Bilang isang inhinyero, alam mo na ang teknolohiya ay makakatulong sa amin na malaman kung paano gumagana ang natural na mundo.
Ngunit naisip mo na ba kung paano magagamit ang radyaktibidad upang makatulong sa biological research? Binago ng autoradiography ang paraan ng pag-aaral ko ng mga bagay na may buhay.
Sa post sa blog na ito, tatalakayin ko ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa autoradiography, kabilang ang kasaysayan, gamit, at mga alalahanin sa kaligtasan nito.
Maghanda upang malaman kung paano binabago ng bagong pamamaraang ito ang hinaharap ng biyolohikal na pananaliksik at kung paano ka makakatulong.
Pangkalahatang-ideya ng Autoradiography
Pormal na kahulugan:
Isang pamamaraan para sa pagtukoy ng radyaktibidad sa isang ispesimen sa pamamagitan ng paggawa ng isang imahe sa isang photographic film o plate.
Ang Autoradiography ay isang makapangyarihang paraan ng imaging na ginamit nang mahigit isang daang taon sa siyentipikong pananaliksik.
Aplikasyon ng Autoradiography
Ginagamit ang autoradiography para sa maraming iba't ibang bagay, tulad ng:
- Lokasyon ng mga molekula sa loob ng mga selula at tisyu.
- Pag-calibrate ng imahe.
- Pagtataya ng haba ng mga chromosome.
- Higit pang mga halimbawa sa ibaba.
Ang pamamaraan ay lalong kapaki-pakinabang para sa pag-alam kung nasaan ang mga radiolabeled molecule sa mga cell o tissue.
Maaari din itong gamitin upang malaman ang haba at bilang ng mga fragment ng DNA pagkatapos na paghiwalayin sila ng gel electrophoresis.
Proseso ng Autoradiography
Ang autoradiography ay isang proseso na may ilang mga hakbang. Una, ang mga sample ng mga buhay na bagay ay minarkahan ng radyaktibidad.
Sa vitro, maaaring markahan ang sample sa pamamagitan ng paghihiwalay ng mga bahagi ng cellular tulad ng DNA, RNA, protina, o lipid at paglalagay ng label sa kanila ng tamang radioisotopes
Sa vivo, ang mga biological sample ay maaaring markahan ng radioactivity.
Kapag may label na ang sample, ilalagay ang may label na tissue section sa tabi ng X-ray film o nuclear emulsion para makagawa ng autoradiograph.
Kapag ang mga beta particle ay nakikipag-ugnayan sa mga silver ions sa photographic emulsion, na gawa sa silver bromide crystals sa isang gelatin matrix, binubuksan nila ang mga Ag+ ions.
Sa panahon ng pag-unlad, ang mga na-activate na Ag+ ions ay nagiging Ag(s), na nag-iiwan ng mga butil ng Ag(s) upang markahan ang landas ng mga beta particle.
Ang autoradiography ay maaaring isang simpleng paraan, ngunit nangangailangan ito ng pagiging maingat sa mga radioactive na materyales upang mapanatiling ligtas ang lahat.
Dapat gawin ng mga operator ang mga tamang hakbang upang maprotektahan ang kanilang sarili mula sa mapaminsalang radiation.
Tip: I-on ang caption button kung kailangan mo ito. Piliin ang "awtomatikong pagsasalin" sa button ng mga setting, kung hindi ka pamilyar sa wikang Ingles (o Indian accent). Maaaring kailanganin mong i-click muna ang wika ng video bago maging available ang iyong paboritong wika para sa pagsasalin.
Aplikasyon ng Autoradiography
Ang autoradiography ay isang paraan na maaaring gamitin sa maraming iba't ibang uri ng biological na pananaliksik.
Ang artikulong ito ay magbibigay ng pangkalahatang-ideya ng ilan sa pinakamahalagang paggamit ng autoradiography, tulad ng DNA fingerprinting at genetic analysis, pati na rin kung paano ito ginagamit upang pag-aralan ang metabolismo, pharmacokinetics, at neurobiology.
DNA Fingerprinting at Genetic Analysis
Ang autoradiography ay isang mahalagang bahagi ng DNA fingerprinting, na nagpabago sa forensic science, mga hindi pagkakaunawaan sa paternity, at mga kaso sa imigrasyon.
