Kaip inžinierius žinote, kad technologijos gali padėti mums išsiaiškinti, kaip veikia gamtos pasaulis.
Tačiau ar kada nors pagalvojote, kaip radioaktyvumas galėtų būti panaudotas biologiniams tyrimams? Autoradiografija pakeitė mano gyvenimo būdą.
Šiame tinklaraščio įraše apžvelgsiu viską, ką reikia žinoti apie autoradiografiją, įskaitant jos istoriją, naudojimą ir saugos problemas.
Pasiruoškite sužinoti, kaip šis naujas metodas keičia biologinių tyrimų ateitį ir kaip galite padėti.
Autoradiografijos apžvalga
Oficialus apibrėžimas:
Metodas, skirtas radioaktyvumui aptikti bandinyje, sukuriant vaizdą ant fotografinės juostos ar plokštelės.
Autoradiografija yra galingas vaizdo gavimo metodas, kuris moksliniuose tyrimuose naudojamas daugiau nei šimtą metų.
Autoradiografijos taikymas
Autoradiografija naudojama daugeliui skirtingų dalykų, pavyzdžiui:
- Molekulių vieta ląstelėse ir audiniuose.
- Vaizdo kalibravimas.
- Chromosomų ilgio įvertinimas.
- Daugiau pavyzdžių žemiau.
Šis metodas ypač naudingas norint išsiaiškinti, kur ląstelėse ar audiniuose yra radioaktyviai pažymėtos molekulės.
Jis taip pat gali būti naudojamas norint išsiaiškinti DNR fragmentų ilgį ir skaičių po to, kai jie buvo atskirti gelio elektroforeze.
Autoradiografijos procesas
Autoradiografija yra procesas, kurį sudaro keli etapai. Pirma, gyvų būtybių pavyzdžiai yra pažymėti radioaktyvumu.
In vitro mėginys gali būti pažymėtas išskiriant ląstelių dalis, pvz., DNR, RNR, baltymus ar lipidus ir paženklinant jas tinkamais radioizotopais.
In vivo biologiniai mėginiai gali būti pažymėti radioaktyvumu.
Kai mėginys yra paženklintas, pažymėta audinio dalis dedama šalia rentgeno plėvelės arba branduolinės emulsijos, kad būtų padaryta autoradiografija.
Kai beta dalelės sąveikauja su sidabro jonais fotografinėje emulsijoje, kuri sudaryta iš sidabro bromido kristalų želatinos matricoje, jos įjungia Ag+ jonus.
Vystymo metu aktyvuoti Ag+ jonai paverčiami Ag(-ais), paliekant Ag(-ių) grūdelius, žyminčius beta dalelių kelią.
Autoradiografija gali būti paprastas metodas, tačiau norint, kad visi būtų saugūs, reikia būti atsargiems su radioaktyviosiomis medžiagomis.
Operatoriai turėtų imtis tinkamų veiksmų, kad apsisaugotų nuo žalingos spinduliuotės.
Patarimas: jei reikia, įjunkite antraštės mygtuką. Nustatymų mygtuke pasirinkite „automatinis vertimas“, jei nesate susipažinę su anglų kalba (ar indų akcentu). Gali tekti pirmiausia spustelėti vaizdo įrašo kalbą, kad jūsų mėgstamiausia kalba taptų prieinama versti.
Autoradiografijos taikymas
Autoradiografija yra metodas, kuris gali būti naudojamas atliekant įvairius biologinius tyrimus.
Šiame straipsnyje apžvelgsime kai kuriuos svarbiausius autoradiografijos panaudojimo būdus, tokius kaip DNR pirštų atspaudų ėmimas ir genetinė analizė, taip pat kaip ji naudojama tiriant metabolizmą, farmakokinetiką ir neurobiologiją.
DNR pirštų atspaudų paėmimas ir genetinė analizė
Autoradiografija yra pagrindinė DNR pirštų atspaudų ėmimo dalis, kuri pakeitė teismo ekspertizę, ginčus dėl tėvystės ir imigracijos bylas.
