질소-15
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1. 개요
질소-15는 농업, 의학 및 생태학 분야에서 활용되는 질소의 안정 동위 원소이다. DNA 연구, 유기 오염 물질 추적 등에 사용되며, 스핀이 1/2이므로 핵자기공명(NMR) 분광 실험에 적합하다. 먹이 사슬에서 질소-15의 축적 비율이 증가하는 특성을 이용하여 생물의 식성을 추정하는 데 활용되기도 한다.
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- 질소 동위 원소 - 질소-14
질소-14는 질소의 가장 풍부한 안정 동위원소로서, 항성 핵합성, 탄소-14와 산소-14의 베타 붕괴, 그리고 우주선과의 상호작용을 통해 생성된다.
질소-15 | |
---|---|
일반 정보 | |
이름 | 질소-15 |
대체 이름 | 질소15 |
원소 기호 | N |
질량수 | 15 |
중성자 수 | 8 |
양성자 수 | 7 |
존재비 (지구) | 0.364% |
반감기 | 안정 |
스핀 | 1/2- |
핵 정보 | |
질량 | 15.0001088982(7) |
질량 과잉 | 101.43805 |
결합 에너지 | 7.699459 × 103 |
붕괴 정보 | |
모핵종 | 15C, 16C, 15O |
2. 이용
질소-15는 농업, 의학, 생태학 등 다양한 분야에서 활용된다. 농업 및 의학 분야에서는 DNA 연구[5][6][7], 질소 포함 유기 오염 물질 추적[8][9] 등에 사용된다. 핵자기공명(NMR) 분광 실험에도 사용되며[10], 생태학 연구에서는 먹이 사슬에서 질소-15의 축적 비율이 단계마다 약 3~4‰ 정도 상승하는 점을 이용하여 생물의 식성을 추정하는 데 활용된다.[5][6][7][8][9][10]
2. 1. 핵자기공명 (NMR) 분광학
질소-14는 스핀이 1이기 때문에 핵사중극자 상호작용이 있어 고분해능의 스펙트럼을 얻기 어렵다. 반면 질소-15는 스핀이 -1/2이고 핵사중극자 상호작용이 없어 고분해능의 스펙트럼을 얻을 수 있어, 핵자기공명(NMR) 분광 실험에 사용된다.[10] 따라서 대부분의 경우 질소를 측정할 때는 질소-15를 관측한다.[1]2. 2. 농업 및 의학 연구
질소-15는 농업과 의학 분야에서 주로 사용된다. DNA에 관한 연구[5][6][7], 질소를 포함하는 유기 오염 물질 추적[8][9] 등에 사용되며, 스핀이 1/2이므로 질소-14에 비해 핵자기공명(NMR) 분광 실험에도 사용된다[10]. 또, 먹이사슬에서 한 단계 올라갈 때마다 질소-15의 축적 비율이 약 3~4‰ 정도 상승하므로 어떤 생명체에서 질소-15와 질소-14의 비율을 비교하면 그 생물의 식성 등을 추정할 수 있는 자료가 된다.2. 3. 생태학 연구
먹이사슬에서 한 단계 올라갈 때마다 질소-15의 축적 비율이 약 3~4‰ 정도 상승하므로, 어떤 생명체의 질소-15와 질소-14의 비율을 비교하면 그 생물의 식성 등을 추정할 수 있다.[5][6][7][8][9][10]참조
[1]
서적
第5版 実験化学講座 8 NMR・ESR
丸善
2006
[2]
웹인용
Isotope data for Nitrogen-15
http://periodictable[...]
2014-09-07
[3]
웹인용
Nitrogen-15
http://www.wolframal[...]
2014-09-07
[4]
서적
CRC HANDBOOK of CHEMISTRY and PHYSICS, 64 th EDITION
1983-1984
[5]
저널
The replication of DNA in E. coli
[6]
저널
Stable-isotope probing of nucleic acids: a window to the function of uncultured microorganisms
[7]
저널
DNA buoyant density shifts during 15N DNA stable isotope probing
[8]
저널
Availability of urea to autotrophic ammonia-oxidizing bacteria as related to the fate of 14C- and 15N-labeled urea added to soil
[9]
저널
Microbial utilization of heterocyclic nitrogen from atrazine
[10]
웹인용
녹색혁명의 주역, 질소
http://navercast.nav[...]
2014-09-03
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