Авторадиограф
Авторадиограф — это изображение на рентгеновской пленке или ядерной эмульсии, полученное в результате распада излучения (например, бета-частиц или гамма-лучей ) при распределении радиоактивного вещества. В качестве альтернативы авторадиограф также доступен в виде цифрового изображения (цифровая авторадиография) благодаря недавней разработке сцинтилляционных газовых детекторов. [1] или редкоземельные фосфорные системы визуализации. [2] Пленка или эмульсия накладывается на меченый срез ткани для получения авторадиограммы (также называемой авторадиограммой). Автопрефикс указывает на то , что радиоактивное вещество находится внутри образца, в отличие от гисторадиографии или микрорентгенографии, при которых образец маркируется с использованием внешнего источника. Некоторые авторадиографы можно исследовать микроскопически на предмет локализации зерен серебра (например, внутри или снаружи клеток или органелл), при этом этот процесс называется микроавторадиографией. Например, микроавторадиография использовалась для изучения того, ли атразин метаболизируется растением роголистника или эпифитными микроорганизмами в слое биопленки, окружающем растение. [3]
Приложения
[ редактировать ]В биологии этот метод может быть использован для определения тканевой (или клеточной) локализации радиоактивного вещества, введенного в метаболический путь или связанного с рецептором. [4] [5] или фермента, или гибридизован с нуклеиновой кислотой. [6] Область применения авторадиографии широка: от биомедицины до наук об окружающей среде и промышленности.
Рецепторная авторадиография
[ редактировать ]Использование радиоактивно меченных лигандов для определения распределения рецепторов в тканях называется in vivo или in vitro, авторадиографией рецепторов если лиганд вводится в кровоток (с последующим удалением ткани и ее разрезом) или наносится на срезы ткани соответственно. [7] Как только плотность рецепторов станет известна, авторадиография in vitro также может быть использована для определения анатомического распределения и сродства меченного радиоактивным изотопом лекарственного средства к рецептору. Для авторадиографии in vitro радиолиганд наносили непосредственно на срезы замороженной ткани без введения субъекту. Таким образом, он не может полностью проследить ситуацию распределения, метаболизма и деградации в живом организме. Но поскольку мишень в криосрезах широко подвергается воздействию и может напрямую контактировать с радиолигандом, авторадиография in vitro по-прежнему остается быстрым и простым методом скрининга потенциальных лекарств, лигандов ПЭТ и ОФЭКТ . Лиганды обычно обозначаются 3 H ( тритий ), 18 F ( фтор ), 11 C ( углерод ) или 125 Я ( радиойод ). По сравнению с in vitro , авторадиография ex vivo проводилась после введения радиолиганда в организм, что может уменьшить количество артефактов и находится ближе к внутренней среде.
Распределение транскриптов РНК в срезах тканей с помощью радиоактивно меченных комплементарных олигонуклеотидов или рибонуклеиновых кислот («рибозондов») называется гистохимией гибридизации in situ . Радиоактивные предшественники ДНК и РНК, [ 3 H]- тимидин и [ 3 H]-уридин соответственно может быть введен в живые клетки для определения времени прохождения нескольких фаз клеточного цикла. Таким же образом можно обнаружить вирусные последовательности РНК или ДНК. Эти зонды обычно маркируются значком 32 П, 33 П или 35 S. В области поведенческой эндокринологии авторадиография может использоваться для определения поглощения гормонов и определения местоположения рецепторов; животному можно ввести радиоактивно меченный гормон или исследование можно провести in vitro .