Jis veikia naudojant zondus, kad prisijungtų prie konkrečių DNR sekų, o vėliau naudojant skirtingus aptikimo metodus, pvz., autoradiografiją, kad būtų galima pamatyti surištus zondus.
Po gelio elektroforezės ir plėvelės, kuri liko liestis su geliu, sukūrimo, Jeffreys gavo autoradiogramą su daugybe tamsių juostų.
Šios tamsios juostos buvo DNR dalys, kurių seka atitiko zondą.
Autoradiografija taip pat gali būti naudojama radiacijos kiekiui analizuoti DNR matricos autoradiografuose, kurie tėvystės atvejais naudojami kaip genetiniai žymenys.
Ši technika leidžia tyrėjams pamatyti konkrečias DNR dalis rentgeno juostoje. Tai suteikia jiems svarbios informacijos apie tai, kada ir kur susidaro ląstelės.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
Metabolizmas ir farmakokinetika
Autoradiografija buvo naudojama augalų ir gyvūnų metabolizmui tirti, stebint radioaktyviųjų izotopų aktyvumą organiniuose junginiuose, kurie buvo patalpinti į audinį.
Jis gali būti naudojamas norint išsiaiškinti, kur radioaktyvioji medžiaga yra audinyje ar ląstelėje, kai ji buvo įtraukta į metabolizmo kelią, susieta su receptoriumi ar fermentu arba hibridizuota su nukleorūgštimi.
Autoradiografija taip pat gali būti naudojama norint išsiaiškinti, kur radioaktyviai pažymėtas vaistas yra organizme ir kaip gerai jis jungiasi su receptoriumi.
Pavyzdžiui, autoradiografija dažnai naudojama tiriant, kaip nukleino rūgštys maišosi, ir išmatuoti radioaktyviai pažymėtų vaistų kiekį serume farmakokinetiniams tyrimams.
Neurobiologija
Autoradiografija ir radioaktyviai pažymėti junginiai naudojami neurobiologiniuose tyrimuose, tiriant nervų kelius ir receptorius.
Matydami, kaip radioaktyviai pažymėti junginiai pasiskirsto smegenyse, mokslininkai gali daugiau sužinoti apie normalios ir nenormalios smegenų funkcijos mechanizmus.
Baltymų lokalizacija
Autoradiografija taip pat gali būti naudojama norint išsiaiškinti, kur ląstelėse yra baltymų. Šiuo atveju prie baltymo pridedamas radioaktyvus izotopas, o pažymėtas baltymas dedamas į ląsteles.
Tada ląstelės apdorojamos ir dedamos ant plėvelės ar plokštelės fotografavimui. Taip susidaro vaizdas, kur ląstelėje yra pažymėtas baltymas. Tai leidžia mokslininkams ištirti, kaip veikia skirtingi baltymai ląstelėse ir kaip jie kontroliuojami.
Receptorių lokalizavimas
Autoradiografija taip pat gali būti naudojama norint rasti receptorius ląstelėse ir ištirti, kaip jie veikia. Šiuo atveju receptoriams pažymėti naudojamas radioaktyvusis ligandas. Tada ląstelės apdorojamos ir dedamos ant plėvelės ar plokštelės fotografavimui.
Tai sukuria vaizdą, kur pažymėti receptoriai yra ląstelių viduje. Tai leidžia tyrėjams ištirti, kur yra receptoriai ir kokį vaidmenį jie vaidina perduodant ląsteles ir kitus dalykus, kuriuos atlieka ląstelės.
Radioligandų surišimo tyrimai
Radioligandų surišimo tyrimuose autoradiografija dažnai naudojama siekiant išsiaiškinti, kaip ligandai ir receptoriai veikia kartu. Šioje programoje radioaktyvusis ligandas sumaišomas su ląstelėmis arba audiniais, o autoradiografija naudojama norint išmatuoti, kaip ligandas jungiasi su receptoriais.
