যা পরিমাপ করা তথ্যকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। তরল ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রি (এলসি-এমএস)-তে, জিসি একটি তরল ক্রোমাটোগ্রাফ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। প্রধান পার্থক্য হল যে রাসায়নিক ব্যুৎপত্তি প্রয়োজন হয় না। তবে, এম. এফ. এ-তে এল. সি-এম. এস-এর প্রয়োগ বিরল। প্রতিটি ক্ষেত্রে, এমএস যন্ত্রগুলি একটি নির্দিষ্ট আইসোটোপোমার বিতরণকে তার আণবিক ওজন দ্বারা বিভক্ত করে। একটি নির্দিষ্ট মেটাবোলাইটের সমস্ত আইসোটোপোমার যা একই সংখ্যক লেবেলযুক্ত কার্বন পরমাণু ধারণ করে একটি শীর্ষ সংকেতে সংগ্রহ করা হয়। যেহেতু প্রতিটি আইসোটোপোমার এমএস বর্ণালীতে ঠিক একটি শিখরে অবদান রাখে, তাই প্রতিটি শিখরের জন্য শতাংশ মান গণনা করা যেতে পারে, যা ভর আইসোটোপোমার ভগ্নাংশ প্রদান করে। এন কার্বন পরমাণু সহ একটি মেটাবোলাইটের জন্য, এন + 1 পরিমাপ তৈরি করা হয়। স্বাভাবিককরণের পরে, ঠিক এন তথ্যমূলক ভর আইসোটোপোমার পরিমাণ থাকে। এমএস কৌশল ব্যবহারের অসুবিধা হল যে গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফির জন্য, আধানযুক্ত অণু পাওয়ার জন্য নমুনাটি অবশ্যই রাসায়নিক ব্যুৎপত্তি দ্বারা প্রস্তুত করতে হবে। নমুনা থেকে উদ্ভূত করার জন্য অসংখ্য যৌগ ব্যবহার করা হয়। এন, এন-ডাইমিথাইলফর্মামাইড ডাইমিথাইল অ্যাসিটাল (ডি. এম. এফ. ডি. এম. এ) এবং এন-(টার্ট-বিউটাইলডিমিথাইলসিলিল)-এন-মিথাইলট্রাইফ্লুওরোঅ্যাসিটামাইড (এম. টি. বি. এস. টি. এফ. এ) হল এমন দুটি যৌগ যা অ্যামিনো অ্যাসিড থেকে উদ্ভূত হতে ব্যবহৃত হয়েছে। উপরন্তু, শক্তিশালী আইসোটোপ প্রভাবগুলি জিসি কলামে ভিন্নভাবে লেবেলযুক্ত আইসোটোপোমারদের ধরে রাখার সময়কে প্রভাবিত করে। জিসি কলামের ওভারলোডিংও প্রতিরোধ করতে হবে। সবশেষে, কার্বন ব্যতীত অন্যান্য পরমাণুর প্রাকৃতিক প্রাচুর্যও ভর আইসোটোপোমার বর্ণালীতে ব্যাঘাত ঘটায়। উদাহরণস্বরূপ, অণুর প্রতিটি অক্সিজেন পরমাণু 17O আইসোটোপ এবং 18O আইসোটোপ হিসাবেও উপস্থিত থাকতে পারে। আইসোটোপগুলির প্রাকৃতিক প্রাচুর্যের আরও উল্লেখযোগ্য প্রভাব হল 29Si এবং 30Si আইসোটোপগুলির প্রাকৃতিক প্রাচুর্যের সাথে সিলিকনের প্রভাব। সি এমএস কৌশলগুলির জন্য উদ্ভূত এজেন্টগুলিতে ব্যবহৃত হয়। মানব খনিজ পুষ্টি গবেষণায় প্রয়োগ 1960-এর দশকে মানুষের মধ্যে খনিজ পুষ্টি এবং বিপাক অধ্যয়নের জন্য স্থিতিশীল আইসোটোপ ট্রেসারের ব্যবহার প্রথম রিপোর্ট করা হয়েছিল। যদিও কয়েক দশক আগে মানব পুষ্টি গবেষণায় রেডিওআইসোটোপ ব্যবহার করা হয়েছিল, স্থিতিশীল আইসোটোপগুলি একটি নিরাপদ বিকল্প উপস্থাপন করেছিল, বিশেষত যে বিষয়গুলির জন্য বিকিরণ এক্সপোজার সম্পর্কে উচ্চতর উদ্বেগ রয়েছে, যেমন। গর্ভবতী এবং স্তন্যদানকারী মহিলা এবং শিশুরা। স্থিতিশীল আইসোটোপ দ্বারা প্রদত্ত অন্যান্য সুবিধার মধ্যে রয়েছে কোনও উপযুক্ত রেডিওআইসোটোপ নেই এমন উপাদানগুলি অধ্যয়ন করার ক্ষমতা এবং দীর্ঘমেয়াদী ট্রেসার আচরণ অধ্যয়ন করার ক্ষমতা। এইভাবে স্থিতিশীল আইসোটোপগুলির ব্যবহার আইসোটোপ সমৃদ্ধ উপকরণ এবং অজৈব ভর স্পেকট্রোমিটারের ক্রমবর্ধমান উপলব্ধতার সাথে সাধারণ হয়ে ওঠে। রেডিওআইসোটোপগুলির পরিবর্তে স্থিতিশীল আইসোটোপগুলির ব্যবহারের বেশ কয়েকটি ত্রুটি রয়েছেঃ প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান খনিজকে বিঘ্নিত করার সম্ভাবনা সহ বৃহত্তর পরিমাণে ট্রেসারের প্রয়োজন হয়; বিশ্লেষণাত্মক নমুনা প্রস্তুতি আরও জটিল এবং ভর স্পেকট্রোমেট্রি যন্ত্রপাতি আরও ব্যয়বহুল; পুরো শরীর বা নির্দিষ্ট টিস্যুতে ট্রেসারের উপস্থিতি বাহ্যিকভাবে পরিমাপ করা যায় না। তা সত্ত্বেও, স্থিতিশীল আইসোটোপগুলিকে মানব অধ্যয়নের মান হিসাবে গড়ে তোলার সুবিধাগুলি প্রবল হয়েছে। বেশিরভাগ খনিজ যা মানুষের স্বাস্থ্যের জন্য প্রয়োজনীয় এবং পুষ্টি গবেষকদের বিশেষ আগ্রহের জন্য স্থিতিশীল আইসোটোপ রয়েছে, কিছু জৈবিক ট্রেসার হিসাবে তাদের কম প্রাকৃতিক প্রাচুর্যের কারণে উপযুক্ত। আয়রন, দস্তা, ক্যালসিয়াম, তামা, ম্যাগনেসিয়াম, সেলেনিয়াম এবং মলিবডেনাম হল স্থিতিশীল আইসোটোপযুক্ত প্রয়োজনীয় খনিজগুলির মধ্যে যা আইসোটোপ ট্রেসার পদ্ধতি প্রয়োগ করা হয়েছে। বিশেষ করে আয়রন, দস্তা এবং ক্যালসিয়াম নিয়ে ব্যাপক গবেষণা করা হয়েছে। খনিজ পুষ্টি/বিপাকের যে দিকগুলি অধ্যয়ন করা হয় তার মধ্যে রয়েছে শোষণ (গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্ট থেকে শরীরে), বিতরণ, সঞ্চয়, নিঃসরণ এবং এই প্রক্রিয়াগুলির গতিবিদ্যা। আইসোটোপ ট্রেসারগুলি মৌখিকভাবে (খাদ্য সহ বা ছাড়া, বা খনিজ পরিপূরক সহ) এবং/অথবা শিরায় দেওয়া হয়। আইসোটোপ সমৃদ্ধকরণ তারপর রক্তের প্লাজমা, এরিথ্রোসাইট, প্রস্রাব এবং/অথবা মলের মধ্যে পরিমাপ করা হয়। বুকের দুধ এবং অন্ত্রের উপাদানগুলিতেও সমৃদ্ধি পরিমাপ করা হয়েছে। ট্রেসার এক্সপেরিমেন্ট