Vakaiden isotooppien käytön periaatteet ravitsemustutkimuksessa

Samankaltaiset tiedostot
Luku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

Nisäkäshampaiden stabiiliisotooppikoostumukset

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Ydinfysiikka lääketieteellisissä sovelluksissa

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Rapukantojen rooli Pyhäjärven ekosysteemissä

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Veden stabiilit isotoopit harjualueen hydrologisissa tutkimuksissa

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

Puhtaat aineet ja seokset

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle

Ydinfysiikkaa. Tapio Hansson

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

Hoitokalastus ja järven ravintoverkon rakenne Hiidenveden ja Lohjanjärven tutkimustuloksia. Tommi Malinen, Helsingin yliopisto Anu Suonpää, Luvy

Säkylän Pyhäjärven RAPU-hanke selvittää raputalouden riskejä ja mahdollisuuksia

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Esimerkiksi ammoniakin valmistus typestä ja vedystä on tyypillinen teollinen tasapainoreaktio.

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

Kaasut ja biogeokemian prosessit kallioperässä (KABIO)

Biomolekyylit ja biomeerit

Eeva Kuusela Itä-Suomen yliopisto

Reaktiosarjat

Lämpö- eli termokemiaa

Tehtävä 1. Tasapainokonversion laskenta Χ r G-arvojen avulla Alkyloitaessa bentseeniä propeenilla syntyy kumeenia (isopropyylibentseeniä):

Ravinteet, energia ja kaasut kalliobiosfäärissä

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

Keraamit ja komposiitit

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

SÄTEILEVÄ KALLIOPERÄ OPETUSMATERIAALIN TEORIAPAKETTI

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

Mitä Itämeren hylkeet syövät?

Ydinpolttoainekierto. Kaivamisesta hautaamiseen. Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio

Atomi. Aineen perusyksikkö

Atomimallit. Tapio Hansson

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Täplärapu siian ja muikun mädin saalistajana

KORPI Bioenergiakorjuun ekologiset vesistövaikutukset

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

Sinisen Biotalouden mahdollisuudet

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

Luento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

Carlin-merkittyjen järvitaimenten istutus Oulujärveen vuosina Istutusajankohdan ja koon vertailu

Pysyvien isotooppien käyttö Tornionjoen eri vesistönosien lohen poikastuotannon arvioinnissa

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA II)

ja sen mahdollisuudet Suomelle

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Luvun 8 laskuesimerkit

KE1 KERTAUSTA SIDOKSISTA VASTAUKSET a) K ja Cl IONISIDOS, KOSKA KALIUM ON METALLI JA KLOORI EPÄMETALLI.

Yhdisteiden nimeäminen

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

Uusilla kasvatusmenetelmillä parempia istukkaita Vaelluskalaseminaari, Keminmaa, Pekka Hyvärinen, RKTL

kertyminen Itämeren kaloihin Juha Karjalainen skylän yliopisto ristötieteidentieteiden laitos

Kemian koe, Ke3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Perjantai VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Dependence of Arctic char (Salvelinus alpinus L.) on littoral and pelagic energy sources in a subarctic lake, Saanajärvi

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Sisällys. Vesi Avaruus Voima Ilma Oppilaalle Fysiikkaa ja kemiaa oppimaan... 5

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE Risto Mikkonen

Kemia 7. luokka. Nimi

Veden stabiilit isotoopit vedenhankinnan ja viemäriverkoston analysointityökaluna

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

Vaihtoehtoja typpilannoitteelle Pirjo Mäkelä, Frederick Stoddard, Arja Santanen, Epie Kenedy, Clara Lizarazo Torres, Mahmoud Seleiman

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Kaikki eläimet täyttävät alla olevat seitsemän elämälle välttämätöntä ehtoa: 2. Hengittäminen Voi ottaa sisään ja poistaa kehostaan kaasuja