Скорость репликации ДНК
[ редактировать ]Скорость репликации ДНК в растущих in vitro клетках мыши определяли методом авторадиографии как 33 нуклеотида в секунду. [8] Скорость удлинения ДНК фага Т4 в инфицированной фагом E. coli также измерялась методом авторадиографии как 749 нуклеотидов в секунду в период экспоненциального увеличения ДНК при 37 ° C (99 ° F). [9]
Обнаружение фосфорилирования белков
[ редактировать ]Фосфорилирование означает посттрансляционное добавление фосфатной группы к определенным аминокислотам белков, и такая модификация может привести к резкому изменению стабильности или функции белка в клетке. Фосфорилирование белка можно обнаружить на авторадиографе после инкубации белка in vitro с соответствующей киназой и γ-32P-АТФ. Радиомеченый фосфат последнего включается в белок, который выделяют с помощью SDS-PAGE и визуализируют на авторадиографии геля. (См. рисунок 3 недавнего исследования, показывающего, что CREB-связывающий белок фосфорилируется с помощью HIPK2 . [10] )
Обнаружение движения сахара в растительных тканях
[ редактировать ]В физиологии растений авторадиография может быть использована для определения накопления сахаров в тканях листьев. [11] Накопление сахара, что касается авторадиографии, может описать стратегию загрузки флоэмы, используемую в растении. [12] Например, если сахара накапливаются в второстепенных жилках листа, ожидается, что листья имеют мало плазмодесмальных связей, что указывает на апопластическое движение или активную стратегию загрузки флоэмы. Сахара, такие как сахароза , фруктоза или маннит , мечены радиоактивным изотопом [ 14-C ] и затем всасываются в ткани листа путем простой диффузии . [13] Затем ткань листа подвергается воздействию авторадиографической пленки (или эмульсии) для получения изображения. На изображениях будет виден отчетливый рисунок жилок, если накопление сахара сосредоточено в жилках листа (апопластическое движение), или на изображениях будет виден статический рисунок, если накопление сахара равномерно по всему листу ( симпластическое движение).
Другие методы
[ редактировать ]Этот авторадиографический подход отличается от таких методов, как ПЭТ и ОФЭКТ , где точная трехмерная локализация источника излучения обеспечивается тщательным использованием подсчета совпадений, гамма-счетчиков и других устройств.
Криптон-85 используется для проверки комплектующих самолетов на наличие мелких дефектов. Криптону-85 позволяют проникнуть в небольшие трещины, после чего он наличие обнаруживается авторадиографией. Этот метод называется «картонная газопроницаемая визуализация». Газ проникает в отверстия меньшего размера, чем жидкости, используемые при капиллярном контроле с красителем и флуоресцентном контроле . [14]
Исторические события
[ редактировать ]Непреднамеренное воздействие
[ редактировать ]
Задача радиоактивной дезактивации после ядерного испытания Бейкера на атолле Бикини во время операции «Перекресток» в 1946 году оказалась гораздо более сложной, чем к этому готовился ВМС США. Хотя тщетность задачи стала очевидной, а опасность для бригад по очистке возросла, полковник Стаффорд Уоррен , отвечающий за радиационную безопасность, с трудом убедил вице-адмирала Уильяма Х. П. Блэнди отказаться от очистки, а вместе с ней и уцелевших кораблей-мишеней. 10 августа Уоррен показал Бланди авторадиограф, сделанный рыбой-хирургом из лагуны и оставленный на ночь на фотопластинке. На пленку воздействовало альфа-излучение чешуи рыбы, что свидетельствует о том, что плутоний, имитирующий кальций, был распределен по всей рыбе. Блэнди немедленно приказал прекратить все дальнейшие работы по дезактивации. Уоррен написал домой: «Самостоятельный рентгеновский снимок рыбы… сделал свое дело». [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барт Н., Кулон П., Хеннион С., Дюкассу Д., Басс-Каталинат Б., Шарпак Г. (май 1999 г.). «Оптимизация нового сцинтилляционного газового детектора, используемого для локализации электронов, испускаемых 99mTc» . Джей Нукл Мед . 40 (5): 868–75. ПМИД 10319763 .
- ^ Энциклопедия наук о жизни: Phosphorimager
- ^ Рупассара, С.И., Р.А. Ларсон, Г.К. Симс и К.А. Марли. 2002 Разложение атразина роголистником в водных системах. Журнал биоремедиации 6 (3): 217-224.
- ^ Кухар М., Ямамура Х.И. (июль 1976 г.). «Локализация холинергических мускариновых рецепторов в мозге крыс методом светомикроскопической радиоаутографии». Мозговой Рес . 110 (2): 229–43. дои : 10.1016/0006-8993(76)90399-1 . ПМИД 938940 . S2CID 36648292 .
