Como engenheiro, você sabe que a tecnologia pode nos ajudar a descobrir como o mundo natural funciona.
Mas você já pensou em como a radioatividade poderia ser usada para ajudar na pesquisa biológica? A autorradiografia mudou a maneira como estudo os seres vivos.
Nesta postagem do blog, abordarei tudo o que você precisa saber sobre autorradiografia, incluindo sua história, usos e questões de segurança.
Prepare-se para descobrir como esse novo método está mudando o futuro da pesquisa biológica e como você pode ajudar.
Visão geral da autorradiografia
Definição formal:
Uma técnica para detectar a radioatividade em um espécime, produzindo uma imagem em um filme ou placa fotográfica.
Autorradiografia é um poderoso método de imagem que tem sido usado por mais de cem anos em pesquisas científicas.
Aplicações da autorradiografia
A autorradiografia é usada para muitas coisas diferentes, como:
- Localização de moléculas dentro de células e tecidos.
- Calibração de imagem.
- Estimativa do comprimento dos cromossomos.
- Mais exemplos abaixo.
O método é especialmente útil para descobrir onde as moléculas radiomarcadas estão nas células ou tecidos.
Também pode ser usado para descobrir o comprimento e o número de fragmentos de DNA após terem sido separados por eletroforese em gel.
Processo de autorradiografia
Autorradiografia é um processo que tem várias etapas. Primeiro, amostras de seres vivos são marcadas com radioatividade.
In vitro, a amostra pode ser marcada isolando partes celulares como DNA, RNA, proteínas ou lipídios e marcando-as com os radioisótopos corretos
In vivo, amostras biológicas podem ser marcadas com radioatividade.
Depois que a amostra é marcada, a seção de tecido marcada é colocada ao lado de um filme de raios-X ou emulsão nuclear para fazer uma autorradiografia.
Quando as partículas beta interagem com os íons de prata na emulsão fotográfica, que é feita de cristais de brometo de prata em uma matriz de gelatina, eles ligam os íons Ag+.
Durante o desenvolvimento, os íons Ag+ ativados são transformados em Ag(s), deixando grãos de Ag(s) para marcar o caminho das partículas beta.
A autorradiografia pode ser um método simples, mas requer cuidado com materiais radioativos para manter todos seguros.
Os operadores devem tomar as medidas corretas para se protegerem da radiação nociva.
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Aplicações da autorradiografia
Autorradiografia é um método que pode ser usado em muitos tipos diferentes de pesquisa biológica.
Este artigo fornecerá uma visão geral de alguns dos usos mais importantes da autorradiografia, como impressão digital de DNA e análise genética, bem como como ela é usada para estudar metabolismo, farmacocinética e neurobiologia.
Impressão digital de DNA e análise genética
A autorradiografia é uma parte fundamental da impressão digital de DNA, que mudou a ciência forense, as disputas de paternidade e os casos de imigração.
Ele funciona usando sondas para se ligar a sequências específicas de DNA e, em seguida, usando diferentes métodos de detecção, como autorradiografia, para ver as sondas ligadas.
Após a eletroforese em gel e a revelação de um filme que ficou em contato com o gel, Jeffreys obteve um autorradiograma com várias faixas escuras.
Essas bandas escuras eram seções de DNA que tinham uma sequência que combinava com a sonda.
A autorradiografia também pode ser usada para analisar a quantidade de radiação em autorradiografias de matriz de DNA, que são usadas em casos de paternidade como marcadores genéticos.
A técnica permite que os pesquisadores vejam pedaços específicos de DNA em um filme de raios-X. Isso lhes dá informações importantes sobre quando e onde as células se formam.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
Metabolismo e Farmacocinética
A autorradiografia tem sido usada para estudar o metabolismo de plantas e animais, acompanhando a atividade de isótopos radioativos em compostos orgânicos que foram colocados no tecido.
Ele pode ser usado para descobrir onde uma substância radioativa está em um tecido ou célula depois de ter sido colocada em uma via metabólica, ligada a um receptor ou enzima ou hibridizada a um ácido nucléico.
