Bir mühendis olarak, teknolojinin doğal dünyanın nasıl çalıştığını anlamamıza yardımcı olabileceğini biliyorsunuz.
Ancak radyoaktivitenin biyolojik araştırmalara yardımcı olmak için nasıl kullanılabileceğini hiç düşündünüz mü? Otoradyografi, canlıları inceleme şeklimi değiştirdi.
Bu blog gönderisinde, tarihçesi, kullanımları ve güvenlik endişeleri dahil olmak üzere otoradyografi hakkında bilmeniz gereken her şeyi gözden geçireceğim.
Bu yeni yöntemin biyolojik araştırmanın geleceğini nasıl değiştirdiğini ve nasıl yardımcı olabileceğinizi öğrenmeye hazır olun.
Otoradyografiye Genel Bakış
Resmi tanımlama:
Bir fotoğraf filmi veya plakası üzerinde bir görüntü oluşturarak bir numunedeki radyoaktiviteyi saptamak için bir teknik.
Otoradyografi, bilimsel araştırmalarda yüz yılı aşkın süredir kullanılan güçlü bir görüntüleme yöntemidir.
Otoradyografi Uygulamaları
Otoradyografi, aşağıdakiler gibi birçok farklı şey için kullanılır:
- Moleküllerin hücre ve dokulardaki konumu.
- Görüntü kalibrasyonu.
- Kromozomların uzunluğunun tahmini.
- Aşağıda daha fazla örnek var.
Yöntem, özellikle radyoaktif olarak işaretlenmiş moleküllerin hücrelerde veya dokularda nerede olduğunu bulmak için kullanışlıdır.
Jel elektroforezi ile ayrıldıktan sonra DNA parçalarının uzunluğunu ve sayısını bulmak için de kullanılabilir.
Otoradyografi Süreci
Otoradyografi birkaç adımdan oluşan bir süreçtir. İlk olarak, canlılardan alınan numuneler radyoaktivite ile işaretlenir.
İn vitro olarak numune, DNA, RNA, proteinler veya lipitler gibi hücresel kısımları izole ederek ve bunları doğru radyoizotoplarla etiketleyerek işaretlenebilir.
In vivo, biyolojik numuneler radyoaktivite ile işaretlenebilir.
Numune etiketlendikten sonra, etiketlenmiş doku bölümü bir otoradyograf yapmak için bir X-ışını filminin veya nükleer emülsiyonun yanına konur.
Jelatin bir matris içinde gümüş bromür kristallerinden yapılan fotoğrafik emülsiyondaki beta parçacıkları gümüş iyonlarıyla etkileşime girdiğinde, Ag+ iyonlarını açarlar.
Geliştirme sırasında, aktive edilmiş Ag+ iyonları, Ag(ler)e dönüştürülür ve geriye beta parçacıklarının yolunu işaretlemek için Ag(ler) tanecikleri kalır.
Otoradyografi basit bir yöntem olabilir, ancak herkesi güvende tutmak için radyoaktif maddeler konusunda dikkatli olmayı gerektirir.
Operatörler kendilerini zararlı radyasyondan korumak için doğru adımları atmalıdır.
İpucu: Gerekirse altyazı düğmesini açın. İngilizceye (veya Hint aksanına) aşina değilseniz, ayarlar düğmesinden "otomatik çeviri"yi seçin. En sevdiğiniz dil çeviri için uygun hale gelmeden önce videonun diline tıklamanız gerekebilir.
Otoradyografi Uygulamaları
Otoradyografi, birçok farklı biyolojik araştırma türünde kullanılabilen bir yöntemdir.
Bu makale, DNA parmak izi ve genetik analiz gibi otoradyografinin en önemli kullanımlarından bazılarının yanı sıra metabolizma, farmakokinetik ve nörobiyolojiyi incelemek için nasıl kullanıldığına dair bir genel bakış sunacaktır.
DNA Parmak İzi ve Genetik Analiz
Otoradyografi, adli bilimi, babalık anlaşmazlıklarını ve göçmenlik davalarını değiştiren DNA parmak izinin önemli bir parçasıdır.
