Radioaktiivsete Signaalide Lugemine: Autoradiograafia Selgitus

Insenerina teate, et tehnoloogia võib aidata meil mõista, kuidas loodusmaailm toimib.

Kuid kas olete kunagi mõelnud, kuidas saaks radioaktiivsust kasutada bioloogiliste uuringute abistamiseks? Autoradiograafia on muutnud seda, kuidas ma elusolendeid uurin.

Selles ajaveebi postituses käsitlen kõike, mida peate teadma autoradiograafia kohta, sealhulgas selle ajalugu, kasutusalasid ja ohutusprobleeme.

Olge valmis uurima, kuidas see uus meetod bioloogiliste uuringute tulevikku muudab ja kuidas saate aidata.

Autoradiograafia ülevaade

Ametlik määratlus:

Meetod radioaktiivsuse tuvastamiseks proovis, tekitades kujutise fotofilmile või plaadile.

Autoradiograafia on võimas pildistamismeetod, mida on teadusuuringutes kasutatud juba üle saja aasta.

Autoradiograafia rakendused

Autoradiograafiat kasutatakse paljude erinevate asjade jaoks, näiteks:

• Molekulide asukoht rakkudes ja kudedes.
• Pildi kalibreerimine.
• Kromosoomide pikkuse hindamine.
• Rohkem näiteid allpool.

Meetod on eriti kasulik selleks, et teha kindlaks, kus rakkudes või kudedes on radiomärgistatud molekulid.

Seda saab kasutada ka DNA fragmentide pikkuse ja arvu väljaselgitamiseks pärast nende eraldamist geelelektroforeesiga.

Autoradiograafia protsess

Autoradiograafia on protsess, mis koosneb mitmest etapist. Esiteks märgistatakse elusolendite proovid radioaktiivsusega.

In vitro saab proovi märgistada, eraldades raku osad, nagu DNA, RNA, valgud või lipiidid ja märgistades need õigete radioisotoopidega.

In vivo saab bioloogilisi proove märgistada radioaktiivsusega.

Kui proov on märgistatud, asetatakse märgistatud koeosa röntgenfilmi või tuumaemulsiooni kõrvale autoradiograafi tegemiseks.

Kui beetaosakesed interakteeruvad hõbeda ioonidega fotograafilises emulsioonis, mis on valmistatud hõbebromiidi kristallidest želatiinmaatriksis, lülitavad nad sisse Ag+ ioonid.

Arendamise käigus muudetakse aktiveeritud Ag+ ioonid Ag(de)ks, jättes Ag(te) terad tähistama beetaosakeste liikumisteed.

Autoradiograafia võib olla lihtne meetod, kuid see nõuab radioaktiivsete materjalidega ettevaatlikkust, et kõik oleksid ohutud.

Operaatorid peaksid võtma õigeid meetmeid, et kaitsta end kahjuliku kiirguse eest.

Nõuanne. Lülitage subtiitrite nupp sisse, kui seda vajate. Valige seadete nupust "automaattõlge", kui te ei tunne inglise keelt (või india aktsendit). Võimalik, et peate esmalt klõpsama video keelel, enne kui teie lemmikkeel muutub tõlkimiseks kättesaadavaks.

Autoradiograafia rakendused

Autoradiograafia on meetod, mida saab kasutada paljudes erinevates bioloogilistes uuringutes.

See artikkel annab ülevaate autoradiograafia kõige olulisematest kasutusviisidest, nagu DNA sõrmejälgede võtmine ja geneetiline analüüs, samuti sellest, kuidas seda kasutatakse ainevahetuse, farmakokineetika ja neurobioloogia uurimiseks.

DNA sõrmejälgede võtmine ja geneetiline analüüs

Autoradiograafia on DNA sõrmejälgede võtmise oluline osa, mis on muutnud kohtuekspertiisi, isadusvaidlusi ja immigratsioonijuhtumeid.

See toimib, kasutades spetsiifiliste DNA järjestustega seondumiseks sonde ja seejärel seotud sondide nägemiseks erinevaid tuvastamismeetodeid, näiteks autoradiograafiat.

Pärast geelelektroforeesi ja geeliga kokku puutunud kile väljatöötamist sai Jeffreys autoradiogrammi mitmete tumedate ribadega.

Need tumedad ribad olid DNA lõigud, mille järjestus vastas sondile.

Autoradiograafiat saab kasutada ka DNA massiivi autoradiograafide kiirguse analüüsimiseks, mida kasutatakse isaduse tuvastamise juhtudel geneetiliste markeritena.

See meetod võimaldab teadlastel näha konkreetseid DNA tükke röntgenifilmil. See annab neile olulist teavet selle kohta, millal ja kus rakud moodustuvad.

https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography

Metabolism ja farmakokineetika

Autoradiograafiat on kasutatud nii taimede kui ka loomade ainevahetuse uurimiseks, jälgides kudedesse sattunud orgaaniliste ühendite radioaktiivsete isotoopide aktiivsust.

