Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ИЗ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 20 (всего у книги 25 страниц)
Изотермы
Изоте'рмы (от изо... и греч. thérme – теплота), изолинии температуры воздуха, воды или почвы. Чаще всего составляются карты И. для средней многолетней месячной температуры воздуха, средней температуры любого периода времени или температуры на определённый момент времени. Для исключения влияния высоты при проведении И. иногда значения температур приводят предварительно к уровню моря, принимая, что с увеличением высоты температура воздуха понижается в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м.
Изотиоциановой кислоты эфиры
Изотиоциа'новой кислоты' эфи'ры, изотиоцианаты, горчичные масла, органические соединения общей формулы R – N = C = S, где R – алифатический или ароматический радикал. И. к. э. – жидкости с резким запахом. Они перегоняются без разложения, не растворяются в воде, обладают слезоточивым действием и при попадании на кожу вызывают ожоги. Свойства некоторых И. к. э. приведены в таблице:
| Изотиоцианаты | tкип , °С | Плотность, г/см3 (t °С) |
| Метилизотиоцианат CH3 NCS | 119 | 1,069 (37°) |
| Этилизотиоцианат C2 H5 NCS | 131 | 1,003 (18°) |
| Аллилизотиоцианат CH2 = CH – CH2 NCS | 150 | 1,016 (15°) |
| Фенилизотиоцианат C6 H5 NCS | 222 | 1,129 (23°) |
Многие И. к. э. встречаются в растениях в свободном состоянии или в виде гликозидов – соединений с сахарами или другими веществами; аллилизотиоцианат – острое и пахучее начало горчицы. И. к. э. весьма реакционноспособны; они легко присоединяют по связи N = C спирты, фенолы, меркаптаны и др. соединения с образованием производных тиокарбаминовой кислоты (R – NH – CX = S, где Х = OR, OAr, SH, SR, CN, NH2 и др.). Присоединение карбоновых и тиокарбоновых кислот сопровождается выделением соответственно COS и CS2 с образованием амидов кислот (R – NH – COR¢). И. к. э. гидролизуются при нагревании (особенно легко в присутствии щелочей и кислот) и восстанавливаются водородом (в момент выделения) до аминов (RNH2 ), галогенируются с образованием карбиламингалогенидов (R – N = CX2 ), взаимодействуют с окисью ртути, давая изоцианаты (R – N = C = O). И. к. э. получают изомеризацией тиоцианатов (роданидов R – S – C º N) при нагревании, разложением производных дитиокарбаминовой кислоты или тиомочевины и др. способами.
Многие И. к. э. обладают бактерицидным, фунгицидным и инсектицидным действием. Некоторые И. к. э. используются, например, в производстве синтетических волокон.
В. Н. Фросин.
Изотов Никита Алексеевич
Изо'тов Никита Алексеевич [27.1(9.2).1902, М. Драгунка, ныне Кромского района Орловской области, – 14.1.1951, г. Енакиево Донецкой области], рабочий-шахтёр, инициатор массового обучения молодых рабочих кадровыми рабочими, один из зачинателей стахановского движения . Член КПСС с 1936. Работая забойщиком шахты № 1 «Кочегарка» (Горловка), И. добился высокой производительности труда. 11 мая 1932 выступил в газете «Правда» со статьей о своём опыте, положившем начало «изотовскому движению». В 1933 организовал на шахте участок – школу для повышения квалификации молодых забойщиков посредством инструктажа на рабочем месте. Школы под названием «изотовских» получили широкое распространение. В первые дни возникновения стахановского движения И. 11 сентября 1935 выполнил за смену более 30 норм, добыв 240 т угля; 1 февраля 1936 он установил новый мировой рекорд – 607 т угля за 6 ч работы. В 1935—37 И. учился в Промышленной академии в Москве. С конца 1937 работал на руководящих постах в угольной промышленности. На 18-м съезде КПСС (1939) был избран членом Центральной ревизионной комиссии. Депутат Верховного Совета СССР 1-го созыва. Награжден 2 орденами Ленина, 2 другими орденами, а также медалями.
Соч.: Моя жизнь. Моя работа, Хар., 1934.
