Teil 4: Qualitätsprüfung—Isotopenuntersuchung

Die Bausteine, aus denen wir und sämtliche Materie bestehen, sind chemische Elemente. Es gibt eine Vielzahl von Elementen, die unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale aufweisen. Jedes Element enthält drei Komponenten: Protons, Neutronen und Elektronen. Jedes Element unterscheidet sich von anderen Elementen durch die Anzahl der enthaltenen Protonen (und Elektronen). Die Anzahl der Protonen entspricht immer der Anzahl der Elektronen. Ein Isotop liegt vor, wenn die Anzahl der Protonen gleich ist, das Element aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen aufweist. Jedes Element liegt von Natur aus in einer oder mehreren stabilen Isotopenformen vor: Kohlenstoff beispielsweise hat zwei stabile Isotope, Kohlenstoff-12 (mit 6 Neutronen) und Kohlenstoff-13 (mit 7 Neutronen). Beide Formen haben 6 Protonen und Elektronen. Da ätherische Öle organische Verbindungen sind, bestehen sie hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen und haben ein bestimmtes Verhältnis von Kohlenstoff-12 zu Kohlenstoff-13. Dieses Verhältnis variiert je nach Ort auf der Welt.

Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-13 haben ähnliche chemische Eigenschaften in der physischen Welt, aber auf atomarer Ebene beeinflusst schon ein einziges Neutron die Masse des Atoms und damit das Molekulargewicht der Moleküle, zu denen sie gehören. Durch den Einsatz einer speziellen Art der Massenspektroskopie kann bestimmt werden, welche Isotope in einem Bestandteil eines ätherischen Öls in welchen Mengen aufgrund dieser Unterschiede in der Atommasse vorhanden sind. Wenn sie vom gleichen Ort stammen, sollte jeder Bestandteil eines ätherischen Öls den gleichen Anteil an Isotopen aufweisen (z. B. 99 Prozent Kohlenstoff-12 und 1 Prozent Kohlenstoff-13). Wenn ein bestimmter Bestandteil des ätherischen Öls ein anderes Isotopenprofil aufweist als die anderen Bestandteile (z. B. 98 Prozent Kohlenstoff-12 und 2 Prozent Kohlenstoff-13), gibt dies dem Wissenschaftler Aufschluss darüber, dass das Öl eine Verfälschung von einem anderen Ort enthält.