2.2. Fotosynteesipotentiaalin vaihtelu

PAINOPISTE JA MASSAKESKIPISTE

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä

Luku 15 KEMIALLISET REAKTIOT

Joni Tiainen tohtorikoulutettava Bio- ja ympäristötieteiden laitos Helsingin yliopisto

Merimetson ravinto ja kannankehitys Selkämerellä

- Potentiaalia innovaatioiksi

Itämeren sedimentin ja rautamangaanisaostumien. hajottaa raakaöljyä ja naftaleenia. Suomen ympäristökeskus

Täysrehut pieneläimille

CASE BENELLA INNOTORI

Taste of the Wild - tuoteselosteet

EPMAn tarjoamat analyysimahdollisuudet

Hopotusta* kokeellisista tutkimuksista* Kainuun kalantutkimuksessa Ari Huusko

Biologia ja maantieto vuosiluokilla 5 6

Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin

Raision osavuosikatsaus tammi-maaliskuu Toimitusjohtaja Matti Rihko Raisio Oyj

7. luokan kemia. Nimi

Inarin kalatalousvelvoitteen viljely ja istutukset ja kalataloustarkkailu

Ilmasto-vaikutukset-Suomi? Prof. Petteri Taalas Secretary-General

Säteilyn suureet ja yksiköt. Jussi Aarnio sairaalafyysikko Lääketieteellisen fysiikan tulosyksikkö Etelä-Savon sairaanhoitopiirin ky

Transkriptio:

Vakaiden isotooppien käytön periaatteet ravitsemustutkimuksessa Mikko Kiljunen Raisio 21.4.2015

Mitä ovat vakaat isotoopit? Alkuaineen isotoopit ovat atomeja, joissa on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja massa vaihtelee Radioisotoopit' ( 14 C) hajoavat lähettäen säteilyä Vakaat isotoopit ( 12 C and 13 C) eivät hajoa, koska neutronien ja protonien yhdistelmä on pysyvä.

Mikä on δ-arvo alkuaine Mitattu suhde (R) % raskas % kevyt vety 2 H/ 1 H 0.015 99.985 2 H/ 1 H hiili 13 C/ 12 C 1.11 98.89 Kansainväinen standardi R, kansainvälinen standardi δ arvo Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) 0.00015575 δ D Standard Light Antarctic Precipitation (SLAP) 0.000089089 Vienna Pee Dee Belemnite (VPDB) 0.0112372 δ 13 C typpi 15 N/ 14 N 0.37 99.63 Air 0.003676 δ 15 N happi 18 O/ 16 O 0.204 99.759 18 O/ 16 O 18 O/ 16 O rikki 34 S/ 32 S 4.22 95.00 Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) 0.0020052 δ 18 O Vienna Pee Dee Belemnite (VPDB) 0.0020672 Standard Light Antarctic Precipitation (SLAP) 0.0018939 Canyon Diablo Triolite (CDT) 0.045005 δ 34 S Mitattavan näytteen ja standardin erot ovat hyvin pieniä ero ilmoitetaan promille-yksikköinä ( ), δ-arvona δ 13 C näyte = {( 13 C/ 12 C näyte) / ( 13 C/ 12 C standardi) - 1} x 1000 Näyte jolla R > standardi R saa positiivisen delta arvon (rikastunut, enriched) Näyte jolla R < standardi R saa negatiivisen delta arvon (köyhtynyt, depleted) Brian Fry, Stable Isotope Ecology, 2008

Isotooppikoostumus luonnossa 16 14 Geologia Ravintoketju rikastuminen 12 10 profundal invertebrates crayfish >9 m crayfish 6-9 m crayfish 3-6 m crayfish 0-3 m Fotosynteesi δ15n 8 6 Vesikemia Pelagial sources littoral invertebrates 4 perifyton/biofilm 2 terrestrial detritus 0 Ruokonen et al.2014-2 -37-32 -27-22 -17-12 δ13c