Spesifik DNA dizilerine bağlanmak için problar kullanarak ve ardından bağlı probları görmek için otoradyografi gibi farklı tespit yöntemleri kullanarak çalışır.
Jel elektroforezinden ve jelle temas halinde bırakılan bir filmin geliştirilmesinden sonra, Jeffreys bir dizi karanlık bant içeren bir otoradyogram elde etti.
Bu karanlık bantlar, probla eşleşen bir diziye sahip DNA bölümleriydi.
Otoradyografi, babalık vakalarında genetik belirteç olarak kullanılan DNA dizili otoradyograflarda radyasyon miktarının analizi için de kullanılabilir.
Teknik, araştırmacıların bir X-ışını filminde belirli DNA parçalarını görmelerini sağlar. Bu onlara hücrelerin ne zaman ve nerede oluştuğu hakkında önemli bilgiler verir.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
Metabolizma ve Farmakokinetik
Otoradyografi, dokuya konulan organik bileşiklerdeki radyoaktif izotopların aktivitesini takip ederek hem bitkilerin hem de hayvanların metabolizmasını incelemek için kullanılmıştır.
Radyoaktif bir maddenin metabolik bir yola girdikten, bir reseptöre veya enzime bağlandıktan veya bir nükleik aside hibritlendikten sonra doku veya hücrede nerede olduğunu bulmak için kullanılabilir.
Otoradyografi, radyoaktif olarak işaretlenmiş bir ilacın vücutta nerede olduğunu ve bir reseptöre ne kadar iyi bağlandığını bulmak için de kullanılabilir.
Örneğin, otoradyografi genellikle nükleik asitlerin nasıl karıştığını incelemek ve farmakokinetik çalışmalar için serumdaki radyoaktif olarak işaretlenmiş ilaçların miktarını ölçmek için kullanılır.
nörobiyoloji
Otoradyografi ve radyo etiketli bileşikler, sinir yollarını ve reseptörleri incelemek için nörobiyolojik araştırmalarda kullanılır.
Araştırmacılar, radyoaktif olarak etiketlenmiş bileşiklerin beyinde nasıl dağıldığını görerek, normal ve anormal beyin fonksiyonlarının ardındaki mekanizmalar hakkında daha fazla bilgi edinebilirler.
Protein Lokalizasyonu
Otoradyografi, proteinlerin hücrelerde nerede olduğunu bulmak için de kullanılabilir. Bu durumda, bir proteine radyoaktif bir izotop eklenir ve işaretli protein hücrelere konur.
Hücreler daha sonra işlenir ve fotoğraf için bir filme veya plakaya konur. Bu, etiketli proteinin hücrede nerede olduğuna dair bir görüntü oluşturur. Bu, bilim adamlarının hücrelerdeki farklı proteinlerin nasıl çalıştığını ve nasıl kontrol edildiğini incelemelerini sağlar.
Reseptör Lokalizasyonu
Otoradyografi, hücrelerin içindeki reseptörleri bulmak ve nasıl çalıştıklarını incelemek için de kullanılabilir. Bu durumda, reseptörleri işaretlemek için bir radyoaktif ligand kullanılır. Hücreler daha sonra işlenir ve fotoğraf için bir filme veya plakaya konur.
Bu, etiketli reseptörlerin hücrelerin içinde nerede olduğuna dair bir resim oluşturur. Bu, araştırmacıların reseptörlerin nerede olduğunu ve hücre sinyalleşmesinde ve hücrelerin yaptığı diğer şeylerde oynadıkları rolü incelemelerini sağlar.
Radyoligand Bağlanma Deneyleri
Radyoligand bağlama deneylerinde, ligandların ve reseptörlerin birlikte nasıl çalıştığına bakmak için otoradyografi sıklıkla kullanılır. Bu uygulamada, radyoaktif bir ligand hücreler veya dokularla karıştırılır ve ligandın reseptörlere ne kadar iyi bağlandığını ölçmek için otoradyografi kullanılır.
