Sebagai seorang insinyur, Anda tahu bahwa teknologi dapat membantu kita mengetahui cara kerja alam.
Tapi pernahkah Anda berpikir tentang bagaimana radioaktivitas dapat digunakan untuk membantu penelitian biologi? Autoradiografi telah mengubah cara saya mempelajari makhluk hidup.
Dalam posting blog ini, saya akan membahas semua yang perlu Anda ketahui tentang autoradiografi, termasuk sejarah, kegunaan, dan masalah keamanannya.
Bersiaplah untuk mengetahui bagaimana metode baru ini mengubah masa depan penelitian biologi dan bagaimana Anda dapat membantu.
Sekilas Autoradiografi
Definisi formal:
Teknik untuk mendeteksi radioaktivitas dalam spesimen dengan menghasilkan gambar pada film atau pelat fotografi.
Autoradiografi adalah metode pencitraan yang kuat yang telah digunakan selama lebih dari seratus tahun dalam penelitian ilmiah.
Aplikasi Autoradiografi
Autoradiografi digunakan untuk berbagai hal, seperti:
- Lokasi molekul di dalam sel dan jaringan.
- Kalibrasi gambar.
- Estimasi panjang kromosom
- Lebih banyak contoh di bawah ini.
Metode ini sangat berguna untuk mengetahui di mana molekul radiolabel berada dalam sel atau jaringan.
Ini juga dapat digunakan untuk mengetahui panjang dan jumlah fragmen DNA setelah dipisahkan dengan elektroforesis gel.
Proses Autoradiografi
Autoradiografi adalah proses yang memiliki beberapa langkah. Pertama, sampel makhluk hidup ditandai dengan radioaktivitas.
Secara in vitro, sampel dapat ditandai dengan mengisolasi bagian seluler seperti DNA, RNA, protein, atau lipid dan melabelinya dengan radioisotop yang tepat.
In vivo, sampel biologis dapat ditandai dengan radioaktivitas.
Setelah sampel diberi label, bagian jaringan yang diberi label diletakkan di sebelah film sinar-X atau emulsi nuklir untuk membuat autoradiograf.
Ketika partikel beta berinteraksi dengan ion perak dalam emulsi fotografi, yang terbuat dari kristal perak bromida dalam matriks gelatin, mereka mengaktifkan ion Ag+.
Selama pengembangan, ion Ag+ yang teraktivasi diubah menjadi Ag(s), meninggalkan butiran Ag(s) untuk menandai jalur partikel beta.
Autoradiografi dapat menjadi metode yang sederhana, tetapi memerlukan kehati-hatian dengan bahan radioaktif agar semua orang tetap aman.
Operator harus mengambil langkah yang tepat untuk melindungi diri dari radiasi berbahaya.
Tip: Nyalakan tombol keterangan jika Anda membutuhkannya. Pilih "terjemahan otomatis" di tombol pengaturan, jika Anda tidak terbiasa dengan bahasa Inggris (atau aksen India). Anda mungkin perlu mengeklik bahasa video terlebih dahulu sebelum bahasa favorit Anda tersedia untuk diterjemahkan.
Aplikasi Autoradiografi
Autoradiografi adalah metode yang dapat digunakan dalam berbagai jenis penelitian biologi.
Artikel ini akan memberikan ikhtisar tentang beberapa penggunaan autoradiografi yang paling penting, seperti sidik jari DNA dan analisis genetik, serta bagaimana penggunaannya untuk mempelajari metabolisme, farmakokinetik, dan neurobiologi.
Sidik Jari DNA dan Analisis Genetik
Autoradiografi adalah bagian penting dari sidik jari DNA, yang telah mengubah ilmu forensik, perselisihan paternitas, dan kasus imigrasi.
Ini bekerja dengan menggunakan probe untuk mengikat urutan DNA tertentu dan kemudian menggunakan metode deteksi yang berbeda, seperti autoradiografi, untuk melihat probe terikat.
Setelah elektroforesis gel dan pengembangan film yang dibiarkan bersentuhan dengan gel, Jeffreys mendapatkan autoradiogram dengan sejumlah pita gelap.
Pita gelap ini adalah bagian dari DNA yang memiliki urutan yang cocok dengan probe.
Autoradiografi juga dapat digunakan untuk menganalisis jumlah radiasi dalam autoradiograf susunan DNA, yang digunakan dalam kasus paternitas sebagai penanda genetik.
Teknik ini memungkinkan peneliti melihat potongan DNA tertentu pada film sinar-X. Ini memberi mereka informasi penting tentang kapan dan di mana sel terbentuk.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
Metabolisme dan Farmakokinetik
Autoradiografi telah digunakan untuk mempelajari metabolisme tumbuhan dan hewan dengan melacak aktivitas isotop radioaktif dalam senyawa organik yang telah dimasukkan ke dalam jaringan.