Лит.: Сенин Г., Никита Изотов, М. – Хар., 1951.
Н. А. Изотов.
Изотонические растворы
Изотони'ческие раство'ры (от изо... и греч. tónos – напряжение), растворы с одинаковым осмотическим давлением ; в биологии и медицине – природные или искусственно приготовленные растворы с таким же осмотическим давлением, как и в содержимом животных и растительных клеток, в крови и тканевых жидкостях. В нормально функционирующих животных клетках внутриклеточное содержимое обычно изотонично внеклеточной жидкости. При сильном нарушении изотоничности растворов в растительной клетке и окружающей среде вода и растворимые вещества свободно перемещаются в клетку или обратно, что может привести к расстройству нормальных функций клетки (см. Плазмолиз , Тургор ). Как правило, по своему составу и концентрации И. р. близки к морской воде. Для теплокровных животных изотоничны 0,9%-ный раствор NaCl и 4,5%-ный раствор глюкозы. И. р., близкие по составу, pH, буферности и другим свойствам к сыворотке крови, называются физиологическими растворами (раствор Рингера для холоднокровных животных и растворы Рингера – Локка и Рингера – Тироде для теплокровных животных). В кровезамещающие И. р. для создания коллоидно-осмотического давления вводят высокомолекулярные соединения (декстран, поливинол и др.). Ср. Гипертонические растворы . Гипотонические растворы .
А. А. Булычев, В. А. Соловьев.
Изотоническое мышечное сокращение
Изотони'ческое мы'шечное сокраще'ние, сокращение мышцы при неизменном напряжении, выражающееся в уменьшении её длины и увеличении поперечного сечения. В организме И. м. с. в чистом виде не наблюдается. К чисто И. м. с. приближается движение ненагруженной конечности; при постепенном увеличении груза до тех пор, когда он уже не может быть поднят, удаётся наблюдать все переходы от И. м. с. к изометрическому мышечному сокращению .
Изотония
Изотони'я, относительное постоянство осмотического давления в жидких средах и тканях организма; то же, что изоосмия .
Изотоны
Изото'ны, атомы различных химических элементов с одинаковым числом нейтронов в ядрах. Пример И. – атомы 52 Не, 63 Li, 74 Be, 85 В, ядра которых содержат 3 нейтрона. Из этих И. 5 He распадается практически мгновенно, 6 Li – стабилен, 7 Be и 8 B – радиоактивны с периодом полураспада соответственно 43 дня и 0,8 сек. См. Изотопы ,Ядро атомное .
Изотопическая инвариантность
Изотопи'ческая инвариа'нтность, свойство сильных взаuмoдействий элементарных частиц. Существующие в природе частицы, обладающие сильными взаимодействиями (адроны), можно разбить на группы «похожих» частиц, в каждую из которых входят частицы с примерно равными массами и одинаковыми внутренними характеристиками (спином ,барионным зарядом ,странностью ), за исключением электрического заряда. Такие группы называются изотопическими мультиплетами. Оказывается, что сильное взаимодействие для всех частиц, входящих в один и тот же изотопический мультиплет, одинаково, т. е. не зависит от электрического заряда, – в этом и состоит симметрия сильных взаимодействий, называемая И. и.
Простейший пример частиц, которые могут быть объединены в один изотопический мультиплет, – протон (р) и нейтрон (n). Опыт показывает, что сильное взаимодействие протона с протоном, нейтрона с нейтроном и протона с нейтроном одинаково (если они находятся соответственно в одинаковых состояниях); это послужило исходным пунктом для установления И. и. Протон и нейтрон рассматриваются как два разных зарядовых состояния одной частицы – нуклона; они образуют изотопический дублет. Другие примеры изотопических мультиплетов: пи-мезоны (p+ , p , p- ) и S-гипероны (S+ , S°, S- ), образующие изотопические триплеты.