Tai leidžia tyrėjams ištirti ligandų ir receptorių sąveikos greitį ir stiprumą bei rasti galimus vaistus ar kitus junginius, kurie galėtų pakeisti šią sąveiką.
Alternatyvos autoradiografijai
Autoradiografija yra įprastas būdas išsiaiškinti, ar kažkas turi radioaktyvumo.
Tačiau yra daugybė kitų būdų, kaip rasti ir išmatuoti radioaktyviuosius izotopus, o kai kurie iš jų turi geresnį jautrumą ir skiriamąją gebą.
Vaizdo plokštelės autoradiografija
Vaizdo plokštelės (IP) autoradiografija yra paprastas, neardomas mėginių analizės būdas
Jis gali fotografuoti didelius plotus dviem matmenimis ir turi žemas aktinidų ir kitų radioaktyvių nuklidų aptikimo ribas.
Radioaktyvaus izotopo skleidžiamą spinduliuotę sugauna saugojimo fosforinis ekranas, kuris vėliau nuskaitomas skaitytuvu ir paverčiamas skaitmeniniu vaizdu.
Nuskaitymo elektronų mikroskopija (SEM)
Skenuojanti elektroninė mikroskopija (SEM) yra metodas, kuris naudoja elektronų pluoštą didelės raiškos mikroskopinių objektų vaizdams sudaryti.
SEM taip pat gali būti naudojamas norint išsiaiškinti, kaip radioizotopai pasiskirsto mėginiuose.
Mėginys yra padengtas medžiaga, kuri praleidžia elektrą, o elektronų pluoštas nuskaito mėginio paviršių, kad būtų sukurti didelės skiriamosios gebos ir gero kontrasto vaizdai.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
Antrinė jonų masės spektrometrija (SIMS)
Antrinė jonų masės spektrometrija (SIMS) yra metodas, kurį galima naudoti ieškant ir nufotografuoti mažesnius nei mikronas izotopus.
Taikant šį metodą, į mėginį paleidžiamas didelės energijos jonų pluoštas, dėl kurio išsiskiria antriniai jonai.
Tada masės spektrometras naudojamas šiems jonams apžiūrėti, siekiant išsiaiškinti, kur ir kiek izotopų yra mėginyje.
Fosforo ekrano autoradiografija
Naudojant 14C-PMMA metodą, Fosforo ekrano autoradiografija yra metodas, kuris naudoja radioaktyvų izotopą, kad išsiaiškintų, koks kažkas yra poringas ir kaip atrodo jo poros.
Taikant šį metodą, aplink mėginį pilama PMMA derva, kuri vėliau veikiama radioaktyviuoju izotopu.
Tada mėginys vaizduojamas naudojant fosforinį ekraną, kuris fiksuoja mėginio radioaktyviąsias emisijas.
Kitos Alternatyvos
Be šių metodų, taip pat yra įprastos autoradiografijos alternatyvos:
- Skysčių scintiliacijos skaičiavimas yra jautrus ir kiekybinis metodas, leidžiantis aptikti ir išmatuoti žemą beta ir alfa spinduliuojančių izotopų kiekį.
- Gama skaičiavimas naudojamas norint rasti ir išmatuoti gama spinduliuotę įvairių tipų mėginiuose.
Baltymų ženklinimas ir aptikimas
Autoradiografija yra vaizdo gavimo būdas, kai naudojami radioaktyvūs šaltiniai, kurie jau yra mėginyje, pavyzdžiui, radioaktyviai pažymėti baltymai.
Baltymų sintezės metu į dominantį baltymą gali būti dedama radioaktyvių izotopų, tokių kaip 35S-metioninas, 3H-leucinas arba 14C-aminorūgštys.
Tai leidžia naudoti autoradiografiją, norint rasti ir išmatuoti pažymėtus baltymus.
Šis metodas ypač naudingas ieškant ne itin paplitusių baltymų arba pažiūrėjus, kaip pasikeičia baltymai juos pagaminus.