ডিজাইন কখনও কখনও খনিজগুলির মধ্যে তাদের বিপাকের পার্থক্যের কারণে পৃথক হয়। উদাহরণস্বরূপ, লোহা শোষণ সাধারণত এরিথ্রোসাইটগুলিতে ট্রেসারের অন্তর্ভুক্তি থেকে নির্ধারিত হয় যেখানে দস্তা বা ক্যালসিয়াম শোষণ প্লাজমা, প্রস্রাব বা মলের ট্রেসার উপস্থিতি থেকে পরিমাপ করা হয়। একটি একক গবেষণায় একাধিক আইসোটোপ ট্রেসারের প্রয়োগ সাধারণ, যা আরও নির্ভরযোগ্য পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার এবং বিপাকের একাধিক দিকের একযোগে তদন্তের অনুমতি দেয়। খাদ্য থেকে খনিজ শোষণের পরিমাপ, যা প্রায়শই জৈব প্রাপ্যতা হিসাবে বিবেচিত হয়, পুষ্টি গবেষণায় আইসোটোপ ট্রেসার পদ্ধতির সবচেয়ে সাধারণ প্রয়োগ। এই ধরনের গবেষণার উদ্দেশ্যগুলির মধ্যে রয়েছে খাদ্যের প্রকারের দ্বারা শোষণ কীভাবে প্রভাবিত হয় তার তদন্ত (যেমন। উদ্ভিদ বনাম প্রাণী উৎস, বুকের দুধ বনাম সূত্র), খাদ্যের অন্যান্য উপাদান (যেমন। ফাইটেট), রোগ এবং বিপাকীয় ব্যাধি (যেমন। পরিবেশগত আন্ত্রিক কর্মহীনতা), প্রজনন চক্র, ডায়েটে খনিজ পরিমাণ, দীর্ঘস্থায়ী খনিজ ঘাটতি, বিষয় বয়স এবং হোমিওস্ট্যাটিক প্রক্রিয়া। যখন এই ধরনের গবেষণার ফলাফল কোনও খনিজের জন্য পাওয়া যায়, তখন সেগুলি খনিজটির মানুষের শারীরবৃত্তীয় এবং খাদ্যাভ্যাসগত প্রয়োজনীয়তার অনুমানের ভিত্তি হিসাবে কাজ করতে পারে। খনিজ শোষণ এবং বিপাক পর্যবেক্ষণের উদ্দেশ্যে যখন ট্রেসারটি খাদ্যের সাথে দেওয়া হয়, তখন এটি একটি অভ্যন্তরীণ বা বাহ্যিক লেবেলের আকারে হতে পারে। একটি অভ্যন্তরীণ লেবেল হল আইসোটোপ যা উৎপাদনের সময় খাবারে প্রবর্তিত হয়, এইভাবে খাদ্যের প্রাকৃতিক খনিজ উপাদানকে সমৃদ্ধ করে, যেখানে বাহ্যিক লেবেলিং অধ্যয়নের সময় খাবারে ট্রেসার আইসোটোপ যোগ করাকে বোঝায়। যেহেতু এটি একটি খুব সময়সাপেক্ষ এবং ব্যয়বহুল পদ্ধতি, তাই অভ্যন্তরীণ লেবেলিং নিয়মিতভাবে ব্যবহার করা হয় না। বিভিন্ন খাবারের অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক লেবেলিং ব্যবহার করে শোষণের পরিমাপের তুলনা করা গবেষণাগুলি সাধারণত দুটি লেবেলিং পদ্ধতির মধ্যে ভাল সমঝোতা প্রদর্শন করেছে, এই অনুমানকে সমর্থন করে যে বাহ্যিক এবং প্রাকৃতিক খনিজগুলি মানুষের গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্টে একইভাবে পরিচালিত হয়। ম্যাস স্পেকট্রোমেট্রি দ্বারা আইসোটোপ অনুপাতের পরিমাপ, একটি রেফারেন্স আইসোটোপের সাথে ট্রেসার আইসোটোপের