Электрический заряд Q частицы, входящей в изотопический мультиплет, выражается формулой Гелл-Мана – Нишиджимы:
Здесь В – барионный заряд, S – странность (одинаковые для всех частиц в данном изотопическом мультиплете), а величина I3 пробегает с интервалом в единицу все значения от некоторого максимального значения I (целого или полуцелого) до минимального, равного – I : I3 = I , I – 1, ..., – I . Общее число значений, которые может принимать величина I3 (и Q ) для данного изотопического мультиплета, а следовательно, и число частиц в изотопическом мультиплете, равно 2I + 1. Величина I , определяющая число частиц в изотопическом мультиплете, называется изотопическим спином, а величина I3 – «проекцией» изотопического спина. Эти названия основаны на формальной математической аналогии с обычным спином частиц, поскольку, согласно квантовой механике, для частиц со спином J проекция спина на произвольное направление в пространстве может принимать через единицу значения от + J до – J , т. е. иметь 2J + 1 значений.
Так как нуклоны существуют в двух зарядовых состояниях, то для них (как и для всех других частиц, входящих в изотопические дублеты) 2I + 1 = 2, т. е. I = 1 /2 а I3 может принимать два значения: + 1 /2 для протона (что соответствует Q = + 1, так как у нуклонов барионный заряд B = 1, а странность S = 0) и – 1 /2 для нейтрона (Q = 0). Изотопическому триплету пионов соответствует I = 1, а I3 равно + 1 для p+ , 0 для p° и – 1 для p — .Частицы с I= 0 не имеют изотопических «партнёров» и являются изотопическими синглетами; к таким частицам относятся, например, гипероны L0 и W-.
Изотопический спин является, таким образом, важной характеристикой адрона – квантовым числом , показывающим, какое количество изотопических «партнёров» имеет данная частица (или в каком числе зарядовых состояний она может находиться).
На основе И. и. удаётся предсказать существование, массу и заряды новых частиц, если известны их изотопические «партнёры». Так было предсказано существование p°, S°, X° по известным p+ , p – ; S+ , S – и X – .
И. и. имеет место и для составных систем из адронов, в частности для атомных ядер. Изотопический спин сложной системы складывается из изотопических спинов входящих в систему частиц, при этом сложение производится по тем же правилам, что и для обычного спина. Так, система из двух частиц с изотопическими спинами 1 /2 (например, нуклон) и 1 (например, p-мезон) может иметь изотопический спин I = 1 + 1 /2 = 3 /2 или I = 1 – 1 /2 = 1 /2 .
В ядрах И. и. проявляется в существовании уровней энергии с одинаковыми квантовыми числами для различных изобаров (т. е. для ядер, содержащих одинаковое число нуклонов и отличающихся электрическим зарядом). Примером служат ядра 146 С, 147 N, 148 O: основное состояния ядер 14 С, 14 О и первое возбуждённое состояние 14 N образуют изотопический триплет, I = 1 (см. рис .). Все квантовые числа этих уровней одинаковы, а различие в их энергиях можно объяснить разницей электростатических энергий из-за различия в электрических зарядах этих ядер. (Основной уровень 14 N имеет изотопический спин I = 0, поэтому у него нет аналогов в ядрах 14 C и 14 O.)
Из И. и. следует закон сохранения полного изотопического спина I в процессах, обусловленных сильными взаимодействиями. Этот закон приводит к определённым соотношениям между вероятностями процессов для различных частиц, входящих в одинаковые изотопические мультиплеты, а также к запрету некоторых реакций [например, реакция d + d ® 4 He + p° не может происходить за счёт сильных взаимодействий, так как для d (дейтрона) и 4 He I = 0, а для p°-мезона I = 1]. Экспериментальной проверке таких предсказаний посвящено много работ на ускорителях заряженных частиц высокой энергии.
И. и. имеет место только для сильных взаимодействий и нарушается электромагнитными взаимодействиями (явно зависящими от электрических зарядов частиц, т. е. от I3 ), «сила» которых по порядку величины составляет примерно 1% от сильных взаимодействий. Различие электромагнитных взаимодействий для разных частиц, входящих в один и тот же изотопический мультиплет, и обусловливает различие в их массах.
Лит. см. при ст. Элементарные частицы .
С. С. Герштейн.
