Les isotopes artificiels : Les traceurs en biologie
Les traceurs en biologie
L’une des plus intéressantes applications des nouveaux isotopes radioactifs, c’était la possibilité de les utiliser comme traceurs, en chimie, et surtout pour l’étude des phénomènes biologiques.
Rappelons que tous les isotopes d’un élément donné occupent la même case du tableau de Mendeleïev. Les atomes correspondants ont le même nombre d’électrons, donc des propriétés chimiques identiques. Dès 1912, un an avant la mise en évidence de l’isotopie par Soddy, un jeune étudiant de Rutherford, Georg de Hevesy, en avait fait la cruelle expérience. Le maître lui avait lancé une sorte de défi :
« Si vous êtes un chimiste digne de ce nom, trouvez une méthode pour séparer le radium D du radium G ! »
Tout le monde – y compris, bien entendu, Rutherford – ignorait à l’époque qu’il s’agissait de deux variétés de plomb, le radium D étant en fait l’isotope radioactif 210Pb, et le radium G l’isotope stable 206Pb.La même année, à Vienne, un autre étudiant, Friedrich Paneth, se voyait proposer le même exercice. Bien entendu, ni l’un ni l’autre ne parvint au résultat espéré. Cependant, comme tout échec peut constituer une expérience positive, Hevesy et Paneth, qui étaient des hommes de ressource, retournèrent la situation en inventant ensemble la méthode des traceurs : si le radium D ne peut être séparé chimiquement du plomb par les hommes, il ne peut sans doute pas l’être davantage par les plantes. Dans le parcours biochimique du plomb, cet « élément » radioactif suivra partout le métal lourd. Mais comme il est radioactif, sa présence pourra être « pistée » en mesurant sa radioactivité spécifique. En 1923, Georg de Hevesy mit au point la méthode en arrosant une plante avec une solution contenant du RaD. Il observa ensuite le mouvement du plomb en mesurant la radioactivité des racines, puis de la tige, puis des feuilles.
On raconte aussi qu’un jour, soupçonnant que les restes des repas étaient systématiquement resservis dans la pension de famille où il résidait, le chimiste ajouta subrepticement du radium D au ragoût, et retrouva la radioactivité de ce produit dans le hachis Parmentier du lendemain, puis dans la soupe du surlendemain ! Sa protestation véhémente, accompagnée de la description de sa méthode d’analyse, lui valurent immédiatement… d’être renvoyé de la pension !
Jusqu’en 1934, les possibilités de la méthode des traceurs restaient cependant très limitées puisque l’on ne connaissait que des isotopes radioactifs naturels, ce qui les situait parmi les éléments lourds. Après la découverte de la radioactivité artificielle, il devint possible de préparer des isotopes radioactifs de tous les éléments légers intervenant dans les tissus vivants (hydrogène, oxygène, carbone, azote, et bien d’autres). Frédéric Joliot lui-même souligna cette possibilité dès 1934 et ce fut l’une de ses motivations pour la construction de son cyclotron. Deux techniques furent alors développées, la technique des traceurs simples et celle des molécules marquées.
Vidéo : Les isotopes artificiels : Les traceurs en biologie
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