অনুপাত থেকে সমৃদ্ধকরণের পরিমাণ নির্ধারণ করা হয়। বিভিন্ন গবেষক সমৃদ্ধকরণের একাধিক সংজ্ঞা এবং গণনা গ্রহণ করেছেন। একযোগে একাধিক ট্রেসার ব্যবহার করা হলে সমৃদ্ধকরণের গণনা আরও জটিল হয়ে ওঠে। কারণ সমৃদ্ধ আইসোটোপ প্রস্তুতি কখনও আইসোটোপিকভাবে বিশুদ্ধ হয় না, অর্থাৎ। এগুলিতে সমস্ত উপাদানের আইসোটোপগুলি অস্বাভাবিক প্রাচুর্যে থাকে, একাধিক আইসোটোপ ট্রেসারের সমৃদ্ধকরণের গণনা অবশ্যই অন্যান্য ট্রেসারের উপস্থিতি দ্বারা প্রতিটি আইসোটোপ অনুপাতের বিশৃঙ্খলার জন্য দায়ী। খনিজ ঘাটতির প্রাদুর্ভাব এবং সম্পদ-দরিদ্র দেশগুলিতে মানুষের স্বাস্থ্য ও সুস্থতার উপর তাদের সমালোচনামূলক প্রভাবের কারণে, আন্তর্জাতিক পারমাণবিক শক্তি সংস্থা সম্প্রতি পশ্চিমা একাডেমিক কেন্দ্রগুলির বাইরে গবেষকদের কাছে এই জ্ঞান প্রচারের সুবিধার্থে স্থিতিশীল আইসোটোপ পদ্ধতির বিশদ এবং বিস্তৃত বিবরণ প্রকাশ করেছে। রেডিওআইসোটোপিক লেবেলিং হল একটি সিস্টেমের মাধ্যমে পদার্থের একটি নমুনার উত্তরণ ট্র্যাক করার একটি কৌশল। পদার্থটিকে তার রাসায়নিক গঠনে রেডিওনিউক্লাইড অন্তর্ভুক্ত করে "লেবেল" করা হয়। যখন এই ক্ষয় হয়, তখন তাদের দ্বারা নির্গত বিকিরণ সনাক্ত করে তাদের উপস্থিতি নির্ধারণ করা যেতে পারে। রেডিওআইসোটোপিক লেবেলিং হল আইসোটোপিক লেবেলিংয়ের একটি বিশেষ কেস। এই উদ্দেশ্যে, একটি বিশেষভাবে দরকারী ধরনের তেজস্ক্রিয় ক্ষয় হল পজিট্রন নির্গমন। যখন একটি পজিট্রন একটি ইলেক্ট্রনের সাথে সংঘর্ষ করে, তখন এটি দুটি উচ্চ-শক্তির ফোটন নির্গত করে যা সম্পূর্ণ বিপরীত দিকে ভ্রমণ করে। যদি পজিট্রন একটি কঠিন বস্তুর মধ্যে উৎপন্ন হয়, তবে এটি সম্ভবত এক মিলিমিটারের বেশি ভ্রমণ করার আগে এটি করতে পারে। যদি এই দুটি ফোটন সনাক্ত করা যায়, তবে ক্ষয়ের ঘটনার অবস্থান খুব সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যেতে পারে। কঠোরভাবে বলতে গেলে, রেডিওআইসোটোপিক লেবেলিং শুধুমাত্র এমন ক্ষেত্রে অন্তর্ভুক্ত যেখানে পরীক্ষাকারীদের দ্বারা তেজস্ক্রিয়তা কৃত্রিমভাবে প্রবর্তিত হয়, তবে কিছু প্রাকৃতিক ঘটনা অনুরূপ বিশ্লেষণ করার অনুমতি দেয়। বিশেষ করে, রেডিওমেট্রিক ডেটিং একটি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত নীতি ব্যবহার করে। প্রোটিওমিক্স-এ প্রয়োগ প্রোটিওমিক্স-এ, একটি জিনোম দ্বারা প্রকাশিত প্রোটিনের সম্পূর্ণ সেটের অধ্যয়ন, রোগগুলি চিহ্নিত করা বায়োমার্কারগুলি সেল কালচারে