Изотопический спин
Изотопи'ческий спин, одна из характеристик сильно взаимодействующих частиц, определяющая (вместе с другими характеристиками – массой, спином , барионным зарядом ) ее принадлежность к группе частиц с близкими свойствами (но разными электрическими зарядами), одинаковым образом участвующих в сильных взаимодействиях . См.Изотопическая инвариантность .
Изотопные индикаторы
Изото'пные индика'торы, вещества, имеющие отличный от природного изотопный состав и благодаря этому используемые в качестве метки при изучении самых разнообразных процессов. Роль изотопной метки выполняют стабильные или радиоактивные изотопы химических элементов, которые легко могут быть обнаружены и определены количественно. Высокая чувствительность и специфичность И. и. позволяют проследить за ними в сложных процессах перемещения, распределения и превращения веществ в сколь угодно сложных системах, в том числе и в живых организмах.
Метод И. и. (называется также методом меченых атомов) был впервые предложен Д. Хевеши и Ф. Панетом в 1913. Широкое использование И. и. стало возможным благодаря развитию ядерной техники, позволившей получать изотопы в массовом масштабе.
Метод И. и. основан на том, что химические свойства разных изотопов одного элемента почти одинаковы (благодаря чему поведение меченых атомов в изучаемых процессах практически не отличается от поведения других атомов того же элемента), и на лёгкости обнаружения изотопов, особенно радиоактивных. При использовании метода необходим учёт возможных реакций изотопного обмена , приводящих к перераспределению меченых атомов (следовательно, к потере соединением метки), а иногда и учёт радиационных эффектов, связанных с влиянием радиоактивных излучений на ход процесса. Изотоп, используемый в качестве метки, вводится в состав изучаемых соединений. Могут быть использованы как стабильные, так и радиоактивные изотопы.
Преимущество стабильных изотопов – их устойчивость и отсутствие ядерных излучений. Однако только небольшое число элементов имеет подходящие стабильные изотопы. Малая доступность последних и сравнительно сложная техника обнаружения составляют недостатки метода И. и. с применением стабильных изотопов. Преимущество радиоактивных изотопов – возможность их получения практически для всех элементов периодической системы, высокая чувствительность, специфичность и точность определения, простота и доступность измерительной аппаратуры. Поэтому большинство исследований, использующих метод И. и., выполнено с радиоактивными изотопами.
Такие элементы, как водород, углерод, сера, хлор, свинец, имеют удобные для использования как стабильные – 2 H, 13 C, 34 S, 35 Cl, 37 Cl, 204 РЬ, так и радиоактивные изотопы – 3 H, 11 C, 14 C, 35 S, 36 C1, 212 РЬ. В качестве изотопов азота и кислорода чаще всего применяются стабильные 15 N и 18 O и другие. Стабильные И. и. получают обогащением природных изотопных смесей путём многократного повторения операции разделения (перегонка, диффузия, термодиффузия, изотопный обмен, электролиз; см.Изотопов разделение ), а также на масс-спектрометрических установках и при ядерных реакциях.
Для элементов, существующих в природе в виде одного изотопа (Be, F, Na, Al, P, I), в качестве меченых атомов используют только искусственные радиоактивные изотопы; примером часто применяемых радиоактивных изотопов служат 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, 45 Ca, 51 Cr, 59 Fe, 60 Co, 89 Sr,95 Nb, 110 Ag, 131 I и др. Выбор радиоактивного изотопа определяется его ядерными характеристиками – периодом полураспада, типом и энергией излучения. Для индикации пригодны радиоактивные изотопы, период полураспада которых не очень мал, что позволяет работать в течение времени, необходимого для эксперимента, но и не очень велик, что даёт возможность работать с весьма малыми количествами индикатора.
