Isotopic labeling
ஐசோடோபிக் லேபிளிங் (அல்லது ஐசோடோபிக் லேபிளிங்) என்பது ஒரு எதிர்வினை, வளர்சிதை மாற்ற பாதை அல்லது செல் வழியாக ஒரு ஐசோடோப்பின் (நியூட்ரான் எண்ணிக்கையில் கண்டறியக்கூடிய மாறுபாட்டைக் கொண்ட ஒரு அணு) பாதையைக் கண்காணிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு நுட்பமாகும். வினைபொருள் குறிப்பிட்ட அணுக்களை அவற்றின் ஐசோடோப்பால் மாற்றுவதன் மூலம் 'பெயரிடப்படுகிறது'. எதிர்வினை பின்னர் எதிர்வினைக்கு உட்படுத்த அனுமதிக்கப்படுகிறது. தயாரிப்புகளில் உள்ள ஐசோடோப்புகளின் நிலை எதிர்வினை அல்லது உயிரணுவின் வளர்சிதை மாற்ற பாதையில் பின்பற்றப்படும் ஐசோடோபிக் அணுவின் வரிசையை தீர்மானிக்க அளவிடப்படுகிறது. ஐசோடோபிக் லேபிளிங்கில் பயன்படுத்தப்படும் நியூக்ளைடுகள் நிலையான நியூக்ளைடுகள் அல்லது ரேடியோ நியூக்ளைடுகளாக இருக்கலாம். பிந்தைய வழக்கில், லேபிளிங் ரேடியோலேபிளிங் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஐசோடோபிக் லேபிளிங்கில், லேபிளிங் ஐசோடோப்புகளின் இருப்பைக் கண்டறிய பல வழிகள் உள்ளன; அவற்றின் நிறை, அதிர்வு முறை அல்லது கதிரியக்க சிதைவு மூலம். மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி ஒரு ஐசோடோப்பின் வெகுஜன வேறுபாட்டைக் கண்டறிகிறது, அதே நேரத்தில் அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஐசோடோப்பின் அதிர்வு முறைகளில் உள்ள வேறுபாட்டைக் கண்டறிகிறது. அணு காந்த அதிர்வு வெவ்வேறு கைரோ காந்த விகிதங்களைக் கொண்ட அணுக்களைக் கண்டறிகிறது. கதிரியக்க சிதைவை ஒரு அயனியாக்கம் அறை அல்லது ஜெல்களின் ஆட்டோராடியோகிராஃப்கள் மூலம் கண்டறிய முடியும். ஐசோடோபிக் லேபிளிங்கின் பயன்பாட்டிற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு, பொதுவான ஹைட்ரஜனை (புரோட்டியம்) டியூடேரியத்துடன் (டியூடேரியம் லேபிளிங்) மாற்றுவதன் மூலம் தண்ணீரில் உள்ள பினோல் (C6H5OH) பற்றிய ஆய்வு ஆகும். டியூட்டரேட்டட் நீரில் (வழக்கமான H2O உடன் கூடுதலாக D2O கொண்ட நீர்) பினோலைச் சேர்க்கும்போது, ஹைட்ரஜனுக்கு டியூட்டேரியம் மாற்றீடு பினோலின் ஹைட்ராக்சில் குழுவில் காணப்படுகிறது (இதன் விளைவாக C6H5OD ஏற்படுகிறது), இது பினோல் தண்ணீருடன் ஹைட்ரஜன்-பரிமாற்ற எதிர்வினைகளுக்கு எளிதில் உட்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. ஹைட்ராக்சில் குழு மட்டுமே பாதிக்கப்படுகிறது, இது மற்ற 5 ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் பரிமாற்ற எதிர்வினைகளில் பங்கேற்கவில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. ஐசோடோபிக் ட்ரேசர் ஒரு ஐசோடோபிக் ட்ரேசர், (மேலும் "ஐசோடோபிக் மார்க்கர்" அல்லது "ஐசோடோபிக் லேபிள்"), வேதியியல் மற்றும் உயிர்வேதியியலில் வேதியியல் எதிர்வினைகள் மற்றும் தொடர்புகளைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது. இந்த நுட்பத்தில், ஆர்வமுள்ள மூலக்கூறின் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுக்கள் ஒரே இரசாயன உறுப்பு கொண்ட ஒரு அணுவுக்கு மாற்றப்படுகின்றன, ஆனால் வேறுபட்ட ஐசோடோப்பின் (கதிரியக்க தடமறிதலில் பயன்படுத்தப்படும் கதிரியக்க ஐசோடோப்பு போன்றவை). பெயரிடப்பட்ட அணு அதே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்டிருப்பதால், அது அதன் பெயரிடப்படாத எதிர்வினையைப் போலவே சரியாக செயல்படும், மேலும் சில விதிவிலக்குகளுடன், விசாரணையின் கீழ் உள்ள எதிர்வினையில் தலையிடாது. இருப்பினும், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் உள்ள வேறுபாடு, அதே தனிமத்தின் மற்ற அணுக்களிலிருந்து தனித்தனியாக அதைக் கண்டறிய முடியும் என்பதாகும். அணு காந்த அதிர்வு (என். எம். ஆர்) மற்றும் வெகுஜன நிறமாலை (எம். எஸ்) இரசாயன எதிர்வினைகளின் வழிமுறைகளை ஆராய பயன்படுத்தப்படுகின்றன. என்எம்ஆர் மற்றும் எம்எஸ் ஐசோடோபிக் வேறுபாடுகளைக் கண்டறிகின்றன, இது தயாரிப்புகளின் கட்டமைப்பில் பெயரிடப்பட்ட அணுக்களின் நிலை குறித்த தகவல்களை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது. தயாரிப்புகளில் ஐசோடோபிக் அணுக்களின் நிலைப்பாட்டைப் பற்றிய தகவல்களுடன், ஆரம்ப வளர்சிதை மாற்றங்கள் தயாரிப்புகளாக மாற்றுவதற்கு பயன்படுத்தும் எதிர்வினை பாதையை தீர்மானிக்க முடியும். கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளை ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸில் உள்ள ஜெல்களின் ஆட்டோராடியோகிராஃப்களைப் பயன்படுத்தி சோதிக்கலாம். கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளைக் கொண்ட சேர்மங்களால் வெளிப்படும் கதிர்வீச்சு புகைப்படப் படலத்தின் ஒரு பகுதியை இருண்டதாக்குகிறது, இது ஜெல்லில் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடைய பெயரிடப்பட்ட சேர்மங்களின் நிலையை பதிவு செய்கிறது. ஐசோடோப்பு தடமறிதல்கள் பொதுவாக ஐசோடோப்பு விகிதங்களின் வடிவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரே தனிமத்தின் இரண்டு ஐசோடோப்புகளுக்கிடையேயான விகிதத்தைப் படிப்பதன் மூலம், தனிமத்தின் ஒட்டுமொத்த மிகுதியை உள்ளடக்கிய விளைவுகளைத் தவிர்க்கிறோம், இது பொதுவாக ஐசோடோபிக் மிகுதிகளில் உள்ள மிகச் சிறிய மாறுபாடுகளை சதுப்பு நிலமாக்குகிறது. ஐசோடோபிக் ட்ரேசர்கள் புவியியலில் மிக முக்கியமான கருவிகளில் சிலவாகும், ஏனெனில் அவை பூமி அமைப்புகளில் சிக்கலான கலவை செயல்முறைகளைப் புரிந்துகொள்ள பயன்படுத்தப்படலாம். புவியியலில் ஐசோடோபிக் ட்ரேசர்களின் பயன்பாடு பற்றிய மேலும் விவாதம் ஐசோடோப் புவி வேதியியல் என்ற தலைப்பின் கீழ் உள்ளடக்கப்பட்டுள்ளது. ஐசோடோபிக் தடமறிதல்கள் பொதுவாக இரண்டு பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றனஃ நிலையான ஐசோடோப்பு தடமறிதல்கள் மற்றும் கதிரியக்க ஐசோடோப்பு தடமறிதல்கள். நிலையான ஐசோடோப்பு தடமறிதல்கள் ரேடியோஜெனிக் அல்லாத ஐசோடோப்புகளை மட்டுமே உள்ளடக்கியது மற்றும் பொதுவாக வெகுஜன-சார்ந்தவை. கோட்பாட்டில், இரண்டு நிலையான ஐசோடோப்புகளைக் கொண்ட எந்த உறுப்பும் ஐசோடோபிக் ட்ரேசராகப் பயன்படுத்தப்படலாம். இருப்பினும், மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் நிலையான ஐசோடோப்பு தடமறிதல்கள் ஒப்பீட்டளவில் ஒளி ஐசோடோப்புகளை உள்ளடக்கியது, அவை இயற்கையான அமைப்புகளில் எளிதில் பிரிவினைக்கு உட்படுகின்றன. ஐசோடோபிக் கையொப்பத்தையும் பார்க்கவும். ஒரு கதிரியக்க ஐசோடோப்பு தடமறிதல் என்பது கதிரியக்க சிதைவால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒரு ஐசோடோப்பை உள்ளடக்கியது, இது பொதுவாக கதிர்வீச்சு அல்லாத ஐசோடோப்புடன் விகிதத்தில் இருக்கும் (கதிரியக்க சிதைவு காரணமாக பூமியில் அதன் மிகுதியானது மாறுபடாது). நிலையான ஐசோடோப்பு லேபிளிங் நிலையான ஐசோடோப்பு லேபிளிங் என்பது கதிரியக்கமற்ற ஐசோடோப்புகளின் பயன்பாட்டை உள்ளடக்கியது, அவை பல இரசாயன மற்றும் உயிர்வேதியியல் அமைப்புகளை மாதிரியாக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் தடமறிதல்களாக செயல்பட முடியும். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஐசோடோப்பு அணு காந்த அதிர்வு (என். எம். ஆர்) மற்றும் வெகுஜன நிறமாலை (எம். எஸ்) மூலம் அடையாளம் காணக்கூடிய அந்த சேர்மத்தின் மீது ஒரு முத்திரையாக செயல்பட முடியும். மிகவும் பொதுவான நிலையான ஐசோடோப்புகளில் சில 2H, 13C மற்றும் 15N ஆகும், அவை மேலும் என். எம். ஆர் கரைப்பான்கள், அமினோ அமிலங்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள், கொழுப்புகள், பொதுவான வளர்சிதை மாற்றங்கள் மற்றும் செல் வளர்ச்சி ஊடகங்களில் உற்பத்தி செய்யப்படலாம். நிலையான ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்படும் சேர்மங்கள் பெயரிடப்பட்ட ஐசோடோப்புகளின் சதவீதத்தால் குறிப்பிடப்படுகின்றன (அதாவது. 30 சதவீதம் ஒரே மாதிரியாக பெயரிடப்பட்ட 13சி குளுக்கோஸ், 13 கார்பன் ஐசோடோப்புகளுடன் 30 சதவீதம் பெயரிடப்பட்ட ஒரு கலவையைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் 70 சதவீதம் இயற்கையாகவே பெயரிடப்பட்ட கார்பன்) அல்லது கலவையின் மீது குறிப்பாக பெயரிடப்பட்ட கார்பன் நிலைகளால் (அதாவது. 1-13 சி குளுக்கோஸ் இது குளுக்கோஸின் முதல் கார்பன் நிலையில் பெயரிடப்பட்டுள்ளது). கிளைகோலிசிஸ் பாதை மற்றும் பெண்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதையிலிருந்து ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட எதிர்வினைகளின் நெட்வொர்க் காட்டப்பட்டுள்ளது, இதில் பெயரிடப்பட்ட கார்பன் ஐசோடோப்பு எதிர்வினைகளின் நெட்வொர்க் முழுவதும் வெவ்வேறு கார்பன் நிலைகளுக்கு மறுசீரமைக்கப்படுகிறது. நெட்வொர்க் பிரக்டோஸ் 6-பாஸ்பேட் (F6P) உடன் தொடங்குகிறது, இது கார்பன் நிலை 1 மற்றும் 2 இல் 13C என்ற லேபிளுடன் 6 கார்பன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. 1,2-13 C F6P இரண்டு கிளைசெரால்டிஹைட் 3-பாஸ்பேட் (G3P), ஒரு 2,3-13 C T3P மற்றும் ஒரு பெயரிடப்படாத T3P ஆக மாறுகிறது. 2,3-13 C T3P இப்போது செடோஹெப்டுலோஸ் 7-பாஸ்பேட் (S7P) உடன் வினைபுரிந்து பெயரிடப்படாத எரித்ரோஸ் 4-பாஸ்பேட் (E4P) மற்றும் ஒரு 5,6-13 C F6P ஐ உருவாக்க முடியும். பெயரிடப்படாத T3P ஆனது S7P உடன் வினைபுரிந்து பெயரிடப்படாத தயாரிப்புகளை ஒருங்கிணைக்கும். நிலை குறிப்பிட்ட பெயரிடப்பட்ட சேர்மங்களைப் பயன்படுத்தி எதிர்வினைகள் மூலம் கார்பன் அணு மறுசீரமைப்பைக் கண்டறிய நிலையான ஐசோடோப் லேபிளிங்கின் பயன்பாட்டை இந்த படம் நிரூபிக்கிறது. நிலையான ஐசோடோப்பு லேபிளிங்கைப் பயன்படுத்தி வளர்சிதை மாற்றப் பாய்வு பகுப்பாய்வு (எம். எஃப். ஏ) நிலையான ஐசோடோப்பு லேபிளிங்கைப் பயன்படுத்தி ஒரு உயிரணுக்குள் வளர்சிதை மாற்றப் பாதைகள் மற்றும் எதிர்வினைகள் மூலம் சில கூறுகளின் பாய்ச்சலை விளக்குவதற்கான ஒரு முக்கியமான கருவியாகும். ஒரு ஐசோடோபிக் லேபிள் செல்லுக்கு ஊட்டப்படுகிறது, பின்னர் பெயரிடப்பட்ட ஊட்டத்தைப் பயன்படுத்தி செல் வளர