অ্যামিনো অ্যাসিড দ্বারা স্থিতিশীল আইসোটোপ লেবেলিং (এসআইএলএসি) ব্যবহার করতে পারে, যা প্রোটিনের মাত্রা অনুমান করতে ব্যবহৃত অ্যামিনো অ্যাসিডের আইসোটোপিক লেবেলযুক্ত ফর্ম সরবরাহ করে। প্রোটিন রিকম্বিনেন্টে, ম্যানিপুলেটেড প্রোটিন প্রচুর পরিমাণে উত্পাদিত হয় এবং আইসোটোপ লেবেলিং প্রাসঙ্গিক প্রোটিন পরীক্ষা করার একটি সরঞ্জাম। পদ্ধতিটি ছিল 13C বা 15N দিয়ে নির্বাচিতভাবে নিউক্লিয়াস সমৃদ্ধ করা বা তাদের থেকে 1H হ্রাস করা। নাইট্রোজেনের উৎস হিসাবে 15N-অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড ধারণকারী মাধ্যমের সাথে রিকম্বিনেন্টটি E.coli-এ প্রকাশ করা হবে। ফলস্বরূপ 15এন লেবেলযুক্ত প্রোটিনগুলি তখন স্থির ধাতব আকর্ষণ দ্বারা শুদ্ধ করা হয় এবং তাদের শতাংশ অনুমান করা হয়। লেবেলযুক্ত প্রোটিনের উৎপাদন বৃদ্ধি এবং আইসোটোপ লেবেলযুক্ত মাধ্যমের খরচ কমানোর জন্য, একটি বিকল্প পদ্ধতি প্রাথমিকভাবে লেবেলবিহীন মাধ্যম ব্যবহার করে কোষের ভরকে ন্যূনতম পরিমাণে লেবেলযুক্ত মাধ্যমে প্রবর্তনের আগে বৃদ্ধি করে। আইসোটোপ লেবেলিংয়ের আরেকটি প্রয়োগ হবে ডিএনএ সংশ্লেষণ পরিমাপের ক্ষেত্রে, যা হল ভিট্রোতে কোষের বিস্তার। কোষে সংশ্লেষণের প্যাটার্ন (বা ক্রম) তুলনা করতে এইচ3-থাইমাইডিন লেবেলিং ব্যবহার করে। প্রাকৃতিক ব্যবস্থায়, বিশেষ করে স্থলজ এবং জলজ পরিবেশে প্রক্রিয়াগুলি পরীক্ষা করার জন্য বাস্তুতন্ত্র প্রক্রিয়া বিশ্লেষণের জন্য আইসোটোপিক ট্রেসার ব্যবহার করা হয়। মৃত্তিকা বিজ্ঞানে নাইট্রোজেন সাইক্লিং অধ্যয়নের জন্য 15এন ট্রেসার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেখানে কার্বনের স্থিতিশীল এবং রেডিওআইসোটোপ যথাক্রমে 13সি এবং 14সি, জৈব যৌগের টার্নওভার এবং অটোট্রফ দ্বারা স্থিরকরণ অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, মার্শ এবং অন্যান্য। (2005) শক্তির উৎস (অ্যামোনিয়া জারণ) এবং কার্বন উৎস (কেমোআটোট্রফিক কার্বন স্থিরকরণ) উভয় হিসাবে অ্যামোনিয়া অক্সিডাইজার দ্বারা যৌগের ব্যবহার প্রদর্শন করতে দ্বৈত লেবেলযুক্ত (15এন-এবং 14সি) ইউরিয়া ব্যবহার করা হয়। ডিউটারেটেড জল একটি গাছ বা একটি বাস্তুতন্ত্রে জলের ভাগ্য এবং বয়সের সন্ধানের জন্যও ব্যবহৃত হয়। বিভিন্ন প্রক্রিয়া অধ্যয়নের জন্য সমুদ্রবিজ্ঞান ট্রেসারের প্রয়োগগুলিও সমুদ্রবিজ্ঞানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ব্যবহৃত আইসোটোপগুলি