- ^ Янг WS, Кухар MJ (декабрь 1979 г.). «Новый метод рецепторной авторадиографии: [3H] опиоидные рецепторы в мозге крыс». Мозговой Рес . 179 (2): 255–70. дои : 10.1016/0006-8993(79)90442-6 . ПМИД 228806 . S2CID 21647100 .
- ^ Джин Л., Ллойд Р.В. (1997). «Гибридизация in situ: методы и приложения» . Анал J Clin в лаборатории . 11 (1): 2–9. doi : 10.1002/(SICI)1098-2825(1997)11:1<2::AID-JCLA2>3.0.CO;2-F . ПМК 6760707 . ПМИД 9021518 .
- ^ Давенпорт, Энтони П. (25 марта 2005 г.). Методы связывания рецепторов . Том. 306. дои : 10.1385/1592599273 . ISBN 1-59259-927-3 . S2CID 3691391 .
- ^ Хэнд Р. (1975). «Ауторадиография волокон дезоксирибонуклеиновой кислоты как метод изучения репликации хромосомы млекопитающих» . Дж. Гистохим. Цитохим . 23 (7): 475–81. дои : 10.1177/23.7.1095649 . ПМИД 1095649 .
- ^ Маккарти Д., Миннер С., Бернштейн Х., Бернштейн С. (1976). «Скорость элонгации ДНК и распределение точек роста фага Т4 дикого типа и янтарного мутанта с задержкой ДНК». Дж Мол Биол . 106 (4): 963–81. дои : 10.1016/0022-2836(76)90346-6 . ПМИД 789903 .
- ^ Ковач К.А., Штайнманн М., Халфон О., Маджистретти П.Дж., Кардино Дж.Р. (ноябрь 2015 г.). «Комплексная регуляция CREB-связывающего белка с помощью протеинкиназы 2, взаимодействующей с гомеодоменом» (PDF) . Сотовая сигнализация . 27 (11): 2252–60. doi : 10.1016/j.cellsig.2015.08.001 . ПМИД 26247811 .
- ^ Гоггин, Фиона Л.; Медвилл, Ричард; Турджен, Роберт (1 февраля 2001 г.). «Загрузка флоэмы тюльпанового дерева. Механизмы и эволюционные последствия» . Физиология растений . 125 (2): 891–899. дои : 10.1104/стр.125.2.891 . ISSN 0032-0889 . ПМК 64890 . ПМИД 11161046 .
- ^ Ван Бел, AJE (июнь 1993 г.). «Стратегии загрузки флоэмы». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 44 (1): 253–281. дои : 10.1146/annurev.pp.44.060193.001345 . ISSN 1040-2519 .
- ^ Турджен, Р.; Медвилл, Р. (29 сентября 1998 г.). «Отсутствие флоэмной нагрузки в листьях ивы» . Труды Национальной академии наук . 95 (20): 12055–12060. Бибкод : 1998PNAS...9512055T . дои : 10.1073/pnas.95.20.12055 . ISSN 0027-8424 . ПМК 21764 . ПМИД 9751789 .
- ^ «Визуализация проникающего газа криптоном — ценный инструмент для обеспечения структурной целостности компонентов авиационных двигателей» . Архивировано из оригинала 20 июля 2008 года.
- ^ Вейсгалл, Джонатан (1994), Операция «Перекресток: атомные испытания на атолле Бикини» , Аннаполис, Мэриленд: Издательство военно-морского института, стр. 242 , ISBN 978-1-55750-919-2
Оригинальная публикация единственного изобретателя Аскинс, Барбара С. (1 ноября 1976 г.). «Усиление фотографического изображения методом авторадиографии». Прикладная оптика. 15 (11): 2860–2865. Бибкод: 1976ApOpt..15.2860A. doi:10.1364/ao.15.002860.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Роджерс, Эндрю В. (1979). Методы авторадиографии (3-е изд.). Нью-Йорк: Эльзевир Северная Голландия. ISBN 978-0-444-80063-3 .
- « Патент US4101780. Обработка серебра радиоактивными соединениями серы, такими как тиомочевина или ее производные ». Патенты Google. Проверено 26 июня 2014 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