Основным методом анализа стабильных изотопов служит масс-спектрометрия (чувствительность 10-4 % изотопа при точности 0,1—1% для проб массой в доли мг ). Всё большее применение находят спектральные методы и парамагнитный резонанс. Дейтерий, 18 O и некоторые другие изотопы определяют по изменению показателя преломления, теплопроводности, плотности как самого элементарного вещества, так и его соединений. Радиоактивные изотопы определяют по их излучению при помощи счётчиков Гейгера или сцинтилляционных счётчиков. Так, с помощью счетчика Гейгера можно уловить излучение 10-11г углерода 14 C, 10-16г фосфора 32 Р и иода 131 I, 10-19г углерода 11 C и т. д. Современные жидкостные сцинтилляционные счётчики позволяют с высокой эффективностью и точностью проводить определение изотопов с мягким бета-излучением (3 H, 14 C, 35 S и др.). Введение в практику этого метода изотопного анализа повышает его производительность и позволяет работать с незначительными активностями, приближающимися к активности космического фона. Широкое применение в биологии получил метод авторадиографии. При работе с радиоактивными изотопами необходимо соблюдать правила техники безопасности в соответствии с существующими нормами.
Известны различные способы синтеза меченых соединений . Наряду с обычным химическим синтезом используются реакции изотопного обмена и биологический синтез. В большинстве случаев изотопная метка занимает определённое положение в молекуле; например, пропионовую кислоту можно пометить по углероду тремя способами: 14 CH3 CH2 COOH, СН314 СН2 СООН, СН3 СН214 СООН.
Имеются три основных направления использования И. и. Методом И. и. изучают характер распределения веществ и пути их перемещения. И. и. вводят в ту или иную систему и через определённые промежутки времени устанавливают наличие И. и. в различных частях системы. Наиболее наглядные картины распределения получаются без разрушения образца при помощи радиоавтограмм (см. Авторадиография ).
Другое направление использования И. и. – количественный анализ. Один из самых простых и распространённых вариантов метода И. и. – метод изотопного разбавления, при котором к анализируемому веществу добавляют дозированное количество И. и. и по степени его разбавления судят об исходном количестве вещества. Этот метод позволяет производить определение ничтожно малых количеств трудноопределяемых веществ и, наоборот, больших масс веществ; анализировать сложные смеси, анализ и разделение которых другими методами невозможны. Широкими возможностями отличается примыкающий к методу И. и. активационный анализ , где меткой служит изотоп другого элемента, образованный из данного в результате ядерной реакции. Особенно большое значение этот метод имеет при определении микроэлементов в металлах, сплавах, минералах, тканях, при быстром контроле технологических процессов. Количественный анализ природных изотопов, входящих в естественные радиоактивные ряды урана и тория, а также количественное определение изотопа 14 C в умерших организмах позволяют определять возраст горных пород и археологических находок.
Третьим направлением использования И. и. является выяснение механизма различных процессов и изучение строения химических соединений. Введение изотопной метки в определённое положение молекулы устраняет химическую неразличимость атомов, допуская возможность однозначного выяснения механизма тех или иных реакций, для которых обычные химические методы описывают только начальное и конечное состояния.
Все указанные направления применения И. и. широко представлены в различных областях химии, биологии, медицины, техники, сельского хозяйства и т. д. Ниже приводятся отдельные примеры их использования.
Лит.: Радиоактивные изотопы в химических исследованиях, Л. – М., 1965; Рогинский С. З., Теоретические основы изотопных методов изучения химических реакций, М., 1956; Ядернофизические методы анализа веществ, М., 1971 (Всесоюзная научно-техническая конференция «XX лет производства и применения изотопов и источников ядерных излучений в народном хозяйстве СССР», Минск, 1968).
К. Б. Заборенко.
В биологии И. и. применяют для решения как фундаментальных, так и прикладных биологических проблем, изучение которых другими методами затруднено или невозможно. Существенное для биологии преимущество метода меченых атомов состоит в том, что использование И. и. не нарушает целостности организма и его основных жизненных отправлений. С применением И. и. связаны многие крупные достижения современной биологии, определившие расцвет биологических наук во 2-й половине 20 в. С помощью стабильных и радиоактивных изотопов водорода (2 H и 3 H), углерода (13 C и 14 C), азота (15 N), кислорода (18 O), фосфора (32 P), серы (35 S), железа (59 Fe), йода (131 I) и др. были выяснены и детально изучены сложные и взаимосвязанные процессы биосинтеза и распада белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров и др. биологически активных соединений, а также химические механизмы их превращений в живой клетке (рис. 1 – 3 ). Применение И. и. привело к пересмотру прежних представлений о природе фотосинтеза , а также о механизмах, обеспечивающих усвоение растениями неорганических веществ – карбонатов, нитратов, фосфатов и др.
