ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ, вещества, имеющие в своем составе хим. элемент с изотопным составом, отличающимся от природного. Часто изотопные индикаторы называют сами изотопы-метки, добавляемые в вещество, 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 которых относительно большую роль могут играть изотопные эффекты), использование изотопные индикаторы позволяет по регистрации изотопа-метки исследовать самодиффузию и миграцию меченого вещества, определять ничтожно малые кол-ва вещества, изучать механизмы хим. реакций и биол. процессов (т. наз. метод изотопных индикаторов. ранее наз. методом меченых атомов).
Различают стабильные и радиоактивные изотопные индикаторы в зависимости от того, стабильный или радиоактивный изотоп добавляют в вещество в качестве метки. В стабильных изотопные индикаторы в качестве метки м. б. использованы изотопы только тех элементов, которые в природе представлены смесями стабильных изотопов. У целого же ряда элементов (В, F, Na, Al, P, I) имеется только один стабильный нуклид. поэтому стабильных изотопные индикаторы, 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 и 18О (содержание в прир. смеси 99,756%, 0,037% и 0,204% соотв.), роль стабильного изотопа-метки могут играть 17О и 18О (чаще 18О, т.к. его извлечение из прир. смеси намного дешевле). Регистрацию стабильного изотопа-метки в изучаемых процессах осуществляют по его содержанию в веществе 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 изотопные индикаторы более универсальны: радионуклиды, которые 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 изотопные индикаторы 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, например 20F (T1/2 ок. 11 с). Такие радионуклиды часто предпочтительнее долгоживущих, т. к. уже через небольшой промежуток времени (неск. мин) исследуемый материал совершенно свободен от радиоактивных атомов.
Стабильные нуклид. для изотопные индикаторы получают методами изотопов 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 изотопные индикаторы пределы обнаружения тем ниже, чем меньше T1/2 радионуклида-метки, и могут достигать чрезвычайно низких значений (10-16-10-20% по массе). Это определяет широкое применение радиоактивных изотопные индикаторы в химии, физике, биологии, медицине и др. областях. Большинство используемых радионуклидов - искусственные, получаемые при ядерных реакциях как продукты деления, при проведении активац. анализа, радиоактивном распаде долгоживущего "материнского" нуклид. (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 = 1,40.1010 лет) применяется, например, член ряда урана-радия 234Тh 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 102-105 МБк/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 изотопные индикаторы связана, во-первых, с уже упоминавшимися изотопными эффектами, во-вторых, с возможностью изотопного обмена (напр., атомов-меток в исследуемом растворенном веществе с атомами того же элемента, входящими в состав молекул растворителя). Поэтому в молекулу изучаемого хим. соед. изотоп-метку стараются вводить в определенную позицию, где скорость изотопного обмена невелика. Так, при использовании в качестве изотопные индикаторы 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 изотопные индикаторы 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.