সাধারণত সুপ্রতিষ্ঠিত উৎস এবং গঠন ও ক্ষয়ের হারের সাথে প্রাকৃতিকভাবে ঘটে। তবে, নৃতাত্ত্বিক আইসোটোপগুলিও ব্যাপক সাফল্যের সঙ্গে ব্যবহার করা যেতে পারে। গবেষকরা সমুদ্রের ভৌত প্রক্রিয়া সম্পর্কে তথ্য অনুমান করতে বিভিন্ন স্থানে এবং সময়ে আইসোটোপিক অনুপাত পরিমাপ করেন। কণা পরিবহণ মহাসাগর কণা পরিবহনের একটি বিস্তৃত নেটওয়ার্ক। থোরিয়াম আইসোটোপ গবেষকদের পদার্থের উল্লম্ব এবং অনুভূমিক গতিবিধি বুঝতে সাহায্য করতে পারে। 234 তমের সমুদ্রে একটি ধ্রুবক, সু-সংজ্ঞায়িত উৎপাদন হার এবং 24 দিনের অর্ধ-জীবন রয়েছে। এই প্রাকৃতিক আইসোটোপ গভীরতার সাথে রৈখিকভাবে পরিবর্তিত হতে দেখা গেছে। অতএব, এই রৈখিক প্যাটার্নের যে কোনও পরিবর্তন কণাগুলির উপর 234 তম পরিবহনের জন্য দায়ী করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, কয়েক মিটার নিচে খুব উচ্চ মান সহ পৃষ্ঠের জলে কম আইসোটোপিক অনুপাত নিম্নমুখী দিকে একটি উল্লম্ব প্রবাহকে নির্দেশ করবে। উপরন্তু, থোরিয়াম আইসোটোপ একটি নির্দিষ্ট গভীরতার মধ্যে সনাক্ত করা যেতে পারে কণার পার্শ্বীয় পরিবহন বোঝার জন্য। স্থানীয় ব্যবস্থার মধ্যে সঞ্চালন, যেমন উপসাগর, মোহনা এবং ভূগর্ভস্থ জল, রেডিয়াম আইসোটোপ দিয়ে পরীক্ষা করা যেতে পারে। 223Ra-এর অর্ধ-জীবনকাল 11 দিন এবং নদী ও ভূগর্ভস্থ জলের উৎসগুলির নির্দিষ্ট স্থানে প্রাকৃতিকভাবে ঘটতে পারে। উৎস নদী থেকে জল একটি উপসাগর বা মোহনাতে প্রবেশ করার সাথে সাথে রেডিয়ামের আইসোটোপিক অনুপাত হ্রাস পাবে। বিভিন্ন স্থানে 223Ra এর পরিমাণ পরিমাপ করে, একটি সঞ্চালন প্যাটার্ন ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। এই একই সঠিক প্রক্রিয়াটি ভূগর্ভস্থ জলের গতিবিধি এবং নিষ্কাশন অধ্যয়নের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। বিশ্বব্যাপী সঞ্চালন অধ্যয়নের জন্য সীসার বিভিন্ন আইসোটোপ ব্যবহার করা যেতে পারে। বিভিন্ন মহাসাগর (অর্থাৎ। আটলান্টিক, প্রশান্ত মহাসাগরীয়, ভারতীয় ইত্যাদি) বিভিন্ন আইসোটোপিক স্বাক্ষর রয়েছে। বিভিন্ন মহাসাগরের মধ্যে পলল এবং পাথরের আইসোটোপিক অনুপাতের পার্থক্যের ফলে এটি ঘটে। যেহেতু সীসার বিভিন্ন আইসোটোপের অর্ধ-জীবনকাল 50-200 বছর, তাই পুরো মহাসাগর জুড়ে আইসোটোপিক অনুপাতের সমজাতীয়করণের জন্য পর্যাপ্ত সময় নেই। অতএব, বিভিন্ন মহাসাগরের সঞ্চালন অধ্যয়নের জন্য পিবি আইসোটোপিক অনুপাতের সুনির্দিষ্ট বিশ্লেষণ ব্যবহার করা যেতে