Bu, araştırmacıların ligandlar ve reseptörler arasındaki etkileşimlerin hızını ve gücünü incelemelerine ve bu etkileşimleri değiştirebilecek potansiyel ilaçları veya diğer bileşikleri bulmalarına olanak tanır.
Otoradyografiye Alternatifler
Otoradyografi, bir şeyin içinde radyoaktivite olup olmadığını bulmanın yaygın bir yoludur.
Ancak radyoaktif izotopları bulmanın ve ölçmenin bir dizi başka yolu vardır ve bunlardan bazıları daha iyi hassasiyete ve çözünürlüğe sahiptir.
Görüntüleme Plakası Otoradyografisi
Görüntüleme Plakası (IP) otoradyografisi, numuneleri analiz etmenin basit ve tahribatsız bir yoludur
Geniş alanların iki boyutlu fotoğraflarını çekebilir ve aktinitler ve diğer radyoaktif nüklidler için düşük tespit limitlerine sahiptir.
Radyoaktif izotop tarafından yayılan radyasyon, daha sonra bir tarayıcı tarafından okunan ve dijital bir görüntüye dönüştürülen bir depolama fosfor ekranı tarafından yakalanır.
Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)
Taramalı elektron mikroskobu (SEM), mikroskobik nesnelerin yüksek çözünürlüklü resimlerini yapmak için bir elektron ışını kullanan bir yöntemdir.
SEM, radyoizotopların örneklerde nasıl dağıldığını incelemek için de kullanılabilir.
Numune, elektriği ileten bir malzeme ile kaplıdır ve elektron ışını, yüksek çözünürlüklü ve iyi kontrastlı görüntüler oluşturmak için numunenin yüzeyini tarar.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
İkincil İyon Kütle Spektrometresi (SIMS)
İkincil İyon Kütle Spektrometresi (SIMS), bir mikrondan daha küçük izotopları bulmak ve resimlerini çekmek için kullanılabilen bir yöntemdir.
Bu yöntem için, numuneye yüksek enerjili iyonlardan oluşan bir ışın ateşlenir ve bu da ikincil iyonların dışarı çıkmasını sağlar.
Kütle spektrometresi daha sonra numunede nerede ve kaç tane izotop olduğunu bulmak için bu iyonlara bakmak için kullanılır.
Fosfor Ekranlı Otoradyografi
14C-PMMA yöntemini kullanan Fosfor Ekran otoradyografisi, bir şeyin ne kadar gözenekli olduğunu ve gözeneklerinin neye benzediğini anlamak için radyoaktif bir izotop kullanan bir tekniktir.
Bu yöntem için PMMA reçinesi, daha sonra bir radyoaktif izotopa maruz bırakılan bir numunenin etrafına dökülür.
Numune daha sonra, numunenin radyoaktif emisyonlarını toplayan bir fosfor ekranı kullanılarak resmedilir.
Diğer Alternatifler
Bu yöntemlerin yanı sıra, aşağıdakiler de otoradyografiye yaygın alternatiflerdir:
- Sıvı sintilasyon sayımı, hem hassas hem de kantitatif olan düşük seviyelerde beta ve alfa yayan izotopları tespit etmek ve ölçmek için bir yöntemdir.
- Gama sayımı, farklı numune türlerinde gama yayıcıların miktarını bulmak ve ölçmek için kullanılır.
Proteinleri Etiketleme ve Tespit Etme
Otoradyografi, radyoaktif işaretli proteinler gibi numunede halihazırda bulunan radyoaktif kaynakları kullanan bir görüntüleme türüdür.
Protein sentezi sırasında, ilgili proteine 35S-metiyonin, 3H-lösin veya 14C-amino asitler gibi radyoaktif izotoplar eklenebilir.
Bu, etiketli proteinleri bulmak ve ölçmek için otoradyografiyi kullanmayı mümkün kılar.
Bu yöntem özellikle çok yaygın olmayan proteinleri bulmak veya proteinlerin yapıldıktan sonra nasıl değiştiklerine bakmak için kullanışlıdır.
