作為一名工程師，您知道技術可以幫助我們了解自然界的運作方式。
但是你有沒有想過如何利用放射性來幫助生物學研究？放射自顯影改變了我研究生物的方式。
在這篇博文中，我將介紹您需要了解的有關放射自顯影的所有信息，包括它的歷史、用途和安全問題。
準備好了解這種新方法如何改變生物學研究的未來，以及您可以如何提供幫助。
放射自顯影概述
正式定義：
一種通過在照相膠片或印版上生成圖像來檢測標本中放射性的技術。
放射自顯影是一種強大的成像方法，已在科學研究中使用了一百多年。
放射自顯影的應用
放射自顯影用於許多不同的事物，例如：
- 分子在細胞和組織內部的位置。
- 圖像校準。
- 染色體長度的估計。
- 更多示例如下。
該方法對於找出放射性標記分子在細胞或組織中的位置特別有用。
它還可用於計算通過凝膠電泳分離後的 DNA 片段的長度和數量。
放射自顯影過程
放射自顯影是一個包含多個步驟的過程。首先，生物樣本標有放射性。
在體外，樣品可以通過分離細胞部分（如 DNA、RNA、蛋白質或脂質）並用正確的放射性同位素標記來標記
在體內，生物樣品可以用放射性標記。
標記樣本後，將標記的組織切片放在 X 射線膠片或核乳劑旁邊以製作放射自顯影照片。
當 β 粒子與感光乳劑（由明膠基質中的溴化銀晶體製成）中的銀離子相互作用時，它們會激活 Ag+ 離子。
在顯影過程中，激活的 Ag+ 離子被轉化為 Ag(s)，留下 Ag(s) 顆粒以標記 β 粒子的路徑。
放射自顯影可能是一種簡單的方法，但它確實需要小心處理放射性材料以確保每個人的安全。
操作員應採取正確的步驟來保護自己免受有害輻射。
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放射自顯影的應用
放射自顯影是一種可用於許多不同種類的生物學研究的方法。
本文將概述放射自顯影的一些最重要的用途，例如 DNA 指紋識別和遺傳分析，以及它如何用於研究新陳代謝、藥代動力學和神經生物學。
DNA指紋和遺傳分析
放射自顯影是 DNA 指紋識別的關鍵部分，它改變了法醫學、親子關係糾紛和移民案件。
它的工作原理是使用探針與特定的 DNA 序列結合，然後使用不同的檢測方法（例如放射自顯影）來查看結合的探針。
在凝膠電泳和與凝膠接觸的薄膜顯影后，杰弗里斯得到了一張帶有許多暗帶的放射自顯影圖。
這些深色條帶是具有與探針匹配的序列的 DNA 片段。
放射自顯影也可用於分析 DNA 陣列放射自顯影中的輻射量，在親子鑑定案件中用作遺傳標記。
該技術讓研究人員可以在 X 光膠片上看到特定的 DNA 片段。這為他們提供了有關細胞何時何地形成的重要信息。
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
代謝和藥代動力學
放射自顯影術通過跟踪已放入組織中的有機化合物中放射性同位素的活性，已被用於研究植物和動物的新陳代謝。
它可用於找出放射性物質在進入代謝途徑、與受體或酶結合或與核酸雜交後在組織或細胞中的位置。
放射自顯影也可用於查明放射性標記藥物在體內的位置以及它與受體的結合程度。
例如，放射自顯影通常用於研究核酸如何混合以及測量血清中放射性標記藥物的量以進行藥代動力學研究。
神經生物學
放射自顯影和放射性標記化合物用於神經生物學研究，以研究神經通路和受體。
通過觀察放射性標記化合物在大腦中的分佈情況，研究人員可以更多地了解正常和異常大腦功能背後的機制。
蛋白質定位
放射自顯影也可用於找出蛋白質在細胞中的位置。在這種情況下，將放射性同位素添加到蛋白質中，並將標記的蛋白質放入細胞中。
然後對細胞進行處理並將其放在膠片或平板上進行攝影。這會生成標記蛋白質在細胞中位置的圖像。這讓科學家們可以研究細胞中不同蛋白質的工作原理以及它們是如何受到控制的。
受體定位
放射自顯影也可用於尋找細胞內的受體並研究它們的工作原理。在這種情況下，放射性配體用於標記受體。然後處理細胞並將其放在膠片或平板上進行攝影。
這描繪了標記的受體在細胞內的位置。這讓研究人員可以研究受體的位置以及它們在細胞信號傳導和細胞所做的其他事情中扮演的角色。
放射配體結合分析
在放射性配體結合測定中，放射自顯影通常用於觀察配體和受體如何協同工作。在此應用中，放射性配體與細胞或組織混合，放射自顯影用於測量配體與受體的結合程度。
這讓研究人員可以研究配體和受體之間相互作用的速度和強度，並找到可能改變這些相互作用的潛在藥物或其他化合物。