Gumagana ito sa pamamagitan ng paggamit ng mga probe upang magbigkis sa mga partikular na sequence ng DNA at pagkatapos ay gumagamit ng iba't ibang paraan ng pag-detect, gaya ng autoradiography, upang makita ang mga nakagapos na probe.
Matapos ang gel electrophoresis at ang pagbuo ng isang pelikula na naiwan sa pakikipag-ugnay sa gel, nakakuha si Jeffreys ng isang autoradiogram na may isang bilang ng mga madilim na banda.
Ang mga dark band na ito ay mga seksyon ng DNA na may pagkakasunod-sunod na tumugma sa probe.
Ang autoradiography ay maaari ding gamitin upang suriin ang dami ng radiation sa DNA array autoradiographs, na ginagamit sa mga kaso ng paternity bilang genetic marker.
Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na makita ang mga partikular na piraso ng DNA sa isang X-ray film. Nagbibigay ito sa kanila ng mahalagang impormasyon tungkol sa kung kailan at saan nabuo ang mga cell.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
Metabolismo at Pharmacokinetics
Ang autoradiography ay ginamit upang pag-aralan ang metabolismo ng parehong mga halaman at hayop sa pamamagitan ng pagsubaybay sa aktibidad ng radioactive isotopes sa mga organikong compound na inilagay sa tissue.
Maaari itong magamit upang malaman kung nasaan ang isang radioactive substance sa isang tissue o cell pagkatapos itong ilagay sa isang metabolic pathway, nakatali sa isang receptor o enzyme, o na-hybrid sa isang nucleic acid.
Ang autoradiography ay maaari ding gamitin upang malaman kung nasaan ang isang radiolabeled na gamot sa katawan at kung gaano ito kahusay na nagbubuklod sa isang receptor.
Halimbawa, ang autoradiography ay kadalasang ginagamit upang pag-aralan kung paano naghahalo ang mga nucleic acid at upang sukatin ang dami ng radiolabeled na gamot sa serum para sa mga pharmacokinetic na pag-aaral.
Neurobiology
Ang autoradiography at radio-labeled compound ay ginagamit sa neurobiological research para pag-aralan ang nerve pathway at receptors.
Sa pamamagitan ng pagtingin sa kung paano ipinamamahagi ang mga compound na may label na radioactive sa utak, ang mga mananaliksik ay maaaring matuto nang higit pa tungkol sa mga mekanismo sa likod ng normal at abnormal na paggana ng utak.
Lokalisasyon ng protina
Maaari ding gamitin ang autoradiography upang malaman kung nasaan ang mga protina sa mga selula. Sa kasong ito, ang isang radioactive isotope ay idinagdag sa isang protina, at ang may label na protina ay inilalagay sa mga selula.
Pagkatapos ay ginagamot ang mga selula at inilalagay sa isang pelikula o plato para sa pagkuha ng litrato. Gumagawa ito ng larawan kung saan nasa cell ang may label na protina. Nagbibigay-daan ito sa mga siyentipiko na pag-aralan kung paano gumagana ang iba't ibang mga protina sa mga cell at kung paano sila kinokontrol.
Lokalisasyon ng Receptor
Magagamit din ang autoradiography upang maghanap ng mga receptor sa loob ng mga cell at pag-aralan kung paano gumagana ang mga ito. Sa kasong ito, ang isang radioactive ligand ay ginagamit upang markahan ang mga receptor. Ang mga cell ay pagkatapos ay pinoproseso at ilagay sa isang pelikula o plato para sa pagkuha ng litrato.
Ito ay gumagawa ng isang larawan kung saan ang mga may label na receptor ay nasa loob ng mga cell. Nagbibigay-daan ito sa mga mananaliksik na pag-aralan kung nasaan ang mga receptor at kung ano ang papel na ginagampanan nila sa pagsenyas ng cell at iba pang bagay na ginagawa ng mga cell.
Radioligand Binding Assays
Sa radioligand binding assays, ang autoradiography ay kadalasang ginagamit upang tingnan kung paano gumagana ang mga ligand at receptors nang magkasama. Sa application na ito, ang isang radioactive ligand ay nahahalo sa mga cell o tissue, at ang autoradiography ay ginagamit upang sukatin kung gaano kahusay ang ligand na nagbubuklod sa mga receptor.
