Carbone 13

Le carbone 13, noté ¹³C, est l'isotope du carbone dont le nombre de masse est égal à 13 : son noyau atomique compte 6 protons et 7 neutrons avec un spin 1/2- pour une masse atomique de 13,003 354 835 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 3 125,009 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 470 keV[1]. C'est un isotope stable constituant environ 1,1 % du carbone terrestre.

Carbone 13

Carte des nucléides localisant le ¹³C.

Données physiques
Présence naturelle	1,07(8) %[1]
Demi-vie	Stable
Masse atomique	13,00335483534(25) u
Spin	1/2-
Excès d'énergie	3 125,009 33 ± 0,000 23 keV[1]
Énergie de liaison par nucléon	7 470 ± 0 keV[1]

Production radiogénique
Isotope parent	Désintégration	Demi-vie
13 5B	β⁻	17,33(17) ms
13 7N	β⁺	9,965(4) min

Utilisations

Possédant un spin nucléaire non nul, le ¹³C est couramment utilisé pour la résonance magnétique nucléaire.

Le suivi du ¹³C par comparaison des ratios ¹²C/¹³C, aussi appelé δ¹³C, des produits organiques a notamment été utilisé pour étudier le réseau trophique dans certaines niches écologiques[2] - [3]. Ce ratio peut être dosé par spectrométrie de masse dans le collagène de l'os ou dans l'apatite de l'os et des dents. Il permet de savoir quel type de plantes a été consommé par l'animal ou l'Homme, car il est différent selon le biotope[4].

Le carbone ¹³C est utilisé dans le test respiratoire à l'urée pour détecter la présence d’Helicobacter pylori (à l'origine d'ulcères gastriques). Après ingestion d'urée marquée au ¹³C, l'uréase de la bactérie est capable de dégrader l'urée en ammoniaque NH₄OH et en CO₂. Celui-ci est alors aussi marqué pour passer dans le sang puis dans l'air expiré. La présence de CO₂ marqué dans l'air expiré permet de mettre en évidence la présence d’H. pylori avec une bonne sensibilité et spécificité, supérieures à 90 %. Les résultats sont moins fiables chez le petit enfant, ou en cas de saignement (faux positifs) ou de prise d'inhibiteurs de la pompe à protons (faux négatifs)[5].

(en) « Live Chart of Nuclides: 13
6C
7 », sur https://www-nds.iaea.org/, AIEA, 31 mars 2004 (consulté le 17 août 2021).
Bearhop S. Determining trophic niche width: a novel approach using stable isotope analysis. J. Anim. Ecol. 2004;73:1007–1012.
Layman CA. Can stable isotope ratios provide quantitative measures of trophic diversity within food webs? Ecology. 2007;88:42–48. PubMed
Gilles Deluc, La nutrition préhistorique, Périgueux, Pilote 24, 1995 (ISBN 2-9501983-8-4), p. 53.
Francis Mégraud, « Diagnostic de l'infection à Helicobacter pylori », La Revue du Praticien, vol. 64, n^o 2 « Infection à H. pylori et cancers gastriques »,‎ février 2014, p. 201-206.

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