Birlikte immünopresipitasyon ve bindirme deneyleri yoluyla, otoradyografi ayrıca proteinlerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini bulmak için kullanılabilir.
DNA'yı Etiketleme ve Tespit Etme
DNA molekülüne kükürt-35 (35S), hidrojen-3 (3H), karbon-14 (14C), iyot-125 (125I) ve fosfor-32 (32P) gibi radyoaktif izotoplar eklenerek otoradyografi de kullanılabilir. DNA'yı işaretlemek ve bulmak için.
Örneğin, 32P ve 35S, daha sonra DNA moleküllerini etiketlemek için kullanılabilen N15- veya deoksitimidin trifosfat (dTTP) gibi nükleositlere eklenebilir.
Proliferasyon testlerinde, 14C ile işaretlenmiş 3H-timidin veya timidin de kullanabilirsiniz.
Otoradyografi, DNA'yı sabitlemek için 32P-radyo-etiketli oligonükleotitlerin nasıl kullanıldığını bulmak için de kullanılabilir.
Radyasyon Güvenliği ve Araştırma Ortamı
Otoradyografi, bir numunedeki radyoaktif işaretli proteinleri, DNA'yı ve diğer parçaları görmek ve her birinin ne kadar olduğunu bulmak için biyolojik araştırmalarda kullanılan bir yöntemdir.
Bir parça fotoğraf filminin veya emülsiyonun yanına bir parça etiketli doku koymayı içerir. Bu bir otoradyograf yapar.
Hücrelerin veya organellerin içinde veya dışında olduğu gibi gümüş taneciklerinin nerede olduğunu bulmak için otoradyograflara mikroskopla bakılabilir.
Araştırmada radyoaktif maddeler kullanırken, güvende kalmanın birkaç yolu vardır.
- Radyoaktif maddelerin kullanılacağı alanların belirlenmesi ve etiketlenmesi.
- Laboratuvarda yemek yiyemez, içemez veya sigara içemezsiniz.
- Dökülme tepsileri ve sıvıyı emen bir örtü kullanmak.
- Alev alabilecek malzemelerle çalışırken çeker ocakların kullanılması.
- Laboratuvar önlükleri, eldivenler ve güvenlik gözlükleri gibi kişisel koruyucu giysiler giymek.
- Yüzeylere dikkat etmek ve kullandıktan sonra temizlemek.
- Yasa gereği radyoaktif atıkları doğru şekilde çöp kutularına atmak.
Filmli doğrudan otoradyografinin hassasiyeti, radyonüklidlerin emisyon enerjisinin verimsiz aktarımı nedeniyle sınırlıdır.
Çözüm
Otoradyografiyi öğrenmeyi bitirirken, bir şey açık: Biyolojik araştırmalarda radyoaktivitenin gücü inkar edilemez.
Otoradyografi, bilim insanlarının onu bulduğu yüz yılı aşkın bir süre önce, genetik ve nörobilim gibi alanlarda kullanıldığı günümüze kadar, doğal dünya hakkında çok şey öğrenmemize yardımcı oldu.
Ancak, çok fazla gücünüz olduğunda, aynı zamanda çok fazla sorumluluğunuz olduğunu hatırlamak önemlidir.
Otoradyografi, şeyleri öğrenmenin güçlü bir yoludur, ancak radyasyona maruz kalma risklerinden kaçınmak için dikkatli ve dikkatli kullanılmalıdır.
Bir mühendis olarak, çevremizdeki dünya hakkında daha fazla bilgi edinmek için otoradyografi gibi yeni yöntemler kullanarak bilimin en ileri noktasında çalışma şansına sahipsiniz.
Güvenliği göz önünde bulundurarak ve mümkün olanın sınırlarını zorlayarak, bu muhteşem teknolojinin daha uzun yıllar boyunca yeni keşiflere yol açacağından emin olabilirsiniz.
Öyleyse devam edin, keşfedin ve otoradyografinin muhteşem dünyasını keşfedin - olasılıklar sonsuzdur!
Paylaş…
