Химическая энциклопедия

ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ

,

в-ва, имеющие в своем составе хим. элемент с изотопным составом, отличающимся от природного. Часто И. и. называют сами изотопы-метки, добавляемые в в-во, содержащее прир. смесь изотопов данного элемента. Т. к. поведение изотопов одного элемента в физ.-хим. процессах практически идентично (за исключением легких элементов с атомными номерами Z [ 10-12, для к-рых относительно большую роль могут игратьизотопные эффекты),использование И. и. позволяет по регистрации изотопа-метки исследовать самодиффузию и миграцию меченого в-ва, определять ничтожно малые кол-ва в-ва, изучать механизмы хим. р-ций и биол. процессов (т. наз. метод изотопных индикаторов, ранее наз. методом меченых атомов). Различают стабильные и радиоактивные И. и. в зависимости от того, стабильный или радиоактивный изотоп добавляют в в-во в качестве метки. В стабильных И. и. в качестве метки м. б. использованы изотопы только тех элементов, к-рые в природе представлены смесями стабильных изотопов. У целого же ряда элементов (В, F, Na, Al, P, I) имеется только один стабильный нуклид, поэтому стабильных И. и., меченных по этим элементам, нет. Кроме того, для применения стабильного изотопа в качестве метки его относит. содержание в прир. смеси изотопов данного элемента должно быть невелико. Так, в случае кислорода, состоящего из стабильных изотопов16О,17О и18О (содержание в прир. смеси 99,756%, 0,037% и 0,204% соотв.), роль стабильного изотопа-метки могут играть17О и18О (чаще18О, т. к. его извлечение из прир. смеси намного дешевле). Регистрацию стабильного изотопа-метки в изучаемых процессах осуществляют по его содержанию в в-ве на разных этапах процесса. Для этого используют в осн. масс-спектрометрию; иногда, особенно в случае элементов с малыми Z, также ИК спектроскопию, ЯМР, вискозиметрию и др.методы. Радиоактивные И. и. более универсальны: радионуклиды, к-рые можно использовать как метки, имеются у подавляющего большинства элементов. При этом существует возможность выбора радионуклида-метки среди неск. радионуклидов, различающихся типом и энергией радиоактивного превращ. и периодом полураспада T1/2. Присутствие радиоактивных И. и. в среде устанавливают с помощью радиометрич. аппаратуры, детектируя ионизирующее излучение, испускаемое радионуклидом. Разработка автоматич. аппаратуры для быстрой регистрации излучения радионуклида позволяет применять в качестве меток короткоживущие радионуклиды, напр.20F (T1/2ок. 11 с). Такие радионуклиды часто предпочтительнее долгоживущих, т. к. уже через небольшой промежуток времени (неск. мин) исследуемый материал совершенно свободен от радиоактивных атомов. Стабильные нуклиды для И. и. получают методамиизотопов разделения.Важное преимущество их использования - отсутствие ионизирующих излучений; недостатки: высокая (в большинстве случаев) стоимость препаратов, сложная техника регистрации, низкая точность определения и сравнительно высокие пределы обнаружения (не ниже 10-5-10-17% по массе). В случае радиоактивных И. и. пределы обнаружения тем ниже, чем меньше T1/2радионуклида-метки, и могут достигать чрезвычайно низких значений (10-16-10-20% по массе). Это определяет широкое применение радиоактивных И. и. в химии, физике, биологии, медицине и др. областях. Большинство используемых радионуклидов - искусственные, получаемые при ядерных р-циях как продукты деления, при проведении активац. анализа, радиоактивном распаде долгоживущего "материнского" нуклида (см.Изотопные генераторы).Для тяжелых элементов - Ра, Th, Bi, Pb, Тl - обычно используют их короткоживущие радионуклиды, входящие в состав прир.радиоактивных рядов.Так, в качестве метки для тория (прир. Th a-радиоактивeн, но имеет очень низкую уд. радиоактивность из-за большого значения Т1/2= 1,40.1010лет) применяется, напр., член ряда урана-радия234Тh с T1/2= 24,1 сут. Излучение радионуклида-метки может привести к появлению разл. артефактов из-за радиолиза, образования горячих атомов или др. эффектов. Однако при низких уд. радиоактивностях препаратов, достаточных для проведения подавляющего большинства исследований, артефакты несущественны; они начинают сказываться на результатах при уд. радиоактивностях препаратов выше 102-105МБк/г; тогда для выявления артефактов проводят дополнит. исследования (используют разные радионуклиды-метки одного и того же элемента, варьируют уд. радиоактивность препаратов и т. п.). Ограниченность применения И. и. связана, во-первых, с уже упоминавшимися изотопными эффектами, во-вторых, с возможностьюизотопного обмена(напр., атомов-меток в исследуемом растворенном в-ве с атомами того же элемента, входящими в состав молекул р-рителя). Поэтому в молекулу изучаемого хим. соед. изотоп-метку стараются вводить в определенную позицию, где скорость изотопного обмена невелика. Так, при использовании в качестве И. и. фенола его метят по бензольному кольцу, а не по атому Н фенольной группы. Подробнее о синтезе хим. соед., содержащих изотопы-метки в том или ином положении, и номенклатуре этих соед. см. в ст.Меченые соединения.Радиоактивные И. и. впервые применены для исследований Г. Хевеши и Ф. Пакетом в 1913.Лит.:Радиоактивные индикаторы в химии. Проведение эксперимента и обработка результатов, М., 1977; Радиоактивные индикаторы в химии. Основы метода, под ред. В. Б. Лукьянова, 3 изд., М., 1985; Остерман Л. А.. Исследование биологических макромолекул электрофокусированием. иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами. М., 1983,С. С. Бердоносов.


  1. изотопные индикаторы—вещества имеющие отличный от природного изотопный состав и благодаря этому используемые в качестве метки при изучении самых разнообразных процессов. Роль изотопной метки ...Большая Советская энциклопедия II
  2. изотопные индикаторы—меченые атомы радиоактивные или стабильные атомы крые отсутствуют в природной изотопной смеси к.л. элемента и легко могут быть обнаружены и определены количественно. При...Большой энциклопедический политехнический словарь
  3. изотопные индикаторы—ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ меченые атомы радиоактивные реже стабильные нуклиды которые используются в составе простых или сложных веществ для изучения химического биологическо...Большой Энциклопедический словарь V
  4. изотопные индикаторы—меченые атомы радиоактивные реже стабильные нуклиды крые используются в составе меченых соединенийi для изучения хим. биол. и др. процессов с помощью спец. методов напр. ...Естествознание. Энциклопедический словарь
  5. изотопные индикаторы—то же что меченые атомы....Иллюстрированный энциклопедический словарь
  6. изотопные индикаторы—изотопные индикаторы то же что меченые атомы см.em атом. Новый словарь иностранных слов. by EdwART...Словарь иностранных слов русского языка
  7. изотопные индикаторы—ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ то же что меченые атомы....Современная энциклопедия
  8. изотопные индикаторы—ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ меченые атомы радиоактивные реже стабильные нуклиды которые используются в составе простых или сложных веществ для изучения химического биологическог...Современный энциклопедический словарь
  9. изотопные индикаторы—меченые атомы вещества имеющие отличный от природного изотопный состав используемые в качве метки при исследовании разл. процессов в т. ч. в живом организме. Метод И. и. ...Физическая энциклопедия