放射自顯影的替代品
放射自顯影是查明某物是否具有放射性的常用方法。
但是還有許多其他方法可以找到和測量放射性同位素，其中一些具有更好的靈敏度和分辨率。
成像板放射自顯影
成像板 (IP) 放射自顯影是一種簡單、無損的樣品分析方法
它可以拍攝大面積的二維照片，並且對錒系元素和其他放射性核素的檢測限度較低。
放射性同位素發出的輻射被存儲磷屏捕獲，然後由掃描儀讀取並轉化為數字圖像。
掃描電子顯微鏡 (SEM)
掃描電子顯微鏡 (SEM) 是一種使用電子束製作顯微物體高分辨率圖片的方法。
SEM 還可用於觀察放射性同位素在樣品中的分佈情況。
樣品上覆蓋有導電材料，電子束掃描樣品表面，形成高分辨率和良好對比度的圖像。
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
二次離子質譜 (SIMS)
二次離子質譜法 (SIMS) 是一種可用於查找和拍攝小於一微米的同位素的方法。
對於這種方法，一束高能離子射向樣品，從而產生二次離子。
然後使用質譜儀查看這些離子，以確定樣品中同位素的位置和數量。
熒光屏放射自顯影
使用 14C-PMMA 方法，熒光屏放射自顯影技術是一種使用放射性同位素來確定某物的多孔性和孔隙外觀的技術。
對於這種方法，將 PMMA 樹脂倒在樣品周圍，然後將其暴露於放射性同位素。
然後使用熒光屏對樣品進行成像，熒光屏會吸收樣品的放射性排放。
其他選擇
除了這些方法，以下也是放射自顯影的常見替代方法：
- 液體閃爍計數是一種檢測和測量低水平的 β 和 α 發射同位素的方法，既靈敏又定量。
- 伽馬計數用於查找和測量不同類型樣品中伽馬發射體的數量。
標記和檢測蛋白質
放射自顯影是一種使用樣品中已經存在的放射源（例如放射性標記的蛋白質）的成像。
在蛋白質合成過程中，放射性同位素如 35S-甲硫氨酸、3H-亮氨酸或 14C-氨基酸可以添加到感興趣的蛋白質中
這使得使用放射自顯影來查找和測量標記的蛋白質成為可能。
這種方法對於尋找不太常見的蛋白質或查看蛋白質在製造後如何變化特別有用。
通過免疫共沉澱和疊加分析，放射自顯影也可用於了解蛋白質如何相互作用。
標記和檢測 DNA
通過向 DNA 分子中添加放射性同位素，如硫 35 (35S)、氫 3 (3H)、碳 14 (14C)、碘 125 (125I) 和磷 32 (32P)，也可以使用放射自顯影標記和尋找 DNA。
例如，可以將 32P 和 35S 添加到 N15- 或脫氧胸苷三磷酸 (dTTP) 等核苷中，然後用於標記 DNA 分子。
在增殖試驗中，您還可以使用 3H-胸苷或用 14C 標記的胸苷。
放射自顯影也可用於了解 32 P-放射性標記的寡核苷酸如何用於固定 DNA。
輻射安全與研究環境
放射自顯影是生物學研究中使用的一種方法，用於查看樣品中放射性標記的蛋白質、DNA 和其他部分，併計算出每種成分的含量。
它涉及將一塊貼有標籤的紙巾放在一張攝影膠片或乳劑旁邊。這製作了一張放射自顯影照片。
可以通過顯微鏡觀察放射自顯影照片以找出銀顆粒的位置，例如細胞或細胞器的內部或外部。
在研究中使用放射性材料時，有多種方法可以保證安全。
- 指定和標記將使用放射性材料的區域。
- 您不能在實驗室內進食、飲水或吸煙。
- 使用溢出托盤和吸收液體的覆蓋物。
- 在處理可能著火的材料時使用通風櫥。
- 穿上實驗室外套、手套和安全眼鏡等個人防護裝備。
- 留意表面並在使用後清潔它們。
- 按照法律要求，將放射性廢物以正確的方式放入垃圾桶。
由於放射性核素發射能量的低效轉移，用膠片直接放射自顯影的靈敏度受到限制。
結論
當我們完成放射自顯影學的學習時，有一件事很清楚：不可否認放射性在生物學研究中的力量。
從一百多年前科學家發現它到現在，它被用於遺傳學和神經科學等領域，放射自顯影術幫助我們了解了很多關於自然界的知識。
但重要的是要記住，當你有很多權力時，你也有很多責任。
放射自顯影是一種了解事物的強大方法，但必須謹慎使用，避免輻射暴露的風險。
作為一名工程師，您有難得的機會在科學前沿工作，使用放射自顯影等新方法來更多地了解我們周圍的世界。
通過關注安全並突破可能的極限，您可以幫助確保這項驚人的技術在未來許多年內繼續帶來新的發現。
因此，繼續前行，探索並發現放射自顯影的奇妙世界——無限可能！
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