அனுமதிக்கப்படுகிறது. நிலையான வளர்சிதை மாற்றப் பாய்வு பகுப்பாய்விற்கு உயிரணு ஒரு நிலையான நிலையை அடைய வேண்டும் (உயிரணுக்குள் நுழையும் மற்றும் வெளியேறும் ஐசோடோப்புகள் காலப்போக்கில் நிலையானதாக இருக்கும்) அல்லது ஒரு அரை-நிலையான நிலை (ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு நிலையான நிலையை அடைகிறது). வெளியீட்டு வளர்சிதை மாற்றத்தின் ஐசோடோப்பு முறை தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வெளியீட்டு ஐசோடோப்பு முறை மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்குகிறது, இது ஒவ்வொரு எதிர்வினையின் மூலமும் ஃப்ளக்ஸின் அளவு, எதிர்வினைகளிலிருந்து தயாரிப்புகளுக்கு மாற்றும் விகிதத்தைக் கண்டறிய பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட எதிர்வினை மூலம் பாய்ச்சலைத் தீர்மானிக்க வெவ்வேறு லேபிள்களைப் பயன்படுத்தும் திறனை இந்த உருவம் நிரூபிக்கிறது. அசல் வளர்சிதை மாற்றமான மூன்று கார்பன் சேர்மம், ஒரு எதிர்வினையில் இரண்டு கார்பன் வளர்சிதை மாற்றமாகவும் ஒரு கார்பன் வளர்சிதை மாற்றமாகவும் பிரிந்து பின்னர் மீண்டும் இணைக்கும் அல்லது மூன்று கார்பன் வளர்சிதை மாற்றமாக இருக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது என்று வைத்துக்கொள்வோம். எதிர்வினை சம விகிதத்தில் வளர்சிதை மாற்றத்தின் இரண்டு ஐசோடோப்புகளுடன் வழங்கப்பட்டால், ஒன்று முழுமையாக பெயரிடப்பட்டது (நீல வட்டங்கள்), பொதுவாக ஒரே மாதிரியாக பெயரிடப்பட்டது என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒன்று முற்றிலும் பெயரிடப்படாதது (வெள்ளை வட்டங்கள்). வரைபடத்தின் இடது பக்கத்திற்கு கீழே உள்ள பாதை வளர்சிதை மாற்றங்களில் எந்த மாற்றத்தையும் காட்டாது, அதே நேரத்தில் வலது பக்கம் பிளவு மற்றும் மறுசீரமைப்பைக் காட்டுகிறது. காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வளர்சிதை மாற்றம் இடது பக்கத்திலிருந்து கீழே செல்லும் பாதையை மட்டுமே எடுத்துக் கொண்டால், அது பெயரிடப்படாத வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு ஒரே மாதிரியாக பெயரிடப்பட்ட 50-50 விகிதத்தில் இருக்கும். மெட்டபாலைட் வலது பக்கத்தை மட்டுமே எடுத்துக் கொண்டால், புதிய லேபிளிங் வடிவங்கள் ஏற்படலாம், அனைத்தும் சம விகிதத்தில் இருக்கும். பாதையின் வலது பக்கத்திற்கு எதிராக பாதையின் இடது பக்கத்தைப் பின்பற்றும் அசல் வளர்சிதை மாற்றத்தின் அளவைப் பொறுத்து பிற விகிதாச்சாரங்கள் ஏற்படலாம். வளர்சிதை மாற்றங்களில் பாதி இடது பக்கத்தையும் பாதி வலது பக்கத்தையும் எடுக்கும் சூழ்நிலைக்கு இங்கே விகிதாச்சாரங்கள் காட்டப்படுகின்றன, ஆனால் மற்ற விகிதாச்சாரங்கள் ஏற்படலாம். ஒரு சேர்மத்தில் பெயரிடப்பட்ட அணுக்கள் மற்றும் பெயரிடப்படாத அணுக்களின் இந்த வடிவங்கள் ஐசோடோபோமர்களைக் குறிக்கின்றன. வேறுபட்ட பெயரிடப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றங்களின் ஐசோடோபோமர் விநியோகத்தை அளவிடுவதன் மூலம், ஒவ்வொரு எதிர்வினையின் வழியாகவும் பாய்வதை தீர்மானிக்க முடியும். எம். எஃப். ஏ ஐசோடோப் லேபிளிங்கிலிருந்து அறுவடை செய்யப்பட்ட தரவை ஒவ்வொரு எதிர்வினை, கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் உகப்பாக்கம் செயல்முறையின் ஸ்டோச்சியோமெட்ரியுடன் ஒருங்கிணைக்கிறது. மீளமுடியாத எதிர்வினைகள் ஃப்ளக்ஸ்களைக் கண்டறியத் தேவையான வெப்ப இயக்கவியல் கட்டுப்பாடுகளை வழங்குகின்றன. எதிர்வினைகளின் ஸ்டோச்சியோமெட்ரியைக் கொண்ட ஒரு அணி கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. இன்ட்ராசெல்லுலர் ஃப்ளக்ஸ் ஒரு மறு செய்கை முறையைப் பயன்படுத்தி மதிப்பிடப்படுகிறது, இதில் உருவகப்படுத்தப்பட்ட ஃப்ளக்ஸ் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் மாதிரியில் செருகப்படுகின்றன. உருவகப்படுத்தப்பட்ட ஃப்ளக்ஸ் ஒரு ஃப்ளக்ஸ் வரைபடத்தில் காட்டப்படுகின்றன, இது ஒவ்வொரு எதிர்வினையிலும் எதிர்வினைகள் தயாரிப்புகளாக மாற்றப்படும் விகிதத்தைக் காட்டுகிறது. பெரும்பாலான ஃப்ளக்ஸ் வரைபடங்களில், அம்பு அடர்த்தியாக இருந்தால், எதிர்வினையின் ஃப்ளக்ஸ் மதிப்பு பெரியதாக இருக்கும். ஐசோடோப் லேபிளிங் அளவீட்டு நுட்பங்கள் ஐசோடோபோமர்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டை அளவிடுவதற்கான எந்த நுட்பத்தையும் பயன்படுத்தலாம். இரண்டு முதன்மை முறைகள், அணு காந்த அதிர்வு (என். எம். ஆர்) மற்றும் வெகுஜன நிறமாலை (எம். எஸ்), நிலையான ஐசோடோப்பு லேபிளிங்கில் வெகுஜன ஐசோடோபோமர்களை அளவிடுவதற்காக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. புரோட்டான் என். எம். ஆர் என்பது 13 சி-லேபிளிங் சோதனைகளுக்கு பயன்படுத்தப்பட்ட முதல் நுட்பமாகும். இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி, ஒரு குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றக் குளத்திற்குள் உள்ள ஒவ்வொரு புரோட்டோனேற்றப்பட்ட கார்பன் நிலையையும் மற்ற நிலைகளிலிருந்து