Carbono-13

Carbono-13

El carbono-13 (¹³C) és un isòtop estable natural del carbono i un dels isòtops ambientals, ya que forma part en una proporció de l'1,1 % de tot el carbono natural de la Terra. Servix per a medir el volum dels elements que es troben en la terra. El seu núcleu conté 6 protones i 7 neutrons.

Detecció per espectroscòpia NMR

Per les seues propietats dels spines nuclears, en un spin de +½, just com l'àtom d'hidrogen, este isòtop respon a una senyal resonante de radiofrecuencia (RF). L'absorció i emissió de la senyal RF pels núcleus atòmics pugues monitorearse i detectar-se usant espectroscòpia de resonància magnètica nuclear, més coneguda com espectroscòpia NMR. Esta és una tècnica que servix per a donar informació de l'identitat i número d'àtoms adjacents a atres àtoms en dita molècula, donant l'agrupació de l'estructura d'una molècula orgànica. Des de que ¹²C té "spin zero", no dona una senyal NMR, i solament el 1 % dels àtoms en una molècula són ¹³C, no és volgut que l'acoplament carbono-carbono es veja. Per a l'adquisició de l'espectre NMR de ¹³C es pot tardar d'uns minuts a vàries hores per la necessitat de moltes passades d'escàner per a conseguir resultats distinguibles del soroll nuclear de fondo de causes naturals.

En les proteïnes NMR biològica es pot deliberadament marcar en ¹³C (i usualment nitrogen-15) per a facilitar la determinació de l'estructura de les proteïnes.

Açò és activat per creiximent de microorganismes genèticament modificats per a expressar la proteïna en un mig de creiximent en glucosa marcada en ¹³C com a única font de carbono. En esta via, les proteïnes en un contingut de ¹³C del 100 % poden produir-se.

Detecció per espectrometria de masses

Un espectograma de massa d'un compost orgànic usualment contindrà un chicotet pic d'una unitat de massa més gran que l'aparent pic molecular de l'ion (M). Açò es coneix com el pic M+1 i s'origina per la presència d'àtoms ¹³C. Una molècula contenint un àtom de carbono s'esperarà que tinga un pic M+1 de approximadamente 1,1 % del tamany del pic M com eixe 1,1 % d'àtoms de carbono seran ¹³C més que ¹²C. Similarment una molècula en dos àtoms de carbono tindrà un pic M+1 d'aproximadament 2,2 % del tamany del pic M, sent doble per la completa provabilitat que la molècula continga un àtom ¹³C.

En lo de dalt s'han simplificat la matemàtica i la química, no obstant pot usar-se efectivament per a donar el número d'àtoms de carbono de molècules de tamany chicotet a mijà. En la següent fòrmula, el resultat deuria redonejar-se al sancer més propenc:

a on C és el número d'àtoms de C, X és l'amplitut del pic de l'ion M i I és l'amplitut del pic de ion M+1.

Els composts enriquits de ¹³C s'usen en estudis de processos metabòlics per mig de l'espectrometria de masses. Tals composts són segurs degut a que no són radioactivos. Ademés, el ¹³C s'usa per a quantificar proteïnes (proteómica quantitativa). Una atra important aplicació és marcar isòtops estables en aminoàcits en cultiu de cèlules (acrònim en anglés:SILAC).