Nagbibigay-daan ito sa mga mananaliksik na pag-aralan ang bilis at lakas ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ligand at mga receptor at makahanap ng mga potensyal na gamot o iba pang mga compound na maaaring magbago sa mga pakikipag-ugnayang ito.
Mga alternatibo sa Autoradiography
Ang autoradiography ay isang pangkaraniwang paraan upang malaman kung mayroong radioactivity ang isang bagay.
Ngunit may ilang iba pang mga paraan upang mahanap at sukatin ang mga radioactive isotopes, at ang ilan sa mga ito ay may mas mahusay na sensitivity at resolution.
Imaging Plate Autoradiography
Ang Imaging Plate (IP) autoradiography ay isang simple, hindi mapanirang paraan upang pag-aralan ang mga sample
Maaari itong kumuha ng mga larawan ng malalaking lugar sa dalawang dimensyon at may mababang limitasyon sa pagtuklas para sa actinides at iba pang radioactive nuclides.
Ang radiation na ibinibigay ng radioactive isotope ay nahuhuli ng isang storage phosphor screen, na pagkatapos ay binabasa ng isang scanner at naging isang digital na imahe.
Pag-scan ng Electron Microscopy (SEM)
Ang pag-scan ng electron microscopy (SEM) ay isang paraan na gumagamit ng electron beam upang gumawa ng mga larawang may mataas na resolution ng mga mikroskopikong bagay.
Magagamit din ang SEM upang tingnan kung paano kumakalat ang mga radioisotop sa mga sample.
Ang sample ay natatakpan ng isang materyal na nagdadala ng kuryente, at ang electron beam ay nag-scan sa ibabaw ng sample upang gumawa ng mga larawang may mataas na resolution at magandang contrast.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)
Ang Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) ay isang paraan na maaaring magamit upang maghanap at kumuha ng mga larawan ng isotopes na mas maliit kaysa sa isang micron.
Para sa pamamaraang ito, ang isang sinag ng mga high-energy ions ay pinaputok sa sample, na nagpapalabas ng mga pangalawang ion.
Ang mass spectrometer ay ginagamit upang tingnan ang mga ion na ito upang malaman kung saan at kung gaano karaming mga isotopes ang nasa sample.
Autoradiography ng Phosphor Screen
Gamit ang pamamaraang 14C-PMMA, ang autoradiography ng Phosphor Screen ay isang pamamaraan na gumagamit ng radioactive isotope upang malaman kung gaano porous ang isang bagay at kung ano ang hitsura ng mga pores nito.
Para sa pamamaraang ito, ang PMMA resin ay ibinubuhos sa paligid ng isang sample, na pagkatapos ay nakalantad sa isang radioactive isotope.
Ang sample ay pagkatapos ay inilarawan gamit ang isang phosphor screen, na kumukuha ng radioactive emissions ng sample.
Iba pang mga Alternatibo
Bukod sa mga pamamaraang ito, ang mga sumusunod ay karaniwang mga alternatibo sa autoradiography:
- Ang pagbibilang ng liquid scintillation ay isang paraan para sa pag-detect at pagsukat ng mababang antas ng beta at alpha emitting isotopes na parehong sensitibo at quantitative.
- Ginagamit ang pagbilang ng gamma upang mahanap at sukatin ang dami ng mga naglalabas ng gamma sa iba't ibang uri ng mga sample.
Pag-label at Pagtukoy sa Mga Protina
Ang autoradiography ay isang uri ng imaging na gumagamit ng mga radioactive na mapagkukunan na naroroon na sa sample, tulad ng mga radiolabeled na protina.
Sa panahon ng synthesis ng protina, ang mga radioactive isotopes tulad ng 35S-methionine, 3H-leucine, o 14C-amino acid ay maaaring idagdag sa protina ng interes.
Ginagawa nitong posible na gumamit ng autoradiography upang mahanap at sukatin ang mga may label na protina.
Ang pamamaraang ito ay lalong kapaki-pakinabang para sa paghahanap ng mga protina na hindi masyadong karaniwan o para sa pagtingin sa kung paano nagbabago ang mga protina pagkatapos gawin ang mga ito.