தனித்தனியாகக் காணலாம். இது அந்த குறிப்பிட்ட நிலையில் பெயரிடப்பட்ட ஐசோடோபோமர்களின் சதவீதத்தை அறிய அனுமதிக்கிறது. புரோட்டான் என். எம். ஆரின் வரம்பு என்னவென்றால், ஒரு வளர்சிதை மாற்றத்தில் n கார்பன் அணுக்கள் இருந்தால், அதிகபட்சமாக n வெவ்வேறு நிலை செறிவூட்டல் மதிப்புகள் மட்டுமே இருக்க முடியும், இது மொத்த ஐசோடோபோமர் தகவல்களில் ஒரு சிறிய பகுதியாகும். புரோட்டான் என். எம். ஆர் லேபிளிங்கின் பயன்பாடு மட்டுப்படுத்தப்பட்டதாக இருந்தாலும், தூய புரோட்டான் என். எம். ஆர் சோதனைகள் அதிக ஐசோடோபோமர் தகவல்களுடன் சோதனைகளை விட மதிப்பீடு செய்வது மிகவும் எளிதானது. புரோட்டான் என்எம்ஆர் தவிர, 13சி என்எம்ஆர் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது ஐசோடோபோமர்களின் பரவலைப் பற்றிய விரிவான பார்வையை அனுமதிக்கும். ஒரு பெயரிடப்பட்ட கார்பன் அணு மூலக்கூறில் அதன் நேரடி அண்டை நாடுகளின் பெயரிடல் நிலையைப் பொறுத்து வெவ்வேறு ஹைப்பர்ஃபைன் பிளவு சமிக்ஞைகளை உருவாக்கும். அண்டை கார்பன் அணுக்கள் பெயரிடப்படாவிட்டால் ஒரு ஒற்றை உச்சநிலை வெளிப்படுகிறது. ஒரு அண்டை கார்பன் அணு மட்டுமே பெயரிடப்பட்டால் ஒரு இரட்டை உச்சநிலை வெளிப்படுகிறது. இரட்டைப் பிரிவின் அளவு அண்டை கார்பன் அணுவின் செயல்பாட்டுக் குழுவைப் பொறுத்தது. இரண்டு அண்டை கார்பன் அணுக்கள் பெயரிடப்பட்டால், இரட்டைப் பிளவுகள் சமமாக இருந்தால் இரட்டைப் புள்ளிகள் மூன்று மடங்காக மாறக்கூடும். வளர்சிதை மாற்றப் பாய்வு பகுப்பாய்வு நோக்கங்களுக்காக என். எம். ஆர் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள குறைபாடுகள் என்னவென்றால், இது மற்ற என். எம். ஆர் பயன்பாடுகளிலிருந்து வேறுபட்டது, ஏனெனில் இது ஒரு சிறப்பு ஒழுக்கமாகும். ஒரு என். எம். ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் அனைத்து ஆராய்ச்சி குழுக்களுக்கும் நேரடியாக கிடைக்காமல் போகலாம். என்எம்ஆர் அளவீட்டு அளவுருக்களின் உகப்பாக்கம் மற்றும் உச்ச கட்டமைப்புகளின் சரியான பகுப்பாய்வு ஒரு திறமையான என்எம்ஆர் நிபுணர் தேவைப்படுகிறது. சில வளர்சிதை மாற்றங்களுக்கு கூடுதல் ஐசோடோபோமர் தரவைப் பெற சிறப்பு அளவீட்டு நடைமுறைகள் தேவைப்படலாம். கூடுதலாக, உச்ச பகுதிகளின் துல்லியமான அளவை தீர்மானிக்கவும், சிக்கியுள்ள ஒற்றை, இரட்டை மற்றும் மூன்று சிகரங்களின் சிதைவை அடையாளம் காணவும் விசேஷமாக மாற்றியமைக்கப்பட்ட மென்பொருள் கருவிகள் தேவைப்படுகின்றன. அணு காந்த அதிர்வுக்கு மாறாக, மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (எம். எஸ்) என்பது வளர்சிதை மாற்ற ஃப்ளக்ஸ் பகுப்பாய்வு சோதனைகளுக்கு மிகவும் பொருந்தக்கூடிய மற்றும் உணர்திறன் கொண்ட மற்றொரு முறையாகும். எம்எஸ் கருவிகள் பல்வேறு வகைகளில் கிடைக்கின்றன. இரு பரிமாண அணு காந்த அதிர்விலிருந்து (2டி-என்எம்ஆர்) வேறுபட்டு, எம்எஸ் கருவிகள் ஹைட்ரோலைசேட்டுடன் நேரடியாக வேலை செய்கின்றன. வாயு நிறமாலையியல்-நிறை நிறமாலையியல் (GC-MS) இல், ஹைட்ரோலைசேட்டின் சேர்மங்களைப் பிரிக்க MS ஒரு வாயு நிறமாலையியல் உடன் இணைக்கப்படுகிறது. GC நெடுவரிசையில் இருந்து வெளியேறும் சேர்மங்கள் பின்னர் அயனியாக்கப்பட்டு ஒரே நேரத்தில் துண்டிக்கப்படுகின்றன. ஜிசி-எம்எஸ்ஸைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மை என்னவென்றால், மூலக்கூறு அயனியின் வெகுஜன ஐசோடோபோமர்கள் அளவிடப்படுவது மட்டுமல்லாமல், பல துண்டுகளின் வெகுஜன ஐசோடோபோமர் ஸ்பெக்ட்ரமும் அளவிடப்படுகிறது, இது அளவிடப்பட்ட தகவல்களை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. திரவ குரோமடோகிராஃபி-மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரியில் (எல். சி-எம். எஸ்), ஜி. சி ஒரு திரவ குரோமடோகிராஃபி மூலம் மாற்றப்படுகிறது. முக்கிய வேறுபாடு என்னவென்றால், வேதியியல் வழித்தோன்றல் தேவையில்லை. இருப்பினும், எம். எஃப். ஏ-க்கு எல். சி-எம். எஸ்-இன் பயன்பாடுகள் அரிதானவை. ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும், எம்எஸ் கருவிகள் ஒரு குறிப்பிட்ட ஐசோடோபோமர் விநியோகத்தை அதன் மூலக்கூறு எடையால் பிரிக்கின்றன. ஒரே எண்ணிக்கையிலான பெயரிடப்பட்ட கார்பன் அணுக்களைக் கொண்ட ஒரு குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றத்தின் அனைத்து ஐசோடோபோமர்களும் ஒரு உச்ச சமிக்ஞையில் சேகரிக்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு ஐசோடோபோமரும் எம். எஸ் ஸ்பெக்ட்ரத்தில் சரியாக ஒரு உச்சத்திற்கு பங்களிக்கும் என்பதால், ஒவ்வொரு உச்சத்திற்கும் சதவீத மதிப்பைக் கணக்கிடலாம், இது வெகுஜன ஐசோடோபோமர் பின்னத்தை அளிக்கிறது. n கார்பன் அணுக்கள் கொண்ட ஒரு வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு, n + 1 அளவீடுகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இயல்பாக்கப்பட்ட பிறகு, சரியாக n தகவல் நிறை ஐசோடோபோமர் அளவுகள் உள்ளன. எம்எஸ் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள