Autoradiograf - Autoradiograph

Autoradiografi av et koronalt hjerneskive, hentet fra en embryonal rotte. GAD67 -bindingsmarkør er sterkt uttrykt i den subventrikulære sonen .

En autoradiograf er et bilde på en røntgenfilm eller kjernefysisk emulsjon produsert av mønsteret av utslipp av forfall (f.eks. Betapartikler eller gammastråler ) fra en distribusjon av et radioaktivt stoff. Alternativt er autoradiografen også tilgjengelig som et digitalt bilde (digital autoradiografi), på grunn av den siste utviklingen av scintillasjonsgassdetektorer eller fosforsyningssystemer med sjeldne jordarter. Filmen eller emulsjonen legges til den merkede vevsdelen for å få autoradiografen (også kalt et autoradiogram). Den auto- prefikset angir at det radioaktive stoff er i prøven, til forskjell fra tilfellet med historadiography eller microradiography, karakterisert ved at prøven er merket ved hjelp av en ekstern kilde. Noen autoradiografer kan undersøkes mikroskopisk for lokalisering av sølvkorn (for eksempel på innsiden eller utsiden av celler eller organeller) der prosessen kalles mikro-autoradiografi. For eksempel ble mikro-autoradiografi brukt til å undersøke om atrazin ble metabolisert av hornwort- planten eller av epifytiske mikroorganismer i biofilmlaget som omgir planten.

applikasjoner

I biologi kan denne teknikken brukes til å bestemme vev (eller celle) lokalisering av et radioaktivt stoff, enten introdusert i en metabolsk vei, bundet til en reseptor eller enzym, eller hybridisert til en nukleinsyre. Søknadene om autoradiografi er brede, alt fra biomedisinsk til miljøvitenskap til industri.

Mottaker autoradiografi

Bruken av radiomerkede ligander for å bestemme vevsdistribusjonene til reseptorer betegnes enten in vivo eller in vitro reseptor autoradiografi hvis liganden administreres i sirkulasjonen (med påfølgende vevsfjerning og seksjonering) eller påføres henholdsvis vevsseksjonene. Når reseptortettheten er kjent, kan autoradiografi in vitro også brukes til å bestemme den anatomiske fordelingen og affiniteten til et radiomerket merke mot reseptoren. For in vitro autoradiografi ble radioligand påført direkte på frosne vevssnitt uten administrering til individet. Dermed kan den ikke følge fordelingen, metabolismen og nedbrytningssituasjonen helt i den levende kroppen. Men fordi målet i kryoseksjonene er mye eksponert og kan direkte komme i kontakt med radioligand, er autoradiografi in vitro fremdeles en rask og enkel metode for å undersøke legemiddelkandidater, PET- og SPECT -ligander. Ligandene er generelt merket med 3 H ( tritium ), 18 F ( fluroin ), 11 C ( karbon ) eller 125 I ( radiojod ). Sammenlignet med in vitro ble ex vivo autoradiografi utført etter administrering av radioligand i kroppen, noe som kan redusere artefakter og er nærmere det indre miljøet.

Fordelingen av RNA -transkripsjoner i vevssnitt ved bruk av radiomerkede, komplementære oligonukleotider eller ribonukleinsyrer ("riboprober") kalles in situ hybridiseringshistokjemi . Radioaktive forløpere for DNA og RNA, [ 3- H] - tymidin og [ 3- H] - uridin henholdsvis, kan innføres i levende celler for å bestemme tidspunktet for flere faser av cellesyklusen. RNA- eller DNA -virussekvenser kan også lokaliseres på denne måten. Disse prober er vanligvis merket med 32 P, 33 P eller 35 S. Innen adferdsmessig endokrinologi kan autoradiografi brukes til å bestemme hormonopptak og indikere reseptorplassering; et dyr kan injiseres med et radiomerket hormon, eller studien kan utføres in vitro .

Hastighet på DNA -replikasjon

DNA -replikasjonshastigheten i en musecelle som vokser in vitro ble målt ved autoradiografi som 33 nukleotider per sekund. Hastigheten på fag T4 DNA-forlengelse i faginfiserte E. coli ble også målt ved autoradiografi som 749 nukleotider per sekund i perioden med eksponentiell DNA-økning ved 37 ° C.