С помощью И. и. выполнено огромное число исследований в самых разнообразных направлениях биологии и биохимии. Одно из направлений включает работы по изучению динамики и путей перемещения популяций в биосфере и отдельных особей внутри данной популяции, миграции микробов, а также отдельных соединений внутри организма. Вводя в организмы с пищей или путём инъекций метку, удалось изучить скорость и пути миграции многих насекомых (москитов, мух, саранчи), птиц, грызунов и др. мелких животных и получить данные о численности их популяций. В области физиологии и биохимии растений с помощью И. и. решен ряд теоретических и прикладных проблем: выяснены пути поступления минеральных веществ, жидкостей и газов в растения, а также роль различных химических элементов, в том числе микроэлементов , в жизни растений (рис. 4 ). Показано, в частности, что углерод поступает в растения не только через листья, но и через корневую систему, установлены пути и скорости передвижения ряда веществ из корневой системы в стебель и листья и из этих органов к корням. В области физиологии и биохимии животных и человека изучены скорости поступления различных веществ в их ткани (в том числе скорость включения железа в гемоглобин , фосфора – в нервную и мышечные ткани, кальция – в кости).
Важная группа работ охватывает исследования механизмов химических реакций в организме. Так, во многих случаях удалось установить связь между исходными и вновь образующимися молекулами, проследить за «судьбой» отдельных атомов и химических групп в процессах обмена веществ, а также выяснить последовательность и скорость этих превращений. Полученные данные сыграли решающую роль при построении современных схем биосинтеза и метаболизма (метаболических карт), путей превращения пищи, лекарственных препаратов и ядов в живых организмах. К работам этой группы относится выяснение вопроса о происхождении кислорода, выделяемого в процессе фотосинтеза: оказалось, что его источником является вода, а не двуокись углерода. С другой стороны, применение 14 CO2 позволило выяснить пути превращений двуокиси углерода в процессе фотосинтеза. Использование «меченой» пищи привело к новому представлению о скоростях всасывания и распространения пищевых веществ, об их «судьбе» в организме и помогло проследить за влиянием внутренних и внешних факторов (голодание, асфиксия, переутомление и т. д.) на обмен веществ. Метод И. и. позволил изучить процессы обратимого транспорта веществ через биологические мембраны . Было показано, что концентрации веществ по обе стороны мембраны остаются постоянными с сохранением градиентов концентрации, характерных для каждой из разделённых мембранами сред.
Метод И. и. нашёл применение в исследовании процессов, решающую роль в которых играет передача информации в организме (проводимость нервных импульсов, инициация и рецепция раздражения и др.) Эффективность метода И. и. в работах этого рода обусловлена тем, что исследования проводятся на целостных, интактных организмах, сохраняющих неповрежденной всю сложную систему нервных и гуморальных связей. Наконец, группа работ включает исследования статических характеристик биологических структур, начиная с молекулярного уровня (белки, нуклеиновые кислоты) и кончая надмолекулярными структурами (рибосомы, хромосомы и др. органеллы). Например, исследования относительной устойчивости белков и нуклеиновых кислот в 1 H2 O, 2 H2 O и в H218 O способствовали выяснению природы сил, стабилизирующих структуру биополимеров , в частности роли водородных связей в биологических системах.
Важное значение при выборе изотопа имеет вопрос о чувствительности метода изотопного анализа, а также о типе радиоактивного распада и энергии излучения. Преимущество стабильных изотопов (2 H, 18 O, 15 N и др.) – отсутствие излучений, часто оказывающих побочное воздействие на исследуемую живую систему. В то же время, сравнительно низкая чувствительность методов их определений (масс-спектроскопия ,денситометрия ), а также необходимость выделения меченого соединения ограничивают применение стабильных изотопов в биологии. Высокая чувствительность регистрации гамма-активных изотопов (59 Fe, 131 I и др.) позволила в живом организме измерить скорость кроветока, определить количество крови и время её полного кругооборота, исследовать работу желёз внутренней секреции.
