炭素13
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/09/13 01:45 UTC 版)
| 炭素13 | |
|---|---|
| 概要 | |
| 名称、記号 | 炭素13, 13C |
| 中性子 | 7 |
| 陽子 | 6 |
| 核種情報 | |
| 天然存在比 | 約1.1% |
| 半減期 | 安定 |
| 同位体質量 | 13.0033548378(10) u |
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炭素13（たんそ13、13C）は、天然に存在する炭素の安定同位体で、環境同位体の1つである。地球上の全炭素の約1.1%を占める。6個の陽子と7個の中性子から構成される[1]。
核磁気共鳴による検出
核スピンの性質により、この同位体は共鳴周波数シグナルに反応する。核による周波数シグナルの吸収や放出は核磁気共鳴分光法により検出される。これは分子中で隣接した原子の種類と数についての情報を得る技術であり、有機分子の構造を知る手掛かりになる。炭素12のスピンは0であるためNMRのシグナルを示さず、また炭素13は炭素全体の1％に過ぎないので、分子内で隣り合うということもほとんどない。炭素13NMRでは、ノイズと結果を区別するために数分から数時間かけて何度もスキャンを行う。
タンパク質NMRでは、タンパク質を炭素13と窒素15で標識し、構造決定のための情報を得る。このようなタンパク質は、炭素13を含むグルコース、グリセロール、ピルビン酸等の炭素源の中で遺伝子工学によりタンパク質生産能を付与された微生物を育成することによって得られる。この方法により、特定の部位の炭素がほぼ全て炭素13に置き代わったタンパク質が生産できる。
質量分析による検出
有機物の質量分析では、分子のイオンピーク(M)より1だけ大きい位置に、常に小さなピークが表れる。これはM+1ピークとして知られ、炭素13原子の存在に由来する。1つの炭素原子を含む分子はMピークの約1.1%の高さのM+1ピークを持つことが期待される。同様に、分子中に2個の炭素原子を含む分子ではM+1ピークの高さはMピークの約2.2%となる。
上記の考え方は、小から中サイズの有機分子で当てはまり、以下の公式のようになる。
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