Seda saab kasutada radioaktiivse aine asukoha tuvastamiseks koes või rakus pärast seda, kui see on sattunud ainevahetusrada, seotud retseptori või ensüümiga või hübridiseerunud nukleiinhappega.

Autoradiograafia abil saab ka teada saada, kus radioaktiivselt märgistatud ravim organismis asub ja kui hästi see retseptoriga seondub.

Näiteks kasutatakse autoradiograafiat sageli nukleiinhapete segunemise uurimiseks ja radioaktiivselt märgistatud ravimite hulga mõõtmiseks seerumis farmakokineetiliste uuringute jaoks.

Neurobioloogia

Autoradiograafiat ja radiomärgistatud ühendeid kasutatakse neurobioloogilistes uuringutes närviteede ja retseptorite uurimiseks.

Nähes, kuidas radioaktiivselt märgistatud ühendid ajus jaotuvad, saavad teadlased rohkem teada normaalse ja ebanormaalse ajufunktsiooni taga olevate mehhanismide kohta.

Valkude lokaliseerimine

Autoradiograafiat saab kasutada ka valkude asukoha väljaselgitamiseks rakkudes. Sel juhul lisatakse valgule radioaktiivne isotoop ja märgistatud valk viiakse rakkudesse.

Seejärel töödeldakse rakke ja pannakse pildistamiseks filmile või plaadile. See annab pildi märgistatud valgu asukohast rakus. See võimaldab teadlastel uurida, kuidas erinevad valgud rakkudes töötavad ja kuidas neid kontrollitakse.

Retseptori lokaliseerimine

Autoradiograafiat saab kasutada ka rakkude seest retseptorite leidmiseks ja nende toimimise uurimiseks. Sel juhul kasutatakse retseptorite märgistamiseks radioaktiivset ligandit. Seejärel töödeldakse rakke ja pannakse pildistamiseks filmile või plaadile.

See annab pildi märgistatud retseptorite asukohast rakkude sees. See võimaldab teadlastel uurida, kus retseptorid asuvad ja millist rolli nad mängivad rakkude signaaliülekandes ja muudes asjades, mida rakud teevad.

Radioligandi sidumise testid

Radioligandi sidumistestides kasutatakse sageli autoradiograafiat, et uurida, kuidas ligandid ja retseptorid koos töötavad. Selles rakenduses segatakse radioaktiivne ligand rakkude või kudedega ning autoradiograafia abil mõõdetakse, kui hästi ligand retseptoritega seondub.

See võimaldab teadlastel uurida ligandide ja retseptorite vaheliste interaktsioonide kiirust ja tugevust ning leida potentsiaalseid ravimeid või muid ühendeid, mis võivad neid koostoimeid muuta.

Autoradiograafia alternatiivid

Autoradiograafia on levinud viis teada saada, kas milleski on radioaktiivsust.

Kuid radioaktiivsete isotoopide leidmiseks ja mõõtmiseks on veel mitmeid viise ning mõnel neist on parem tundlikkus ja eraldusvõime.

Pildiplaadi autoradiograafia

Imaging Plate (IP) autoradiograafia on lihtne, mittepurustav viis proovide analüüsimiseks

See suudab pildistada suuri alasid kahes mõõtmes ning sellel on madalad aktiniidide ja muude radioaktiivsete nukliidide avastamispiirid.

Radioaktiivse isotoobi eralduv kiirgus püütakse kinni salvestus-luminofoorekraaniga, mida seejärel skanner loeb ja muudab digitaalseks kujutiseks.

Skaneeriv elektronmikroskoopia (SEM)

Skaneeriv elektronmikroskoopia (SEM) on meetod, mis kasutab elektronkiirt mikroskoopilistest objektidest kõrge eraldusvõimega piltide tegemiseks.

SEM-i saab kasutada ka selleks, et uurida, kuidas radioisotoobid proovides jaotuvad.

Proov on kaetud materjaliga, mis juhib elektrit ning elektronkiir skaneerib üle proovi pinna, et saada kõrge eraldusvõimega ja hea kontrastsusega pilte.

https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope

Sekundaarne ioonide massispektromeetria (SIMS)

Sekundaarne ioonide massispektromeetria (SIMS) on meetod, mida saab kasutada mikronist väiksemate isotoopide leidmiseks ja pildistamiseks.

Selle meetodi puhul lastakse proovile suure energiaga ioonide kiir, mis paneb sekundaarsed ioonid välja tulema.

Seejärel vaadeldakse massispektromeetriga neid ioone, et teha kindlaks, kus ja kui palju isotoope proovis on.

Fosforekraani autoradiograafia

Kasutades 14C-PMMA meetodit, on Phosphor Screen autoradiograafia meetod, mis kasutab radioaktiivset isotoopi, et selgitada välja, kui poorne miski on ja kuidas selle poorid välja näevad.

Selle meetodi jaoks valatakse proovi ümber PMMA vaik, mis seejärel eksponeeritakse radioaktiivse isotoobiga.