Ini dapat digunakan untuk mengetahui di mana zat radioaktif berada dalam jaringan atau sel setelah dimasukkan ke dalam jalur metabolisme, terikat pada reseptor atau enzim, atau dihibridisasi menjadi asam nukleat.
Autoradiografi juga dapat digunakan untuk mengetahui di mana obat berlabel radioaktif berada di dalam tubuh dan seberapa baik obat tersebut berikatan dengan reseptor.
Misalnya, autoradiografi sering digunakan untuk mempelajari bagaimana asam nukleat bercampur dan untuk mengukur jumlah obat berlabel radioaktif dalam serum untuk studi farmakokinetik.
Neurobiologi
Autoradiografi dan senyawa berlabel radio digunakan dalam penelitian neurobiologis untuk mempelajari jalur dan reseptor saraf.
Dengan melihat bagaimana senyawa berlabel radioaktif didistribusikan di otak, peneliti dapat mempelajari lebih lanjut tentang mekanisme di balik fungsi otak normal dan abnormal.
Lokalisasi Protein
Autoradiografi juga dapat digunakan untuk mengetahui letak protein di dalam sel. Dalam hal ini, isotop radioaktif ditambahkan ke protein, dan protein berlabel dimasukkan ke dalam sel.
Sel-sel tersebut kemudian dirawat dan diletakkan di atas film atau piring untuk fotografi. Ini membuat gambar di mana protein berlabel berada di dalam sel. Ini memungkinkan para ilmuwan mempelajari bagaimana berbagai protein dalam sel bekerja dan bagaimana mereka dikendalikan.
Lokalisasi Reseptor
Autoradiografi juga dapat digunakan untuk menemukan reseptor di dalam sel dan mempelajari cara kerjanya. Dalam hal ini, ligan radioaktif digunakan untuk menandai reseptor. Sel-sel tersebut kemudian diproses dan diletakkan di atas film atau piring untuk fotografi.
Ini membuat gambaran di mana reseptor berlabel berada di dalam sel. Ini memungkinkan para peneliti mempelajari di mana reseptor berada dan peran apa yang mereka mainkan dalam pensinyalan sel dan hal-hal lain yang dilakukan sel.
Tes Pengikatan Radioligand
Dalam uji pengikatan radioligand, autoradiografi sering digunakan untuk melihat bagaimana ligan dan reseptor bekerja sama. Dalam aplikasi ini, ligan radioaktif dicampur dengan sel atau jaringan, dan autoradiografi digunakan untuk mengukur seberapa baik ligan berikatan dengan reseptor.
Ini memungkinkan para peneliti mempelajari kecepatan dan kekuatan interaksi antara ligan dan reseptor dan menemukan obat potensial atau senyawa lain yang dapat mengubah interaksi ini.
Alternatif untuk Autoradiografi
Autoradiografi adalah cara umum untuk mengetahui apakah sesuatu mengandung radioaktivitas di dalamnya.
Tetapi ada sejumlah cara lain untuk menemukan dan mengukur isotop radioaktif, dan beberapa di antaranya memiliki sensitivitas dan resolusi yang lebih baik.
Autoradiografi Pelat Pencitraan
Autoradiografi Imaging Plate (IP) adalah cara sederhana dan tidak merusak untuk menganalisis sampel
Itu dapat mengambil gambar area besar dalam dua dimensi dan memiliki batas deteksi rendah untuk aktinida dan nuklida radioaktif lainnya.
Radiasi yang dilepaskan oleh isotop radioaktif ditangkap oleh layar penyimpanan fosfor, yang kemudian dibaca oleh pemindai dan diubah menjadi gambar digital.
Memindai Mikroskop Elektron (SEM)
Scanning electron microscopy (SEM) adalah metode yang menggunakan berkas elektron untuk membuat gambar beresolusi tinggi dari objek mikroskopis.
SEM juga dapat digunakan untuk melihat bagaimana radioisotop tersebar dalam sampel.
Sampel ditutupi dengan bahan yang menghantarkan listrik, dan berkas elektron memindai permukaan sampel untuk membuat gambar dengan resolusi tinggi dan kontras yang baik.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
Spektrometri Massa Ion Sekunder (SIMS)
Spektrometri Massa Ion Sekunder (SIMS) adalah metode yang dapat digunakan untuk mencari dan mengambil gambar isotop yang berukuran lebih kecil dari mikron.
Untuk metode ini, seberkas ion berenergi tinggi ditembakkan ke sampel, yang membuat ion sekunder keluar.
Spektrometer massa kemudian digunakan untuk melihat ion-ion ini untuk mengetahui di mana dan berapa banyak isotop yang ada dalam sampel.
Autoradiografi Layar Fosfor
Menggunakan metode 14C-PMMA, autoradiografi Phosphor Screen adalah teknik yang menggunakan isotop radioaktif untuk mengetahui seberapa keropos sesuatu dan seperti apa pori-porinya.
Untuk metode ini, resin PMMA dituangkan di sekitar sampel, yang kemudian dipaparkan ke isotop radioaktif.
Sampel kemudian digambarkan menggunakan layar fosfor, yang mengambil emisi radioaktif sampel.
Alternatif Lain
Selain metode ini, berikut ini juga merupakan alternatif umum untuk autoradiografi:
- Penghitungan sintilasi cair adalah metode untuk mendeteksi dan mengukur tingkat rendah isotop pemancar beta dan alfa yang sensitif dan kuantitatif.
- Penghitungan gamma digunakan untuk menemukan dan mengukur jumlah pemancar gamma dalam berbagai jenis sampel.
Memberi Label dan Mendeteksi Protein
Autoradiografi adalah jenis pencitraan yang menggunakan sumber radioaktif yang sudah ada dalam sampel, seperti protein berlabel radioaktif.
Selama sintesis protein, isotop radioaktif seperti 35S-metionin, 3H-leusin, atau 14C-asam amino dapat ditambahkan ke protein yang diinginkan.
Ini memungkinkan penggunaan autoradiografi untuk menemukan dan mengukur protein berlabel.
Metode ini sangat berguna untuk menemukan protein yang tidak terlalu umum atau untuk melihat bagaimana protein berubah setelah dibuat.
Melalui tes co-imunopresipitasi dan overlay, autoradiografi juga dapat digunakan untuk mengetahui bagaimana protein berinteraksi satu sama lain.
Pelabelan dan Deteksi DNA
Dengan menambahkan isotop radioaktif seperti sulfur-35 (35S), hidrogen-3 (3H), karbon-14 (14C), yodium-125 (125I), dan fosfor-32 (32P) ke molekul DNA, autoradiografi juga dapat digunakan untuk menandai dan menemukan DNA.
Misalnya, 32P dan 35S dapat ditambahkan ke nukleosida seperti N15- atau deoxythymidine triphosphate (dTTP), yang kemudian dapat digunakan untuk melabeli molekul DNA.
Dalam uji proliferasi, Anda juga dapat menggunakan 3H-timidin atau timidin yang telah diberi label 14C.
Autoradiografi juga dapat digunakan untuk mengetahui bagaimana oligonukleotida berlabel radio-32P digunakan untuk memperbaiki DNA.
Keselamatan Radiasi dan Pengaturan Riset
Autoradiografi adalah metode yang digunakan dalam penelitian biologi untuk melihat protein berlabel radioaktif, DNA, dan bagian lain dalam sampel dan mencari tahu berapa banyak masing-masing yang ada.
Ini melibatkan meletakkan selembar jaringan berlabel di sebelah selembar film fotografi atau emulsi. Ini membuat autoradiograf.
Autoradiograf dapat dilihat melalui mikroskop untuk mengetahui letak butiran perak, seperti di dalam atau di luar sel atau organel.
Saat menggunakan bahan radioaktif dalam penelitian, ada beberapa cara untuk tetap aman.
- Penunjukan dan pelabelan area di mana bahan radioaktif akan digunakan.
- Anda tidak boleh makan, minum, atau merokok di lab.
- Menggunakan baki tumpahan dan penutup yang menyerap cairan.
- Menggunakan tudung asap saat bekerja dengan bahan yang bisa terbakar.
- Mengenakan alat pelindung diri seperti jas lab, sarung tangan, dan kacamata pengaman.
- Mengawasi permukaan dan membersihkannya setelah digunakan.
- Membuang limbah radioaktif ke tempat sampah dengan cara yang benar, sebagaimana diwajibkan oleh undang-undang.
Autoradiografi langsung dengan film dibatasi sensitivitasnya oleh transfer energi emisi radionuklida yang tidak efisien.
Kesimpulan
Saat kita selesai mempelajari autoradiografi, satu hal yang jelas: tidak dapat disangkal kekuatan radioaktivitas dalam penelitian biologi.
Autoradiografi telah membantu kita belajar banyak tentang alam, sejak para ilmuwan menemukannya lebih dari seratus tahun yang lalu hingga saat ini, ketika digunakan dalam bidang-bidang seperti genetika dan ilmu saraf.
Namun penting untuk diingat bahwa ketika Anda memiliki banyak kekuasaan, Anda juga memiliki banyak tanggung jawab.
Autoradiografi adalah cara yang ampuh untuk mengetahui sesuatu, tetapi harus digunakan dengan hati-hati dan hati-hati untuk menghindari risiko paparan radiasi.
Sebagai seorang insinyur, Anda memiliki kesempatan langka untuk bekerja di bidang sains mutakhir, menggunakan metode baru seperti autoradiografi untuk mempelajari lebih lanjut tentang dunia di sekitar kita.
Dengan mengawasi keselamatan dan mendorong batas dari apa yang mungkin, Anda dapat membantu memastikan bahwa teknologi luar biasa ini akan terus menghasilkan penemuan baru selama bertahun-tahun yang akan datang.
Jadi maju, jelajahi, dan temukan dunia autoradiografi yang menakjubkan – kemungkinannya tidak terbatas!
Bagikan pada…