Påvisning av proteinfosforylering

Fosforylering betyr posttranslasjonell tilsetning av en fosfatgruppe til spesifikke aminosyrer av proteiner, og slik modifikasjon kan føre til en drastisk endring i stabiliteten eller funksjonen til et protein i cellen. Proteinfosforylering kan påvises på en autoradiograf, etter inkubasjon av proteinet in vitro med passende kinase og y-32P-ATP. Det radiomerkede fosfatet til sistnevnte inkorporeres i proteinet som isoleres via SDS-PAGE og visualiseres på et autoradiograf av gelen. (Se figur 3. i en nylig studie som viser at CREB-bindende protein fosforyleres av HIPK2 .)

Påvisning av sukkerbevegelse i plantevev

I plantefysiologi kan autoradiografi brukes til å bestemme sukkerakkumulering i bladvev. Sukkerakkumulering, når det gjelder autoradiografi, kan beskrive phloem-loading-strategien som brukes i et anlegg. For eksempel, hvis sukker akkumuleres i de mindre venene i et blad, forventes det at bladene har få plasmodesmatal tilkoblinger, noe som indikerer apoplastisk bevegelse eller en aktiv phloem-loading-strategi. Sukkerarter, slik som sukrose , fruktose eller mannitol , radiomerkes med [ 14-C ] og absorberes deretter i bladvev ved enkel diffusjon . Bladvevet blir deretter utsatt for autoradiografisk film (eller emulsjon) for å produsere et bilde. Bilder vil vise tydelige venemønstre hvis sukkerakkumulering er konsentrert i bladårer (apoplastisk bevegelse), eller bilder vil vise et statisk lignende mønster hvis sukkerakkumulering er jevn gjennom bladet ( symplastisk bevegelse).

Andre teknikker

Denne autoradiografiske tilnærmingen står i kontrast til teknikker som PET og SPECT hvor den nøyaktige tredimensjonale lokaliseringen av strålingskilden er tilveiebrakt ved forsiktig bruk av tilfeldighetstelling, gammatellere og andre enheter.

Krypton-85 brukes til å inspisere flykomponenter for små feil. Krypton-85 får lov til å trenge gjennom små sprekker, og deretter oppdages dets tilstedeværelse ved autoradiografi. Metoden kalles "krypton gas penetrant imaging". Gassen trenger inn i mindre åpninger enn væskene som brukes ved fargestoffinspirerende inspeksjon og fluorescerende penetrantinspeksjon .

Historiske hendelser

Utilsiktet eksponering

Radioaktive deler av en fisk viser seg som hvite mot en svart bakgrunn.
En radioaktiv kirurgfisk lager sin egen røntgen. Det lyse området er et måltid med friske alger. Resten av kroppen har absorbert og distribuert nok plutonium til å gjøre vekten radioaktiv. Fisken var levende og tilsynelatende frisk da den ble fanget.

Oppgaven med radioaktiv dekontaminering etter Baker -atomprøven på Bikini Atoll under Operation Crossroads i 1946 var langt vanskeligere enn den amerikanske marinen hadde forberedt seg på. Selv om oppgavens meningsløshet ble tydelig og faren for oppryddingsmannskaper steg, hadde oberst Stafford Warren , ansvarlig for strålingssikkerhet, problemer med å overtale viseadmiral William HP Blandy til å forlate oppryddingen og med den de overlevende målskipene. August viste Warren Blandy en autoradiograf laget av en kirurgfisk fra lagunen som ble liggende på en fotografisk tallerken over natten. Filmen ble eksponert av alfastråling produsert fra fiskens skalaer, bevis på at plutonium, som etterligner kalsium, hadde blitt fordelt gjennom fisken. Blandy beordret raskt at alt videre dekontaminasjonsarbeid skulle avbrytes. Warren skrev hjem, "En selvrøntgen av en fisk ... gjorde susen."

Referanser

Originalpublikasjon av eneste oppfinner Askins, Barbara S. (1. november 1976). "Fotografisk bildeforsterkning ved autoradiografi". Anvendt optikk. 15 (11): 2860–2865. Bibcode: 1976ApOpt..15.2860A. doi: 10.1364/ao.15.002860.

Videre lesning