குறைபாடு என்னவென்றால், வாயு குரோமடோகிராஃபிக்கு, சார்ஜ் கொண்ட மூலக்கூறுகளைப் பெறுவதற்காக மாதிரியை வேதியியல் வழித்தோன்றல் மூலம் தயாரிக்க வேண்டும். மாதிரிகளை பெறுவதற்கு ஏராளமான சேர்மங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. என், என்-டைமெத்தில்ஃபார்மமைடு டைமெத்தில் அசிட்டல் (டி. எம். எஃப். டி. எம். ஏ) மற்றும் என்-(டெர்ட்-பியூட்டில்டிமீத்தில்சிலில்)-என்-மெத்தில்ட்ரிஃப்ளூரோஅசிட்டமைடு (எம். டி. பி. எஸ். டி. எஃப். ஏ) ஆகியவை அமினோ அமிலங்களைப் பெறுவதற்கு பயன்படுத்தப்படும் சேர்மங்களின் இரண்டு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். கூடுதலாக, காணப்பட்ட வலுவான ஐசோடோப்பு விளைவுகள் ஜி. சி நெடுவரிசையில் வித்தியாசமாக பெயரிடப்பட்ட ஐசோடோபோமர்களின் தக்கவைப்பு நேரத்தை பாதிக்கின்றன. ஜி. சி நெடுவரிசையில் அதிக சுமை ஏற்றப்படுவதையும் தடுக்க வேண்டும். கடைசியாக, கார்பனைத் தவிர மற்ற அணுக்களின் இயற்கையான மிகுதியும் வெகுஜன ஐசோடோபோமர் நிறமாலையில் ஒரு இடையூறுக்கு வழிவகுக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மூலக்கூறில் உள்ள ஒவ்வொரு ஆக்ஸிஜன் அணுவும் 17O ஐசோடோப்பாகவும் 18O ஐசோடோப்பாகவும் இருக்கலாம். ஐசோடோப்புகளின் இயற்கையான மிகுதியின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கம் 29Si மற்றும் 30Si ஐசோடோப்புகளின் இயற்கையான மிகுதியுடன் சிலிக்கானின் விளைவு ஆகும். எம்எஸ் நுட்பங்களுக்கான வழித்தோன்றல் முகவர்களில் சி பயன்படுத்தப்படுகிறது. மனித கனிம ஊட்டச்சத்து ஆராய்ச்சியில் பயன்பாடுகள் மனிதர்களில் கனிம ஊட்டச்சத்து மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தைப் படிக்க நிலையான ஐசோடோப் ட்ரேசர்களின் பயன்பாடு முதன்முதலில் 1960 களில் தெரிவிக்கப்பட்டது. ரேடியோ ஐசோடோப்புகள் பல தசாப்தங்களுக்கு முன்னர் மனித ஊட்டச்சத்து ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், நிலையான ஐசோடோப்புகள் ஒரு பாதுகாப்பான விருப்பத்தை வழங்கின, குறிப்பாக கதிர்வீச்சு வெளிப்பாடு குறித்து அதிக அக்கறை உள்ள பாடங்களில், எ. கா. கர்ப்பிணி மற்றும் பாலூட்டும் பெண்கள் மற்றும் குழந்தைகள். நிலையான ஐசோடோப்புகளால் வழங்கப்படும் பிற நன்மைகள் பொருத்தமான ரேடியோ ஐசோடோப்புகள் இல்லாத கூறுகளைப் படிக்கும் திறன் மற்றும் நீண்ட கால ட்ரேசர் நடத்தையைப் படிக்கும் திறன் ஆகியவை அடங்கும். இவ்வாறு நிலையான ஐசோடோப்புகளின் பயன்பாடு ஐசோடோபிக் செறிவூட்டப்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் கனிம வெகுஜன நிறமாலைகள் அதிகரித்து வருவதால் பொதுவானதாகிவிட்டது. ரேடியோ ஐசோடோப்புகளுக்குப் பதிலாக நிலையான ஐசோடோப்புகளின் பயன்பாடு பல குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளதுஃ அதிக அளவு ட்ரேசர் தேவைப்படுகிறது, இது இயற்கையாகவே இருக்கும் கனிமத்தைத் தொந்தரவு செய்யும் திறனைக் கொண்டுள்ளது; பகுப்பாய்வு மாதிரி தயாரிப்பு மிகவும் சிக்கலானது மற்றும் வெகுஜன நிறமாலை அளவீட்டு கருவி மிகவும் விலை உயர்ந்தது; முழு உடல்களிலும் அல்லது குறிப்பிட்ட திசுக்களிலும் ட்ரேசர் இருப்பதை வெளிப்புறமாக அளவிட முடியாது. ஆயினும்கூட, நிலையான ஐசோடோப்புகளை மனித ஆய்வுகளில் தரநிலையாக மாற்றுவதில் நன்மைகள் மேலோங்கி உள்ளன. மனித ஆரோக்கியத்திற்கு இன்றியமையாத மற்றும் ஊட்டச்சத்து ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு குறிப்பாக ஆர்வமுள்ள பெரும்பாலான தாதுக்கள் நிலையான ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றில் சில இயற்கையான மிகுதியின் காரணமாக உயிரியல் ட்ரேசர்களாக நன்கு பொருந்துகின்றன. இரும்பு, துத்தநாகம், கால்சியம், தாமிரம், மெக்னீசியம், செலினியம் மற்றும் மாலிப்டினம் ஆகியவை நிலையான ஐசோடோப்புகளைக் கொண்ட அத்தியாவசிய தாதுக்களில் அடங்கும், இதற்கு ஐசோடோப்பு தடமறிதல் முறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. குறிப்பாக இரும்பு, துத்தநாகம் மற்றும் கால்சியம் ஆகியவை விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. ஆய்வு செய்யப்படும் கனிம ஊட்டச்சத்து/வளர்சிதை மாற்றத்தின் அம்சங்களில் உறிஞ்சுதல் (இரைப்பை குடல் பாதையிலிருந்து உடலுக்குள்), விநியோகம், சேமிப்பு, வெளியேற்றம் மற்றும் இந்த செயல்முறைகளின் இயக்கவியல் ஆகியவை அடங்கும். ஐசோடோப் ட்ரேசர்கள் வாய்வழியாக (உணவுடன் அல்லது இல்லாமல், அல்லது ஒரு கனிம சப்ளிமெண்ட்டுடன்) மற்றும்/அல்லது நரம்பு வழியாக நிர்வகிக்கப்படுகின்றன. ஐசோடோப் செறிவூட்டல் பின்னர் இரத்த பிளாஸ்மா, எரித்ரோசைட்டுகள், சிறுநீர் மற்றும்/அல்லது மலத்தில் அளவிடப்படுகிறது. தாய்ப்பால் மற்றும் குடல் உள்ளடக்கங்களிலும் செறிவு அளவிடப்பட்டுள்ளது. ட்ரேசர் சோதனை வடிவமைப்பு சில நேரங்களில் கனிமங்களுக்கு இடையில் அவற்றின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் உள்ள வேறுபாடுகள் காரணமாக வேறுபடுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, இரும்பு