Atliekant bendrą imunoprecipitaciją ir perdangos tyrimus, autoradiografija taip pat gali būti naudojama norint išsiaiškinti, kaip baltymai sąveikauja tarpusavyje.
DNR žymėjimas ir aptikimas
Į DNR molekulę pridedant radioaktyvių izotopų, pvz., sieros-35 (35S), vandenilio-3 (3H), anglies-14 (14C), jodo-125 (125I) ir fosforo-32 (32P), taip pat galima naudoti autoradiografiją. Pažymėti ir rasti DNR.
Pavyzdžiui, 32P ir 35S gali būti pridedami prie nukleozidų, tokių kaip N15- arba deoksitimidino trifosfatas (dTTP), kurie vėliau gali būti naudojami DNR molekulėms žymėti.
Proliferacijos tyrimuose taip pat galite naudoti 3H-timidiną arba timidiną, pažymėtą 14C.
Autoradiografija taip pat gali būti naudojama norint išsiaiškinti, kaip 32P radioaktyviai pažymėti oligonukleotidai naudojami DNR fiksavimui.
Radiacinės saugos ir tyrimų nustatymas
Autoradiografija yra metodas, naudojamas atliekant biologinius tyrimus, siekiant pamatyti radioaktyviai pažymėtus baltymus, DNR ir kitas mėginio dalis ir išsiaiškinti, kiek jų yra.
Tai apima paženklinto audinio gabalėlio padėjimą prie fotojuostos ar emulsijos gabalo. Taip daroma autoradiografija.
Autoradiografus galima apžiūrėti per mikroskopą, kad išsiaiškintumėte, kur yra sidabro grūdeliai, pavyzdžiui, ląstelių ar organelių viduje ar išorėje.
Naudojant radioaktyviąsias medžiagas tyrimams, yra keletas būdų, kaip apsisaugoti.
- Vietų, kuriose bus naudojamos radioaktyviosios medžiagos, nustatymas ir ženklinimas.
- Laboratorijoje negalima valgyti, gerti ar rūkyti.
- Naudojant išsiliejimo padėklus ir dangą, kuri sugeria skystį.
- Dūmų gaubtų naudojimas dirbant su medžiagomis, kurios gali užsidegti.
- Dėvėti asmenines apsaugos priemones, pvz., laboratorinius chalatus, pirštines ir apsauginius akinius.
- Stebėkite paviršius ir nuvalykite juos po naudojimo.
- Radioaktyviąsias atliekas išmeskite į šiukšliadėžes tinkamu būdu, kaip reikalauja įstatymai.
Tiesioginės autoradiografijos su plėvele jautrumą riboja neefektyvus radionuklidų emisijos energijos perdavimas.
Išvada
Kai baigiame mokytis apie autoradiografiją, aišku viena: negalima paneigti radioaktyvumo galios atliekant biologinius tyrimus.
Autoradiografija padėjo mums daug sužinoti apie gamtos pasaulį, nuo tada, kai mokslininkai jį atrado daugiau nei prieš šimtą metų, iki dabar, kai ji buvo naudojama tokiose srityse kaip genetika ir neuromokslai.
Tačiau svarbu atsiminti, kad kai turi daug galios, tau tenka ir didelė atsakomybė.
Autoradiografija yra galingas būdas sužinoti apie dalykus, tačiau ją reikia naudoti atsargiai ir atsargiai, kad būtų išvengta radiacijos poveikio.
Kaip inžinierius, jūs turite retą galimybę dirbti pažangiausioje mokslo srityje, naudodami naujus metodus, pvz., autoradiografiją, kad sužinotumėte daugiau apie mus supantį pasaulį.
Stebėdami saugumą ir peržengdami įmanomų galimybių ribas, galite padėti užtikrinti, kad ši nuostabi technologija daugelį metų lems naujus atradimus.
Taigi pirmyn, tyrinėkite ir atraskite nuostabų autoradiografijos pasaulį – galimybės yra neribotos!
Pasidalinti…