Sa pamamagitan ng co-immunoprecipitation at overlay assays, maaari ding gamitin ang autoradiography upang malaman kung paano nakikipag-ugnayan ang mga protina sa isa't isa.
Pag-label at Pag-detect ng DNA
Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga radioactive isotopes tulad ng sulfur-35 (35S), hydrogen-3 (3H), carbon-14 (14C), iodine-125 (125I), at phosphorus-32 (32P) sa molekula ng DNA, maaari ding gamitin ang autoradiography para markahan at hanapin ang DNA.
Halimbawa, ang 32P at 35S ay maaaring idagdag sa mga nucleoside tulad ng N15- o deoxythymidine triphosphate (dTTP), na pagkatapos ay magagamit upang lagyan ng label ang mga molekula ng DNA.
Sa proliferation assays, maaari mo ring gamitin ang 3H-thymidine o thymidine na may label na 14C.
Magagamit din ang autoradiography upang malaman kung paano ginagamit ang 32P-radiolabeled oligonucleotides upang ayusin ang DNA.
Kaligtasan ng Radiation at Setting ng Pananaliksik
Ang autoradiography ay isang paraan na ginagamit sa biological na pananaliksik upang makita ang mga radiolabeled na protina, DNA, at iba pang bahagi sa isang sample at malaman kung gaano karami ang bawat isa.
Kabilang dito ang paglalagay ng isang piraso ng may label na tissue sa tabi ng isang piraso ng photographic film o emulsion. Gumagawa ito ng autoradiograph.
Maaaring tingnan ang mga autoradiograph sa pamamagitan ng mikroskopyo upang malaman kung nasaan ang mga butil ng pilak, tulad ng sa loob o labas ng mga cell o organelles.
Kapag gumagamit ng mga radioactive na materyales sa pananaliksik, mayroong ilang paraan upang manatiling ligtas.
- Pagtatalaga at pag-label ng mga lugar kung saan gagamitin ang mga radioactive na materyales.
- Hindi ka maaaring kumain, uminom, o manigarilyo sa lab.
- Paggamit ng mga spill tray at isang pantakip na sumisipsip ng likido.
- Paggamit ng mga fume hood kapag nagtatrabaho sa mga materyales na maaaring masunog.
- Pagsuot ng personal na kagamitang pang-proteksyon tulad ng mga lab coat, guwantes, at salaming pangkaligtasan.
- Pagmamasid sa mga ibabaw at paglilinis ng mga ito pagkatapos gamitin.
- Ang paglalagay ng radioactive na basura sa mga basurahan sa tamang paraan, ayon sa iniaatas ng batas.
Ang direktang autoradiography na may pelikula ay limitado sa sensitivity sa pamamagitan ng hindi mahusay na paglipat ng emission energy ng radionuclides.
Konklusyon
Habang tinatapos natin ang pag-aaral tungkol sa autoradiography, isang bagay ang malinaw: hindi maikakaila ang kapangyarihan ng radioactivity sa biological research.
Ang autoradiography ay nakatulong sa amin na matuto ng maraming tungkol sa natural na mundo, mula noong natagpuan ito ng mga siyentipiko mahigit isang daang taon na ang nakalipas hanggang sa kasalukuyan, kapag ginagamit ito sa mga larangan tulad ng genetics at neuroscience.
Ngunit mahalagang tandaan na kapag mayroon kang maraming kapangyarihan, mayroon ka ring maraming responsibilidad.
Ang autoradiography ay isang mahusay na paraan upang malaman ang tungkol sa mga bagay, ngunit dapat itong gamitin nang maingat at may pag-iingat upang maiwasan ang mga panganib ng pagkakalantad sa radiation.
Bilang isang inhinyero, mayroon kang pambihirang pagkakataong magtrabaho sa pinakahuling bahagi ng agham, gamit ang mga bagong pamamaraan tulad ng autoradiography upang matuto nang higit pa tungkol sa mundo sa paligid natin.
Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa kaligtasan at pagtulak sa mga limitasyon ng kung ano ang posible, makakatulong kang matiyak na ang kamangha-manghang teknolohiyang ito ay patuloy na hahantong sa mga bagong pagtuklas sa maraming darating na taon.
Kaya humayo, galugarin, at tuklasin ang kamangha-manghang mundo ng autoradiography - ang mga posibilidad ay walang katapusang!
Ibahagi sa…