Seejärel pildistatakse proov fosforekraani abil, mis kogub proovi radioaktiivsed heitmed.

Muud alternatiivid

Lisaks nendele meetoditele on autoradiograafiale levinud alternatiivid ka järgmised:

• Vedelikstsintillatsiooniloendamine on beeta- ja alfa-isotoopide madala taseme tuvastamise ja mõõtmise meetod, mis on nii tundlik kui ka kvantitatiivne.
• Gamma loendust kasutatakse gammakiirguse leidmiseks ja mõõtmiseks erinevat tüüpi proovides.

Valkude märgistamine ja tuvastamine

Autoradiograafia on teatud tüüpi pildistamine, mis kasutab proovis juba olemasolevaid radioaktiivseid allikaid, näiteks radioaktiivselt märgistatud valke.

Valgusünteesi käigus võib huvipakkuvale valgule lisada radioaktiivseid isotoope nagu 35S-metioniin, 3H-leutsiin või 14C-aminohapped.

See võimaldab kasutada autoradiograafiat märgistatud valkude leidmiseks ja mõõtmiseks.

See meetod on eriti kasulik selliste valkude leidmiseks, mis ei ole väga levinud, või uurimaks, kuidas valgud pärast valmistamist muutuvad.

Kaasimmunosadestamise ja katteanalüüside abil saab autoradiograafiat kasutada ka selleks, et välja selgitada, kuidas valgud omavahel suhtlevad.

DNA märgistamine ja tuvastamine

Lisades DNA molekulile radioaktiivseid isotoope nagu väävel-35 (35S), vesinik-3 (3H), süsinik-14 (14C), jood-125 (125I) ja fosfor-32 (32P), saab kasutada ka autoradiograafiat. DNA märgistamiseks ja leidmiseks.

Näiteks võib 32P ja 35S lisada nukleosiididele nagu N15- või desoksütümidiintrifosfaat (dTTP), mida saab seejärel kasutada DNA molekulide märgistamiseks.

Proliferatsioonitestides võite kasutada ka 3H-tümidiini või tümidiini, mis on märgistatud 14C-ga.

Autoradiograafiat saab kasutada ka selleks, et välja selgitada, kuidas 32P-radiomärgistatud oligonukleotiide kasutatakse DNA fikseerimiseks.

Kiirgusohutuse ja uurimistöö seade

Autoradiograafia on meetod, mida kasutatakse bioloogilistes uuringutes, et näha proovis radioaktiivselt märgistatud valke, DNA-d ja muid osi ning selgitada välja, kui palju neid on.

See hõlmab märgistatud koetüki asetamist fotofilmi või -emulsiooni tüki kõrvale. See teeb autoradiograafi.

Autoradiograafiaid saab vaadata läbi mikroskoobi, et teada saada, kus on hõbedaterad, näiteks rakkude või organellide sise- või välisküljel.

Radioaktiivsete materjalide kasutamisel teadusuuringutes on turvalisuse tagamiseks mitmeid viise.

• Radioaktiivsete materjalide kasutamise piirkondade määramine ja märgistamine.
• Laboris ei tohi süüa, juua ega suitsetada.
• Kasutades lekkealuseid ja vedelikku imavat katet.
• Kasutades tõmbekappe, kui töötate materjalidega, mis võivad süttida.
• Isikukaitsevahendite (nt laborikitlid, kindad ja kaitseprillid) kandmine.
• Pindadel silma peal hoidmine ja nende puhastamine pärast kasutamist.
• Radioaktiivsete jäätmete paigutamine prügikastidesse õigel viisil, nagu seadus nõuab.

Filmiga otsest autoradiograafiat piirab tundlikkus radionukliidide emissioonienergia ebaefektiivse ülekandmise tõttu.

Järeldus

Kui me autoradiograafiaga tutvumise lõpetame, on üks asi selge: ei saa eitada radioaktiivsuse jõudu bioloogilistes uuringutes.

Autoradiograafia on aidanud meil loodusmaailma kohta palju õppida, alates ajast, mil teadlased selle üle saja aasta tagasi leidsid, kuni tänapäevani, mil seda kasutatakse sellistes valdkondades nagu geneetika ja neuroteadus.

Kuid on oluline meeles pidada, et kui teil on palju jõudu, on teil ka palju vastutust.

Autoradiograafia on võimas viis asjadest teada saamiseks, kuid seda tuleb kasutada ettevaatlikult ja ettevaatlikult, et vältida kiirgusega kokkupuute ohtu.

Insenerina on teil harukordne võimalus töötada teaduse tipptasemel, kasutades uusi meetodeid, nagu autoradiograafia, et meid ümbritseva maailma kohta rohkem teada saada.

Ohutusel silma peal hoides ja võimalike piire nihutades saate aidata tagada, et see hämmastav tehnoloogia viib uute avastusteni veel paljude aastate jooksul.

Nii et minge edasi, uurige ja avastage autoradiograafia hämmastav maailm – võimalused on lõputud!