Лит.: Камен М., Радиоактивные индикаторы в биологии, пер. с англ., М., 1948; Хевеши Г., Радиоактивные индикаторы, их применение в биохимии, нормальной физиологии и патологической физиологии человека и животных, пер. с англ., М., 1950; Метод меченных атомов в биологии, Изотопы в биохимии, М., 1963; Ванг Ч., Уиллис Д., Радиоиндикаторный метод в биологии, пер. с англ., М., 1969; Радиоактивные изотопы во внешней среде и организме, М., 1970.
И. Н. Верховская.
И. и. в медицине. С помощью И. И. были раскрыты механизмы развития (патогенез) ряда заболеваний; их применяют также для изучения обмена веществ и диагностики многих заболеваний (см. Радиоизотопная диагностика ).И и. вводят в организм в крайне малых количествах, не способных вызвать какие-либо патологические сдвиги. Различные элементы неравномерно распределяются в организме. Аналогично им распределяются и И. и. Излучение, возникающее при распаде изотопа, регистрируют радиометрическими приборами, скенированием , авторадиографией и др. Так, состояние большого и малого круга кровообращения, сердечного кровообращения, скорости кроветока, изображение полостей сердца определяют с помощью соединений, включающих 24 Na, 131 I, 99M Tc; для изучения лёгочной вентиляции и заболеваний спинного мозга применяют 99M Tc, 133 Xe; макроагрегаты альбумина человеческой сыворотки с 131 I используют для диагностики различных воспалительных процессов в легких, их опухолей и при различных заболеваниях щитовидной железы. Концентрационную и выделительную функции печени изучают при помощи краски бенгал-роз с 131 I, 198 Au; функцию почек – при ренографии c 131 I-гиппураном и скенированием после введения неогидрина, меченого 203 Hg или 99M Tc. Изображение кишечника, желудка получают, используя 99M Tc, селезёнки – применяя эритроциты с 99M Tc или 51 Сr; с помощью 75 Se диагностируют заболевания поджелудочной железы. Диагностическое применение имеют также 85 Sr и 85 P.
А. В. Козлова.
И. и. в сельском хозяйстве (3 H, 14 C, 22 Na, 32 P, 35 S, 42 K, 45 Ca, 60 Co, 65 Zn, 99 Mo и др.) широко используются для определения физических свойств почвы и запасов в ней элементов пищи растений, для изучения взаимодействия почвы и удобрений, процессов усвоения растениями питательных элементов из минеральных туков, поступления в растения минеральной пищи через листья и других вопросов почвоведения и агрохимии. Пользуются И. и. для выявления действия на растительный организм пестицидов , в частности гербицидов , что позволяет установить концентрацию и сроки обработки ими посевов. Применяя метод И. и., исследуют важнейшие биологические свойства с.-х. культур (при оценке и отборе селекционного материала) – урожайность, скороспелость, хладостойкость. В животноводстве изучают физиологические процессы, протекающие в организме животных, проводят анализ кормов на содержание токсичных веществ (малые дозы которых трудно определить химическими методами) и микроэлементов. При помощи И. и. разрабатывают приёмы автоматизации производственных процессов, например отделение корнеклубнеплодов от камней и комков почвы при уборке комбайном на каменистых и тяжёлых почвах.
Рис. 1. Отложение радиоактивных изотопов стронция и фосфора в костях: 89 Sr откладывается преимущественно в самой кости, 32 P – в костном мозге.
Рис. 4. Схема опыта по изучению поглощения радиоактивных изотопов раздельно корнями и плодами арахиса: 1 – среда для корней; 2 – среда для плодов.
Рис. 3. Избирательное накопление радиоизотопа серы (35 S) в хрящевой ткани 20-дневного зародыша крысы: А – окрашенный срез; Б – радиоавтограф.
Рис. 2. Распределение радиоизотопа фосфора (32 P) на поперечном срезе сахарной свёклы при нанесении изотопа на один из листьев растения.
