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Isotopische Besonderheiten werden ausgedrückt, indem diesen Symbolen geeignete Indices
angefügt werden, z. B.
⎯ m13C oder m(13C) für die Masse von 13 C in Gramm [g]
⎯ M13C oder M(13C) für die Molmasse von 13 C in Gramm pro Mol [g/mol]
⎯ n13C oder n(13C) für die 13 C–Menge in Mol [mol]
Im Rahmen der genannten IUPAC–Empfehlungen gibt es nur eine für die Chemie der stabilen
Isotope typische physikalische Größe ohne Parallele in der klassischen Chemie, nämlich die
schon erwähnte relative Häufigkeit a, d.h. den Quotienten aus der Menge ni und der Summe
Σn der Mengen aller Isotope des jeweiligen chemischen Elements: ai = ni / Σn. Nach den
IUPAC–Empfehlungen ist das Hundertfache von ai in Atom% bzw. at.% anzugeben.
Das Symbol a0 wird für die Häufigkeit eines Isotops in den natürlichen Vorkommen des jeweiligen
Elements verwendet. Wie schon erwähnt, variiert a0 in gewissen Grenzen (vgl.
Tab. 1).
Besonders Isotopenhäufigkeiten und -mengen werden oft in Excess–Häufigkeiten a’ bzw.
Excess–Mengen n’ angegeben: a’ = a - a0 oder n’ = n - n0.
1.3. Methodik der Auswertung von Tracerexperimenten in der Medizin
Während die klassische gravimetrische Analyse die vollständige Abtrennung der zu bestimmenden
Stoffe in reinem Zustande voraussetzt, genügt bei der Isotopenverdünnungsanalyse
die Abtrennung eines beliebigen Teils der analytisch zu bestimmenden Komponenten. Besonders
in der Biochemie und in der Medizin, die in der Regel mit kompliziert zusammengesetzten
Gemischen zu tun haben, in denen die quantitativ zu bestimmenden Stoffe überdies meist
in nur geringen Konzentrationen vorliegen, ist dies von großem Vorteil.
Bei der Isotopenverdünnungsanalyse wird dem zu analysierenden System eine bekannte
Menge nt des Tracers, also der quantitativ zu bestimmenden Verbindung, in mit einem Isotop
markierter Form zugesetzt. Es gilt dann die Isotopenbilanzgleichung:
n a0 + nt at = (n + nt) a ,
worin n die Menge des zu bestimmenden Stoffs, at die relative Häufigkeit des markierenden
Isotops in dem Tracer und a0 die natürliche Häufigkeit dieses Isotops ist. Nach gründlicher
Durchmischung wird dann eine beliebige Menge des zu bestimmenden Stoffs aus dem zu
untersuchenden Gemisch abgetrennt und der Isotopenanalyse unterworfen, in deren Ergebnis
die relative Häufigkeit a in der Isotopenbilanzgleichung erhalten wird.
Die gesuchte Menge n erhält man durch Umformen dieser Gleichung:
n = nt (at - a) / (a - a0)
bzw. (in der Sprache der Excess–Häufigkeiten a’ = a - a0 und at’ = at - a0 ):
n = nt (at’/a’ - 1) .
Wie leicht gezeigt werden kann, liegt der Vorteil der Isotopenverdünnungsanalyse nicht allein
darin, daß auf eine vollständige Abtrennung des zu bestimmenden Stoffes verzichtet werden
kann, sondern auch darin, daß auch kleine Konzentrationen mit hoher Genauigkeit gemessen
werden können. Die Bestimmung des Blutvolumens und der Gesamtmenge der Körperflüs-
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