உறிஞ்சுதல் பொதுவாக எரித்ரோசைட்களில் ட்ரேசரை இணைப்பதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் துத்தநாகம் அல்லது கால்சியம் உறிஞ்சுதல் பிளாஸ்மா, சிறுநீர் அல்லது மலத்தில் ட்ரேசர் தோற்றத்திலிருந்து அளவிடப்படுகிறது. ஒரே ஆய்வில் பல ஐசோடோப்பு தடமறிதல்களை நிர்வகிப்பது பொதுவானது, இது மிகவும் நம்பகமான அளவீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்தவும், வளர்சிதை மாற்றத்தின் பல அம்சங்களை ஒரே நேரத்தில் ஆராயவும் அனுமதிக்கிறது. உணவில் இருந்து கனிம உறிஞ்சுதலின் அளவீடு, பெரும்பாலும் உயிர் கிடைக்கும் தன்மை என்று கருதப்படுகிறது, ஊட்டச்சத்து ஆராய்ச்சிக்கு ஐசோடோப் ட்ரேசர் முறைகளின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடாகும். இத்தகைய ஆய்வுகளின் நோக்கங்களில், உணவின் வகையால் உறிஞ்சுதல் எவ்வாறு பாதிக்கப்படுகிறது என்பதற்கான ஆய்வுகள் அடங்கும் (எ. கா. தாவரம் மற்றும் விலங்கு மூலம், தாய்ப்பால் மற்றும் சூத்திரம்), உணவின் பிற கூறுகள் (எ. கா. பைடேட்), நோய் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றக் கோளாறுகள் (எ. கா. சுற்றுச்சூழல் குடல் செயலிழப்பு), இனப்பெருக்க சுழற்சி, உணவில் கனிமத்தின் அளவு, நாள்பட்ட கனிம குறைபாடு, பொருள் வயது மற்றும் ஹோமியோஸ்டாடிக் வழிமுறைகள். அத்தகைய ஆய்வுகளின் முடிவுகள் ஒரு கனிமத்திற்கு கிடைக்கும்போது, அவை கனிமத்தின் மனித உடலியல் மற்றும் உணவுத் தேவைகளின் மதிப்பீடுகளுக்கு ஒரு அடிப்படையாக செயல்படக்கூடும். கனிம உறிஞ்சுதல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தைக் கவனிப்பதற்காக ட்ரேசர் உணவுடன் நிர்வகிக்கப்படும்போது, அது ஒரு உள்ளார்ந்த அல்லது வெளிப்புற லேபிள் வடிவத்தில் இருக்கலாம். ஒரு உள்ளார்ந்த லேபிள் என்பது ஐசோடோப்பாகும், இது அதன் உற்பத்தியின் போது உணவில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இதனால் உணவின் இயற்கையான கனிம உள்ளடக்கத்தை வளப்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் வெளிப்புற லேபிளிங் என்பது ஆய்வின் போது உணவில் ட்ரேசர் ஐசோடோப்பைச் சேர்ப்பதைக் குறிக்கிறது. இது மிகவும் நேரத்தை எடுக்கும் மற்றும் விலையுயர்ந்த அணுகுமுறை என்பதால், உள்ளார்ந்த லேபிளிங் வழக்கமாக பயன்படுத்தப்படுவதில்லை. பல்வேறு உணவுகளின் உள்ளார்ந்த மற்றும் வெளிப்புற லேபிளிங்கைப் பயன்படுத்தி உறிஞ்சுதலின் அளவீடுகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கும் ஆய்வுகள் பொதுவாக இரண்டு லேபிளிங் முறைகளுக்கு இடையே நல்ல உடன்பாட்டை நிரூபித்துள்ளன, இது மனித இரைப்பை குடல் பாதையில் வெளிப்புற மற்றும் இயற்கை தாதுக்கள் இதேபோல் கையாளப்படுகின்றன என்ற கருதுகோளை ஆதரிக்கிறது. செறிவூட்டல் ஐசோடோப்பு விகிதங்களின் அளவீட்டிலிருந்து அளவிடப்படுகிறது, இது ஒரு குறிப்பு ஐசோடோப்பிற்கு ட்ரேசர் ஐசோடோப்பின் விகிதம், வெகுஜன நிறமாலை மூலம். செறிவூட்டலின் பல வரையறைகள் மற்றும் கணக்கீடுகள் வெவ்வேறு ஆராய்ச்சியாளர்களால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. ஒரே நேரத்தில் பல தடமறிதல்கள் பயன்படுத்தப்படும்போது செறிவூட்டலின் கணக்கீடுகள் மிகவும் சிக்கலானதாகின்றன. ஏனெனில் செறிவூட்டப்பட்ட ஐசோடோப்பு தயாரிப்புகள் ஒருபோதும் ஐசோடோபிக் ரீதியாக தூய்மையானவை அல்ல, அதாவது. அவை இயற்கைக்கு மாறான மிகுதிகளில் அனைத்து தனிமத்தின் ஐசோடோப்புகளையும் கொண்டுள்ளன, பல ஐசோடோப்பு ட்ரேசர்களின் செறிவூட்டலின் கணக்கீடுகள் ஒவ்வொரு ஐசோடோப்பு விகிதத்தின் பிற ட்ரேசர்களின் இருப்பு மூலம் ஏற்படும் இடையூறுக்கு காரணமாக இருக்க வேண்டும். கனிம குறைபாடுகள் பரவலாக இருப்பதால் மற்றும் வளம் குறைந்த நாடுகளில் மனித ஆரோக்கியம் மற்றும் நல்வாழ்வில் அவற்றின் முக்கியமான தாக்கம் காரணமாக, சர்வதேச அணுசக்தி நிறுவனம் சமீபத்தில் மேற்கத்திய கல்வி மையங்களுக்கு அப்பால் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு இந்த அறிவைப் பரப்புவதற்கு வசதியாக நிலையான ஐசோடோப் முறைகள் பற்றிய விரிவான மற்றும் விரிவான விளக்கங்களை வெளியிட்டுள்ளது. ரேடியோஐசோடோபிக் லேபிளிங் என்பது ஒரு அமைப்பின் வழியாக ஒரு பொருளின் மாதிரி கடந்து செல்வதைக் கண்காணிப்பதற்கான ஒரு நுட்பமாகும். இந்த பொருள் அதன் வேதியியல் கலவையில் ரேடியோ நியூக்ளைடுகளை சேர்ப்பதன் மூலம் "பெயரிடப்பட்டுள்ளது". இந்த சிதைவுகளின் போது, அவற்றால் வெளிப்படும் கதிர்வீச்சைக் கண்டறிவதன் மூலம் அவற்றின் இருப்பைத் தீர்மானிக்க முடியும். ரேடியோஐசோடோபிக் லேபிளிங் என்பது ஐசோடோபிக் லேபிளிங்கின் ஒரு சிறப்பு வழக்கு. இந்த நோக்கங்களுக்காக, ஒரு குறிப்பாக பயனுள்ள வகை கதிரியக்க சிதைவு பாசிட்ரான் உமிழ்வு ஆகும். ஒரு பாசிட்ரான் ஒரு எலக்ட்ரானுடன் மோதும்போது, அது எதிர் திசையில் பயணிக்கும் இரண்டு உயர் ஆற்றல் ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகிறது. பாசிட்ரான் ஒரு திடமான