A autorradiografia também pode ser usada para descobrir onde um medicamento radiomarcado está no corpo e quão bem ele se liga a um receptor.
Por exemplo, a autorradiografia é frequentemente usada para estudar como os ácidos nucleicos se misturam e para medir a quantidade de drogas radiomarcadas no soro para estudos farmacocinéticos.
neurobiologia
A autorradiografia e os compostos radiomarcados são usados na pesquisa neurobiológica para estudar as vias nervosas e os receptores.
Ao ver como os compostos marcados radioativamente são distribuídos no cérebro, os pesquisadores podem aprender mais sobre os mecanismos por trás da função cerebral normal e anormal.
Localização de proteínas
A autorradiografia também pode ser usada para descobrir onde as proteínas estão nas células. Nesse caso, um isótopo radioativo é adicionado a uma proteína e a proteína marcada é colocada nas células.
As células são então tratadas e colocadas em um filme ou chapa para fotografia. Isso cria uma imagem de onde a proteína marcada está na célula. Isso permite que os cientistas estudem como diferentes proteínas nas células funcionam e como elas são controladas.
Localização do Receptor
A autorradiografia também pode ser usada para encontrar receptores dentro das células e estudar como eles funcionam. Nesse caso, um ligante radioativo é usado para marcar os receptores. As células são então processadas e colocadas em um filme ou chapa para fotografia.
Isso cria uma imagem de onde os receptores marcados estão dentro das células. Isso permite que os pesquisadores estudem onde estão os receptores e que papel eles desempenham na sinalização celular e outras coisas que as células fazem.
Ensaios de Ligação de Radioligando
Em ensaios de ligação de radioligantes, a autorradiografia é frequentemente usada para observar como ligantes e receptores funcionam juntos. Nesta aplicação, um ligante radioativo é misturado com células ou tecidos, e a autorradiografia é usada para medir o quão bem o ligante se liga aos receptores.
Isso permite que os pesquisadores estudem a velocidade e a força das interações entre ligantes e receptores e encontrem drogas em potencial ou outros compostos que possam alterar essas interações.
Alternativas à autorradiografia
Autorradiografia é uma maneira comum de descobrir se algo contém radioatividade.
Mas existem várias outras maneiras de encontrar e medir isótopos radioativos, e algumas delas têm melhor sensibilidade e resolução.
Autorradiografia de placa de imagem
A autorradiografia com placa de imagem (IP) é uma maneira simples e não destrutiva de analisar amostras
Ele pode tirar fotos de grandes áreas em duas dimensões e tem baixos limites de detecção para actinídeos e outros nuclídeos radioativos.
A radiação emitida pelo isótopo radioativo é capturada por uma tela de fósforo de armazenamento, que é então lida por um scanner e transformada em uma imagem digital.
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
A microscopia eletrônica de varredura (SEM) é um método que usa um feixe de elétrons para fazer imagens de alta resolução de objetos microscópicos.
O SEM também pode ser usado para observar como os radioisótopos estão espalhados nas amostras.
A amostra é coberta com um material condutor de eletricidade e o feixe de elétrons varre a superfície da amostra para criar imagens com alta resolução e bom contraste.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
Espectrometria de Massa de Íons Secundários (SIMS)
A espectrometria de massa de íons secundários (SIMS) é um método que pode ser usado para encontrar e tirar fotos de isótopos menores que um mícron.
Para este método, um feixe de íons de alta energia é disparado na amostra, o que faz com que os íons secundários saiam.
O espectrômetro de massa é então usado para observar esses íons para descobrir onde e quantos isótopos existem na amostra.
Autorradiografia de Tela de Fósforo
Usando o método 14C-PMMA, a autoradiografia Phosphor Screen é uma técnica que usa um isótopo radioativo para descobrir o quão poroso algo é e como são seus poros.
Para este método, a resina PMMA é derramada em torno de uma amostra, que é então exposta a um isótopo radioativo.
A amostra é então retratada usando uma tela de fósforo, que capta as emissões radioativas da amostra.