পারে। টেকটোনিক প্রক্রিয়া এবং জলবায়ু পরিবর্তন অত্যন্ত দীর্ঘ অর্ধ-জীবন সহ আইসোটোপ এবং তাদের ক্ষয় পণ্যগুলি বহু মিলিয়ন বছরের প্রক্রিয়া যেমন টেকটনিক্স এবং চরম জলবায়ু পরিবর্তন অধ্যয়নের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, রুবিডিয়াম-স্ট্রনশিয়াম ডেটিং-এ, পৃথিবীর জীবদ্দশায় পরিবর্তনগুলি পরীক্ষা করার জন্য বরফ কোরের মধ্যে স্ট্রনশিয়ামের আইসোটোপিক অনুপাত (87Sr/86Sr) বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। বরফের মূল অংশের মধ্যে এই অনুপাতের পার্থক্য পৃথিবীর ভূ-রসায়নে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনের ইঙ্গিত দেয়। পারমাণবিক অস্ত্র সম্পর্কিত আইসোটোপগুলি প্রাকৃতিকভাবে উপস্থিত আইসোটোপগুলি ব্যবহার করে পূর্বোক্ত প্রক্রিয়াগুলি পরিমাপ করা যেতে পারে। তা সত্ত্বেও, নৃতাত্ত্বিক আইসোটোপগুলি সমুদ্রতাত্ত্বিক পরিমাপের জন্য অত্যন্ত কার্যকর। পারমাণবিক অস্ত্র পরীক্ষা বিশ্বের মহাসাগরগুলিতে অস্বাভাবিক আইসোটোপগুলির আধিক্য প্রকাশ করেছে। 3H, 129I এবং 137C সমুদ্রের জলে দ্রবীভূত অবস্থায় পাওয়া যায়, যেখানে 241Am এবং 238Pu কণার সঙ্গে সংযুক্ত থাকে। জলে দ্রবীভূত আইসোটোপগুলি বিশ্বব্যাপী সঞ্চালন অধ্যয়নে বিশেষভাবে কার্যকর। উদাহরণস্বরূপ, একটি মহাসাগরের মধ্যে পার্শ্বীয় আইসোটোপিক অনুপাতের পার্থক্য শক্তিশালী জলের সম্মুখভাগ বা জাইর নির্দেশ করতে পারে। বিপরীতভাবে, কণাগুলির সাথে সংযুক্ত আইসোটোপগুলি জলের কলামের মধ্যে ভর পরিবহন অধ্যয়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যাম বা পু-এর উচ্চ মাত্রা যখন গভীরতায় পর্যবেক্ষণ করা হয় তখন ডাউনওয়েলিং বা পৃষ্ঠে পর্যবেক্ষণ করা হলে আপওয়েলিং নির্দেশ করতে পারে। আইসোটোপিক লেবেলিং পদ্ধতি রাসায়নিক সংশ্লেষণ এনজাইম-মধ্যস্থ বিনিময় আইসোটোপিক লেবেল মিডিয়াতে রিকম্বিনেন্ট প্রোটিন এক্সপ্রেশন। আরও দেখুন জীববিজ্ঞানে রেডিওনিউক্লাইডের তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহার তেজস্ক্রিয় ট্রেসার আইসোটোপোমার আইসোটোপোলগ আইসোবারিক লেবেলিং আইসোটোপ ডাইল্যুশন ধাতব কার্বনিলের ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্কগুলি রেডিওলেবেল্ড যৌগগুলির সংশ্লেষণ লেবেলিং ল্যাবরেটরি কৌশল শারীরিক রসায়ন জৈব রসায়ন পদ্ধতি ভর স্পেকট্রোমেট্রি স্পেকট্রোস্কোপি পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞান