ІЗОТОПНІ ІНДИКАТОРИ

,

в-ва, що мають в своєму складі хім. елемент з ізотопним складом, що відрізняється від природного. Часто І. і. називають самі ізотопи-мітки, що додаються в в-во, що містить прир. суміш ізотопів даного елемента. Т. к. Поведінка ізотопів одного елемента в фіз. -хімія. процесах практично ідентично (за винятком легких елементів з атомними номерами Z [10-12, для яких брало відносно велику роль можуть грати ізотопні ефекти ), використання І. і. дозволяє по реєстрації ізотопу-мітки досліджувати Самодифузія і міграцію міченого в-ва, визначати мізерно малі кількості в-ва, вивчати механізми хім. р-ций і біол. процесів (т. зв. метод ізотопних індикаторів, раніше наз. методом мічених атомів). Розрізняють стабільні і радіоактивні І. і. в залежності від того, стабільний або радіоактивний ізотоп додають в в-во в якості мітки. У стабільних І. і. в якості мітки м. б. використані ізотопи тільки тих елементів, к-які в природі представлені сумішами стабільних ізотопів. У цілого ж ряду елементів (В, F, Na, Al, P, I) є тільки один стабільний нуклід, тому стабільних І. і. , Мічених по цим елементам, немає. Крім того, для застосування стабільного ізотопу в якості мітки його відносить. зміст в прир. суміші ізотопів даного елемента має бути невелика. Так, у разі кисню, що складається з стабільних ізотопів 16 О, 17 О і 18 О (вміст в прир.суміші 99, 756%, 0, 037% і 0, 204% соотв.), роль стабільного ізотопу-мітки можуть грати 17 О і 18 О (частіше 18 О, т. к. його витяг з прир. суміші набагато дешевше). Реєстрацію стабільного ізотопу-мітки в досліджуваних процесах здійснюють по його змісту в в-ве на різних етапах процесу. Для цього використовують в осн. мас-спектрометрії; іноді, особливо в разі елементів з малими Z, також ІК спектроскопію, ЯМР, Віскозиметри і ін. методи. Радіоактивні І. і. більш універсальні: радіонукліди, к-які можна використовувати як мітки, є у переважної більшості елементів. При цьому існує можливість вибору радіонукліда-мітки серед дек. радіонуклідів, що розрізняються типом і енергією радіоактивного превращ. і періодом напіврозпаду T 1/2 . Присутність радіоактивних І. і. в середовищі встановлюють за допомогою радиометрич. апаратури, детектуючи іонізуюче випромінювання, що випускається радіонуклідом. Розробка автоматичним. апаратури для швидкої реєстрації випромінювання радіонукліда дозволяє застосовувати в якості міток короткоживучі радіонукліди, напр. 20 F (T 1/2 ок. 11 с). Такі радіонукліди часто краще довгоживучих, т. К. Вже через невеликий проміжок часу (неск. Хв) досліджуваний матеріал абсолютно вільний від радіоактивних атомів. Стабільні нукліди для І. і. отримують методами ізотопів поділу. Важлива перевага їх використання - відсутність іонізуючих випромінювань; недоліки: висока (в більшості випадків) вартість препаратів, складна техніка реєстрації, низька точність визначення і порівняно високі межі виявлення (не нижче 10 - 5 -10 - 17 % по масі). У разі радіоактивних І. і.межі виявлення тим нижче, чим менше T 1/2 радіонукліда-мітки, і можуть досягати надзвичайно низьких значень (10 - 16 -10 - 20 % по масі). Це визначає широке застосування радіоактивних І. і. в хімії, фізиці, біології, медицині та ін. областях. Більшість використовуваних радіонуклідів - штучні, одержувані при ядерних р-ціях як продукти ділення, при проведенні активації. аналізу, радіоактивному розпаді довгоживучих "материнського" нуклида (див. Ізотопні генератори ). Для важких елементів - Ра, Th, Bi, Pb, Тl - зазвичай використовують їх короткоживучі радіонукліди, що входять до складу прир. радіоактивних рядів. Так, в якості мітки для торію (прир. Th a-радіоактівeн, але має дуже низьку уд. Радіоактивність через великого значення Т 1/2 = 1, 40. 10 10 років) застосовується, напр. , Член ряду урану-радію 234 Тh з T 1/2 = 24, 1 добу. Випромінювання радіонукліда-мітки може привести до появи разл. артефактів через радіолізу, освіти гарячих атомів або ін. ефектів. Однак при низьких уд. радіоактивного препарату, достатніх для проведення переважної більшості досліджень, артефакти несуттєві; вони починають позначатися на результатах при уд. радіоактивного препарату вище 10 2 -10 5 МБк / г; тоді для виявлення артефактів проводять доповнить. дослідження (використовують різні радіонукліди-мітки одного і того ж елемента, варіюють уд. радіоактивність препаратів і т. п.). Обмеженість застосування І. і. пов'язана, по-перше, з уже згадуваними ізотопними ефектами, по-друге, з можливістю ізотопного обміну (напр., атомів-міток в досліджуваному розчиненому в-ве з атомами того ж елемента, що входять до складу молекул р -рітеля).Тому в молекулу досліджуваного хім. соед. ізотоп-мітку намагаються вводити в певну позицію, де швидкість ізотопного обміну невелика. Так, при використанні в якості І. і. фенолу його мітять по бензольному кільцю, а не по атому Н фенольной групи. Детальніше про синтез хім. соед. , Що містять ізотопи-мітки в тому чи іншому положенні, і номенклатурі цих соед. см. в ст. Мічені сполуки. Радіоактивні І. і. вперше застосовані для досліджень Г. Хевеши і Ф. Пакетом в 1913. Літ. : Радіоактивні індикатори в хімії. Проведення експерименту і обробка результатів, М., 1977; Радіоактивні індикатори в хімії. Основи методу, під ред. В. Б. Лук'янова, 3 вид. , М., 1985; Остерман Л. А ... Дослідження біологічних макромолекул електрофокусірованіем. іммуноелектрофореза і радіоізотопними методами. М., 1983, З. С. Бердоносов. Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.