Outras Alternativas
Além desses métodos, os seguintes também são alternativas comuns à autorradiografia:
- A contagem de cintilação líquida é um método para detectar e medir baixos níveis de isótopos emissores beta e alfa que é sensível e quantitativo.
- A contagem gama é usada para encontrar e medir a quantidade de emissores gama em diferentes tipos de amostras.
Rotulagem e Detecção de Proteínas
Autorradiografia é um tipo de imagem que usa fontes radioativas que já estão presentes na amostra, como proteínas radiomarcadas.
Durante a síntese de proteínas, isótopos radioativos como 35S-metionina, 3H-leucina ou 14C-aminoácidos podem ser adicionados à proteína de interesse
Isso torna possível usar autorradiografia para encontrar e medir proteínas marcadas.
Este método é especialmente útil para encontrar proteínas que não são muito comuns ou para observar como as proteínas mudam depois de serem produzidas.
Por meio de ensaios de coimunoprecipitação e sobreposição, a autorradiografia também pode ser usada para descobrir como as proteínas interagem umas com as outras.
Marcação e detecção de DNA
Ao adicionar isótopos radioativos como enxofre-35 (35S), hidrogênio-3 (3H), carbono-14 (14C), iodo-125 (125I) e fósforo-32 (32P) à molécula de DNA, a autorradiografia também pode ser usada para marcar e encontrar DNA.
Por exemplo, 32P e 35S podem ser adicionados a nucleosídeos como N15- ou trifosfato de desoxitimidina (dTTP), que podem então ser usados para rotular moléculas de DNA.
Em ensaios de proliferação, você também pode usar 3H-timidina ou timidina marcada com 14C.
A autorradiografia também pode ser usada para descobrir como os oligonucleotídeos radiomarcados com 32P estão sendo usados para fixar o DNA.
Ambiente de pesquisa e segurança radiológica
Autorradiografia é um método usado na pesquisa biológica para ver proteínas radiomarcadas, DNA e outras partes em uma amostra e descobrir quanto de cada existe.
Envolve colocar um pedaço de tecido marcado ao lado de um pedaço de filme fotográfico ou emulsão. Isso faz uma autorradiografia.
Autorradiografias podem ser examinadas através de um microscópio para descobrir onde estão os grãos de prata, como dentro ou fora das células ou organelas.
Ao usar materiais radioativos em pesquisa, existem várias maneiras de se manter seguro.
- Designar e rotular áreas onde materiais radioativos serão usados.
- Você não pode comer, beber ou fumar no laboratório.
- Usando bandejas de derramamento e uma cobertura que absorva o líquido.
- Usar capelas de exaustão ao trabalhar com materiais que podem pegar fogo.
- Colocar equipamentos de proteção individual, como jalecos, luvas e óculos de segurança.
- Ficar de olho nas superfícies e limpá-las após o uso.
- Colocar os resíduos radioativos nas latas de lixo da maneira correta, conforme exigido por lei.
Autorradiografia direta com filme é limitada em sensibilidade pela transferência ineficiente de energia de emissão de radionuclídeos.
Conclusão
Quando terminamos de aprender sobre autorradiografia, uma coisa fica clara: não há como negar o poder da radioatividade na pesquisa biológica.
A autoradiografia nos ajudou a aprender muito sobre o mundo natural, desde o momento em que os cientistas a encontraram, há mais de cem anos, até o presente, quando é usada em áreas como genética e neurociência.
Mas é importante lembrar que quando você tem muito poder, também tem muita responsabilidade.
A autorradiografia é uma maneira poderosa de descobrir coisas, mas deve ser usada com cuidado e cuidado para evitar os riscos de exposição à radiação.
Como engenheiro, você tem a rara chance de trabalhar na vanguarda da ciência, usando novos métodos como autorradiografia para aprender mais sobre o mundo ao nosso redor.
Ao ficar de olho na segurança e ultrapassar os limites do que é possível, você pode ajudar a garantir que essa incrível tecnologia continue a levar a novas descobertas por muitos anos.
Então vá em frente, explore e descubra o incrível mundo da autorradiografia – as possibilidades são infinitas!
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