பொருளுக்குள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டால், அது ஒரு மில்லிமீட்டருக்கு மேல் பயணிப்பதற்கு முன்பு இதைச் செய்ய வாய்ப்புள்ளது. இந்த இரண்டு ஃபோட்டான்களையும் கண்டறிய முடிந்தால், சிதைவு நிகழ்வின் இருப்பிடத்தை மிகவும் துல்லியமாக தீர்மானிக்க முடியும். கண்டிப்பாகச் சொல்வதானால், ரேடியோ ஐசோடோபிக் லேபிளிங் என்பது ரேடியோஆக்டிவிட்டி சோதனையாளர்களால் செயற்கை முறையில் அறிமுகப்படுத்தப்படும் நிகழ்வுகளை மட்டுமே உள்ளடக்கியது, ஆனால் சில இயற்கை நிகழ்வுகள் இதேபோன்ற பகுப்பாய்வைச் செய்ய அனுமதிக்கின்றன. குறிப்பாக, ரேடியோமெட்ரிக் டேட்டிங் ஒரு நெருக்கமான தொடர்புடைய கொள்கையைப் பயன்படுத்துகிறது. புரோட்டியோமிக்ஸில் பயன்பாடுகள் புரோட்டியோமிக்ஸில், ஒரு மரபணுவால் வெளிப்படுத்தப்படும் புரதங்களின் முழு தொகுப்பைப் பற்றிய ஆய்வு, நோய்களை அடையாளம் காணும் பயோமார்க்கர்கள் செல் கலாச்சாரத்தில் அமினோ அமிலங்களால் நிலையான ஐசோடோப் லேபிளிங்கைப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கும் (எஸ். ஐ. எல். ஏ. சி), இது புரத அளவை மதிப்பிடுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் அமினோ அமிலத்தின் ஐசோடோபிக் பெயரிடப்பட்ட வடிவங்களை வழங்குகிறது. புரத மறுசீரமைப்பில், கையாளப்பட்ட புரதங்கள் அதிக அளவில் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன, மேலும் ஐசோடோப் லேபிளிங் என்பது தொடர்புடைய புரதங்களை சோதிப்பதற்கான ஒரு கருவியாகும். இந்த முறை 13C அல்லது 15N உடன் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செறுக்கணுக்களை செறிவூட்டுவதாகவோ அல்லது அவற்றிலிருந்து 1H ஐ குறைப்பதாகவோ இருந்தது. மறுசீரமைப்பு நைட்ரஜனின் ஆதாரமாக 15N-அமோனியம் குளோரைடு கொண்ட ஊடகத்துடன் E.coli இல் வெளிப்படுத்தப்படும். இதன் விளைவாக வரும் 15N பெயரிடப்பட்ட புரதங்கள் பின்னர் அசையாத உலோகத் தொடர்பால் சுத்திகரிக்கப்பட்டு அவற்றின் சதவீதம் மதிப்பிடப்படுகிறது. பெயரிடப்பட்ட புரதங்களின் விளைச்சலை அதிகரிப்பதற்கும், பெயரிடப்பட்ட ஐசோடோப் ஊடகங்களின் விலையைக் குறைப்பதற்கும், ஒரு மாற்று செயல்முறை முதன்மையாக பெயரிடப்படாத ஊடகங்களைப் பயன்படுத்தி குறைந்த அளவு பெயரிடப்பட்ட ஊடகங்களில் அறிமுகப்படுத்துவதற்கு முன்பு செல் வெகுஜனத்தை அதிகரிக்கிறது. ஐசோடோப் லேபிளிங்கின் மற்றொரு பயன்பாடு டிஎன்ஏ தொகுப்பை அளவிடுவதில் இருக்கும், அதாவது விட்ரோவில் செல் பெருக்கம். உயிரணுக்களில் உள்ள தொகுப்பு (அல்லது வரிசை) வடிவத்தை ஒப்பிடுவதற்கு H3-தைமிடின் லேபிளிங்கைப் பயன்படுத்துகிறது. சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு செயல்முறை பகுப்பாய்வுக்கான பயன்பாடுகள் ஐசோடோபிக் ட்ரேசர்கள் இயற்கை அமைப்புகளில், குறிப்பாக நிலப்பரப்பு மற்றும் நீர்வாழ் சூழல்களில் செயல்முறைகளை ஆராய பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மண் அறிவியலில் நைட்ரஜன் சுழற்சியைப் படிக்க 15N தடமறிதல்கள் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் கார்பனின் நிலையான மற்றும் ரேடியோ ஐசோடோப்புகள் முறையே 13C மற்றும் 14C, கரிம சேர்மங்களின் விற்றுமுதல் மற்றும் ஆட்டோட்ரோஃப்களால் நிலைப்படுத்தப்படுவதைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உதாரணமாக, மார்ஷ் மற்றும் பலர். (2005) அம்மோனியா ஆக்சிஜனேற்றிகளால் சேர்மத்தை ஆற்றல் மூலமாகவும் (அம்மோனியா ஆக்சிஜனேற்றம்) கார்பன் மூலமாகவும் (கீமோஆடோட்ரோபிக் கார்பன் நிலைப்படுத்தல்) பயன்படுத்துவதை நிரூபிக்க இரட்டை பெயரிடப்பட்ட (15N-மற்றும் 14C) யூரியாவைப் பயன்படுத்தியது. ஒரு மரத்தில் அல்லது ஒரு சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் உள்ள நீரின் தலைவிதி மற்றும் வயதைக் கண்டறியவும் டியூட்டரேட்டட் நீர் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கடலியல் தடமறிதலுக்கான பயன்பாடுகள் பரந்த அளவிலான செயல்முறைகளைப் படிக்க கடலியலில் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பயன்படுத்தப்படும் ஐசோடோப்புகள் பொதுவாக இயற்கையாகவே நன்கு நிறுவப்பட்ட ஆதாரங்கள் மற்றும் உருவாக்கம் மற்றும் சிதைவு விகிதங்களுடன் நிகழ்கின்றன. இருப்பினும், மானுடவியல் ஐசோடோப்புகளும் பெரும் வெற்றியுடன் பயன்படுத்தப்படலாம். ஆராய்ச்சியாளர்கள் கடலின் இயற்பியல் செயல்முறைகள் பற்றிய தகவல்களை ஊகிக்க வெவ்வேறு இடங்கள் மற்றும் நேரங்களில் ஐசோடோபிக் விகிதங்களை அளவிடுகிறார்கள். துகள் போக்குவரத்து கடல் என்பது துகள் போக்குவரத்தின் விரிவான வலையமைப்பாகும். தோரியம் ஐசோடோப்புகள் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு பொருளின் செங்குத்து மற்றும் கிடைமட்ட இயக்கத்தைப் புரிந்துகொள்ள உதவும். 