Vakaiden isotooppien fraktinaatio Tasapainoreaktiot Reaktionopeus sama molempiin suuntiin, esimerkiksi CO 2 vaihto merien ja ilmakehän välillä Kineettiset reaktiot Systeemi ei ole tasapainotilassa, jolloin reaktiotuotteet erottuvat fyysisesti lähtöaineista, biologiset prosessit Lähtöaine Raskaat isotoopit köyhtyvät reaktiotuoteessa Raskaat isotoopit rikastuvat jäännöksessä

Isotooppien sekoittuminen (mixing) Isotoopit sekoittuvat kun kaksi tai useampia lähtöaineita yhdistyvät Malleilla voidaan arvioida lähtöaineisen osuutta seoksessa esim. ravintokohteiden osuutta kuluttajan kudoksesta Lähtöaineilla pitää olla erilaiset isotooppikoostumukset!!! Source 1 Mixture Brian Fry, Stable Isotope Ecology, 2008

Menetelmää käytetty paljon ekologiassa 1. Ravintoketjutason mittaaminen Perustuu δ 15 N rikastumiseen ravintoketjussa 2. Ravinto-osuuksien laskeminen (mixing models) Kuluttaja kudoksen isotooppikoostumus (seos) kuvaa ravinnon koostumusta (lähteet) You are what you eat (DeNiro & Epstein 1978) useiden ravintokohteiden osuus kuluttajan ravinnosta voidaan arvioida (assimiloitu ravinto) 3. Vaellusmarkkerit Perustuu isotooppi arvojen maantieteelliseen vaihteluun KÄYTTÖ RAVITSEMUSTUTKIMUKSESSA VÄHÄISTÄ??!!

Mallintaminen (Mixing models) värien sekoittamista Monimutkaisempaa käytännössä Lähteiden määrä Fraktinaatio Lähteiden erot Lähde Punainen 1 δ 13 C = -10 50% δ 13 C = -30 50% Keltainen Lähde 2 δ 13 C = -20 Oranssi Seos

Yksinkertaisin malli -11 C 3 kasvit biisoni C 4 kasvit X Y -26-21 -15 δ 13 C -6 f X =(-6/-11) f Y = 1- f X f X = 0.54, f Y = 0.46 Biisonit assimiloivat 54% C 3 and 46% C 4 kasveja

Esimerkki luonnosta Taimenen ravinto: >35 cm Eläinplankton 10 cm Selkärankaiset Kalat Jensen et al. 2013

Isotoopit kuvaavat assimilaatiota 0.80 Jensen et al. 2013 Proportion 0.60 0.40 FISH BENTHIC INVERTEBRATES Isotooppitulokset -assimilaatio 0.20 0.00 10.0-14.9 15.0-19.9 20.0-24.9 25.0-29.9 30.0-34.9 >34.9 ZOOPLANKTON -pitkän ajan KA 100 Brown trout length (cm) 43 79 126 55 17 9 VS. Percentage of diet (%) 80 60 40 20 0 <15.0 15.0-19.9 20.0-24.9 25.0-29.9 30.0-34.9 >35.0 Brown trout Arctic charr Whitefish Surface insects Benthic invertebrates Benthic zooplankton Zooplankton Vatsa-analyysi -Ravinnonotto - Snap shot Brown trout length (cm)

Sovellettavuus ravitsemustutkimukseen Kalajauho Assimilaatio δ 15 N H:0, K:50, M:50 =Kalan kudos h H:33, K:33, M:33 =Annettu rehu Härkäpapu H:60, K:20, M:20 Maissi δ 13 C

Uusia menetelmiä Amino- ja rasvahappojen isotooppianalytiikka Voidaan estimoida yksittäisten AH ja RH käyttöä Vaatii vielä perustutkimusta lähteiden eroista Vielä varsin kallista

You are what you eat (DeNiro & Epstein 1978) Giuseppe Arcimboldo (1591) Andy Council (2007) KIITOS!