Naukowcy wiedzą co pijesz. Niedługo będą wiedzieć z kim pijesz.
Subtelne różnice w zawartości izotopów tlenu i wodoru w wodzie są charakterystyczne dla danych regionów. Na tej podstawie można określić skąd pochodzi woda do produkcji na przykład Twojego ulubionego piwa.
Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru oraz jednego tlenu (H2O). Jak to w naturze zwykle bywa, zarówno atomy tlenu jak i wodoru nie są zawsze identyczne, ale posiadają pewne odmiany zwane izotopami. Główna różnica pomiędzy izotopami tego samego pierwiastka to liczba neutronów w jądrze atomowym, co wpływa na nieznaczną różnicę w masie atomowej. Na tej podstawie można odróżnić od siebie poszczególne izotopy.
Najczęściej występujący izotop tlenu ma liczbę masową równą 16 (16O), podczas gdy jego izotop wykorzystywany do tropienia pochodzenia wody ma liczbę masową równą 18 (18O). W przypadku wodoru jest to 1 (1H) i 2 (2H). Analizując zawartość tych dwóch izotopów w próbkach wody można określić, na podstawie wcześniej zebranych danych, skąd pochodzi dana próbka.
W ostatnich badaniach postanowiono sprawdzić, czy jest możliwe określenie pochodzenia wody użytej do produkcji piwa oraz coli. Analiza została przeprowadzona w Stanach Zjednoczonych, gdzie ze względu na koszty transportu, dystrybucja tych napojów odbywa się w regionie gdzie zostały wyprodukowane.
Przeanalizowano próbki wody kranowej, wody butelkowanej, wody zawartej w piwie oraz w coli w 33 amerykańskich miastach. Wyniki jednoznacznie pokazały, że zawartość izotopów 18O i 2H w poszczególnych napojach są bardzo zbliżone dla danych miast. Stwierdzono również, że na tej podstawie możliwe byłoby określeniene pochodzenia każdego z analizowanych napojów.
Atomy wodoru i tlenu pochodzące z cząsteczki wody (H2O) używane są przez nasz organizm między innymi do tworzenia białek wchodzących w skład włosów. Dzięki temu badając obecność i ilość poszczególnych izotopów na różnych długościach włosa można określić ich zawartość w spożywanej wodzie lub napojach ją zawierających, a do tego precyzyjnie określić czas jej spożycia.
Tempo wzrostu włosa to ok. 0.35mm dziennie, zatem jeśli określona ilość izotopów wystąpi na długości 3.5mm wiadomo będzie, że spożycie wody zawierającej dokładnie tyle samo wspomnianych izotopów nastąpiło 10 dni wcześniej. Lokalizacja nie będzie trudna do ustalenia pod warunkiem wcześniejszej znajomości zawartości izotopów w lokalnych ujęciach wody.
Odkrycie to może mieć szczególne znaczenie w medycynie sądowej. Jednak jak przeprowadzić tego typu analizę w przypadku np. łysiejących panów? Otóż do wszelkiego rodzaju badań opartych na analizie włosów używa się najczęściej próbek z okolic łonowych. Te na głowie nie są najlepszym materiałem, głównie ze względu na wpływ czynników zewnętrznych (atmosferycznych), kosmetyków oraz zanieczyszczeń.
Więcej informacji:
Chesson, L., Valenzuela, L., O’Grady, S., Cerling, T., & Ehleringer, J. (2010). Links between Purchase Location and Stable Isotope Ratios of Bottled Water, Soda, and Beer in the United States Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58 (12), 7311-7316 DOI: 10.1021/jf1003539