234 வது கடலில் நிலையான, நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட உற்பத்தி விகிதத்தையும், 24 நாட்கள் அரை ஆயுளையும் கொண்டுள்ளது. இயற்கையாக நிகழும் இந்த ஐசோடோப்பு ஆழத்துடன் நேரியல் ரீதியாக மாறுபடுவதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. எனவே, இந்த நேரியல் வடிவத்தில் எந்த மாற்றமும் துகள்களின் மீது 234 வது போக்குவரத்துக்கு காரணமாக இருக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, மேற்பரப்பு நீரில் குறைந்த ஐசோடோபிக் விகிதங்கள் சில மீட்டர் கீழே மிக உயர்ந்த மதிப்புகளுடன் கீழ்நோக்கிய திசையில் ஒரு செங்குத்து பாய்ச்சலைக் குறிக்கும். மேலும், தோரியம் ஐசோடோப்பு துகள்களின் பக்கவாட்டு போக்குவரத்தைப் புரிந்துகொள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்திற்குள் கண்டுபிடிக்கப்படலாம். விரிகுடாக்கள், முகத்துவாரங்கள் மற்றும் நிலத்தடி நீர் போன்ற உள்ளூர் அமைப்புகளுக்குள் சுழற்சி சுழற்சியை ரேடியம் ஐசோடோப்புகள் மூலம் பரிசோதிக்கலாம். 223Ra 11 நாட்கள் அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஆறுகள் மற்றும் நிலத்தடி நீர் ஆதாரங்களில் குறிப்பிட்ட இடங்களில் இயற்கையாகவே நிகழலாம். மூல நதியிலிருந்து நீர் ஒரு விரிகுடா அல்லது முகத்துவாரத்திற்குள் நுழையும் போது ரேடியத்தின் ஐசோடோபிக் விகிதம் குறையும். பல்வேறு இடங்களில் 223Ra அளவை அளவிடுவதன் மூலம், ஒரு சுழற்சி முறையைப் புரிந்துகொள்ள முடியும். இதே துல்லியமான செயல்முறையை நிலத்தடி நீரின் இயக்கம் மற்றும் வெளியேற்றத்தை ஆய்வு செய்வதற்கும் பயன்படுத்தலாம். உலக அளவில் சுழற்சியைப் பற்றி ஆய்வு செய்ய ஈயத்தின் பல்வேறு ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்தலாம். வெவ்வேறு பெருங்கடல்கள் (அதாவது அட்லாண்டிக், பசிபிக், இந்தியன் போன்றவை) வெவ்வேறு ஐசோடோபிக் கையொப்பங்களைக் கொண்டுள்ளன. இது வெவ்வேறு பெருங்கடல்களுக்குள் உள்ள வண்டல்கள் மற்றும் பாறைகளின் ஐசோடோபிக் விகிதங்களில் உள்ள வேறுபாடுகளின் விளைவாகும். ஈயத்தின் வெவ்வேறு ஐசோடோப்புகள் 50-200 ஆண்டுகள் அரை ஆயுளைக் கொண்டிருப்பதால், ஐசோடோபிக் விகிதங்கள் முழு கடல் முழுவதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்க போதுமான நேரம் இல்லை. எனவே, பல்வேறு பெருங்கடல்களின் சுழற்சியை ஆய்வு செய்ய Pb ஐசோடோபிக் விகிதங்களின் துல்லியமான பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தப்படலாம். டெக்டோனிக்ஸ் மற்றும் தீவிர காலநிலை மாற்றம் போன்ற பல மில்லியன் ஆண்டு செயல்முறைகளைப் படிக்க டெக்டோனிக் செயல்முறைகள் மற்றும் காலநிலை மாற்ற ஐசோடோப்புகள் மிக நீண்ட அரை ஆயுள் மற்றும் அவற்றின் சிதைவு தயாரிப்புகளைப் பயன்படுத்தலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ரூபிடியம்-ஸ்ட்ரோன்சியம் காலக்கெடுவில், ஸ்ட்ரோன்சியத்தின் ஐசோடோபிக் விகிதத்தை (87Sr/86Sr) பனி மையங்களுக்குள் பகுப்பாய்வு செய்து பூமியின் வாழ்நாளில் ஏற்படும் மாற்றங்களை ஆய்வு செய்யலாம். பனி மையத்திற்குள் இந்த விகிதத்தில் உள்ள வேறுபாடுகள் பூமியின் புவி வேதியியலில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களைக் குறிக்கும். அணு ஆயுதங்களுடன் தொடர்புடைய ஐசோடோப்புகள் மேற்கூறிய செயல்முறைகளை இயற்கையாக நிகழும் ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்தி அளவிட முடியும். ஆயினும்கூட, மானுடவியல் ஐசோடோப்புகள் கடலியல் அளவீடுகளுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். அணு ஆயுத சோதனைகள் உலகின் பெருங்கடல்களில் ஏராளமான அசாதாரண ஐசோடோப்புகளை வெளியிட்டன. 3H, 129I மற்றும் 137Cகள் கடல் நீரில் கரைவதைக் காணலாம், அதே நேரத்தில் 241Am மற்றும் 238Pu துகள்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. தண்ணீரில் கரைந்த ஐசோடோப்புகள் உலகளாவிய சுழற்சியைப் படிப்பதில் குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கடலுக்குள் பக்கவாட்டு ஐசோடோபிக் விகிதங்களில் உள்ள வேறுபாடுகள் வலுவான நீர் முனைகள் அல்லது கயர்களை குறிக்கலாம். மாறாக, துகள்களுடன் இணைக்கப்பட்ட ஐசோடோப்புகள் நீர் நெடுவரிசைகளுக்குள் வெகுஜன போக்குவரத்தை ஆய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்படலாம். உதாரணமாக, ஆம் அல்லது புவின் உயர் அளவுகள் அதிக ஆழத்தில் கவனிக்கப்படும்போது கீழ்நோக்கிச் செல்வதைக் குறிக்கலாம் அல்லது மேற்பரப்பில் கவனிக்கப்படும்போது மேல்நோக்கிச் செல்வதைக் குறிக்கலாம். ஐசோடோபிக் பெயரிடலுக்கான முறைகள் வேதியியல் தொகுப்பு என்சைம்-மத்தியஸ்த பரிமாற்றம் ஐசோடோபிக் பெயரிடப்பட்ட ஊடகங்களில் மறுசீரமைப்பு புரத வெளிப்பாடு. மேலும் காண்கஃ உயிரியலில் ரேடியோ நியூக்ளைடுகளின் ரேடியோஆக்டிவிட்டி பயன்பாடுகள் ரேடியோஆக்டிவ் ட்ரேசர் ஐசோடோபோமர் ஐசோடோபோலோக் ஐசோபாரிக் லேபிளிங் ஐசோடோப் நீர்த்தல் உலோக கார்பனில்களின் அகச்சிவப்பு நிறமாலை குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் ரேடியோலேபிள் செய்யப்பட்ட சேர்மங்களின் தொகுப்பு லேபிளிங் ஆய்வக நுட்பங்கள் இயற்பியல் வேதியியல் உயிர்வேதியியல் முறைகள் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி அணு இயற்பியல்