صورة شعاعية ذاتية

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

التصوير الإشعاعي الذاتي لشريحة دماغية تاجية، مأخوذة من جنين فأر. يُعبر عن علامة ارتباط GAD67 بشكل كبير في المنطقة تحت البطينية .

الصورة الإشعاعية الذاتية هي صورة تُنتج على فيلم أشعة سينية أو مستحلب نووي ، نتيجةً لنمط انبعاثات التحلل (مثل جسيمات بيتا أو أشعة غاما ) من توزيع مادة مشعة . كما تتوفر الصورة الإشعاعية الذاتية كصورة رقمية (التصوير الإشعاعي الذاتي الرقمي)، وذلك بفضل التطورات الحديثة في كواشف الغاز الوميضي [ 1 ] أو أنظمة التصوير بالفوسفور باستخدام العناصر الأرضية النادرة [ 2 ] . يُوضع الفيلم أو المستحلب على مقطع نسيجي مُعَلَّم للحصول على الصورة الإشعاعية الذاتية (وتُسمى أيضًا صورة إشعاعية ذاتية ). يشير المقطع "الذاتي " إلى أن المادة المشعة موجودة داخل العينة، على عكس التصوير الإشعاعي النسيجي أو التصوير الإشعاعي المجهري، حيث تُعَلَّم العينة باستخدام مصدر خارجي. يمكن فحص بعض الصور الإشعاعية الذاتية مجهريًا لتحديد مواقع حبيبات الفضة (مثل داخل أو خارج الخلايا أو العضيات)، وتُسمى هذه العملية بالتصوير الإشعاعي الذاتي المجهري. على سبيل المثال، استُخدم التصوير الإشعاعي المجهري الذاتي لفحص ما إذا كان الأترازين يتم استقلابه بواسطة نبات القرن أو بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المتطفلة في طبقة الغشاء الحيوي المحيطة بالنبات. [ 3 ]

التطبيقات

في علم الأحياء ، يمكن استخدام هذه التقنية لتحديد موضع المادة المشعة في الأنسجة (أو الخلايا)، سواءً أُدخلت في مسار أيضي، أو ارتبطت بمستقبل [ 4 ] [ 5 ] أو إنزيم، أو هُجّنت مع حمض نووي. [ 6 ] تطبيقات التصوير الإشعاعي الذاتي واسعة النطاق، وتشمل مجالات الطب الحيوي، والعلوم البيئية، والصناعة.

التصوير الإشعاعي الذاتي للمستقبلات

يُطلق على استخدام الروابط المشعة لتحديد توزيع المستقبلات في الأنسجة اسم التصوير الإشعاعي الذاتي للمستقبلات في الجسم الحي أو في المختبر، وذلك حسب طريقة حقن الرابط في الدورة الدموية (مع استئصال الأنسجة وتقطيعها لاحقًا) أو تطبيقه على مقاطع الأنسجة، على التوالي. [ 7 ] بمجرد معرفة كثافة المستقبلات، يمكن أيضًا استخدام التصوير الإشعاعي الذاتي في المختبر لتحديد التوزيع التشريحي وقوة ارتباط الدواء المشع بالمستقبل. في التصوير الإشعاعي الذاتي في المختبر ، يُطبَّق الرابط المشع مباشرةً على مقاطع الأنسجة المجمدة دون إعطائه للمريض. لذا، لا يمكن تتبع عملية التوزيع والتمثيل الغذائي والتحلل بشكل كامل في الجسم الحي. ولكن نظرًا لأن الهدف في المقاطع المجمدة يكون مكشوفًا على نطاق واسع ويمكنه التلامس المباشر مع الرابط المشع، فإن التصوير الإشعاعي الذاتي في المختبر يظل طريقة سريعة وسهلة لفحص المرشحين الدوائيين وروابط التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد (SPECT) . تُوسَم الروابط عادةً بالنظير 3H ( التريتيوم )، أو 18F ( الفلور-18 )، أو 11C ( الكربون-11 )، أو 125I ( اليود المشع ). وبالمقارنة مع التصوير في المختبر ، أُجري التصوير الإشعاعي الذاتي خارج الجسم الحي بعد حقن الرابط المشع في الجسم، مما يقلل من التشوهات ويُحاكي البيئة الداخلية للجسم بشكل أفضل .

يُطلق على توزيع نسخ الحمض النووي الريبوزي (RNA) في مقاطع الأنسجة باستخدام قليل النوكليوتيدات أو الأحماض الريبوزية المُكمِّلة والمُشعَّة ("مجسات ريبوزية") اسم التهجين النسيجي الموضعي . ويمكن إدخال السلائف المُشعَّة للحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA)، وهما [ 3H ]- ثيميدين و[ 3H]- يوريدين على التوالي، إلى الخلايا الحية لتحديد توقيت مراحل مختلفة من دورة الخلية. كما يمكن تحديد مواقع تسلسلات الحمض النووي الريبوزي (RNA) أو الحمض النووي الفيروسي (DNA) بهذه الطريقة. وعادةً ما تُوسَم هذه المجسات بـ 32P أو 33P أو 35S . وفي مجال الغدد الصماء السلوكية ، يُمكن استخدام التصوير الإشعاعي الذاتي لتحديد امتصاص الهرمونات وتحديد موقع المستقبلات؛ حيث يُمكن حقن الحيوان بهرمون مُشعَّ، أو يُمكن إجراء الدراسة في المختبر .

معدل تضاعف الحمض النووي

تم قياس معدل تضاعف الحمض النووي في خلية فأر نامية في المختبر باستخدام التصوير الإشعاعي الذاتي، وبلغ 33 نيوكليوتيدًا في الثانية. [ 8 ] كما تم قياس معدل استطالة الحمض النووي لفيروس T4 في بكتيريا الإشريكية القولونية المصابة بالفيروس باستخدام التصوير الإشعاعي الذاتي، وبلغ 749 نيوكليوتيدًا في الثانية خلال فترة الزيادة الأسية للحمض النووي عند درجة حرارة 37 درجة مئوية (99 درجة فهرنهايت) . [ 9 ]  

الكشف عن فسفرة البروتين

الفسفرة هي إضافة مجموعة فوسفات إلى أحماض أمينية محددة في البروتينات بعد عملية الترجمة، ويمكن أن يؤدي هذا التعديل إلى تغيير جذري في استقرار البروتين أو وظيفته داخل الخلية. يمكن الكشف عن فسفرة البروتين باستخدام التصوير الإشعاعي الذاتي، بعد حضانة البروتين في المختبر مع الكيناز المناسب وγ-32P-ATP. يندمج الفوسفات المُشعّ في البروتين الذي يُعزل باستخدام SDS-PAGE ويُصوّر على صورة إشعاعية ذاتية للهلام. (انظر الشكل 3 من دراسة حديثة تُظهر أن بروتين ربط CREB يُفسفر بواسطة HIPK2 . [ 10 ] )

الكشف عن حركة السكر في الأنسجة النباتية

في علم وظائف الأعضاء النباتية ، يمكن استخدام التصوير الإشعاعي الذاتي لتحديد تراكم السكريات في أنسجة الأوراق. [ 11 ] ويمكن لتراكم السكريات، في سياق التصوير الإشعاعي الذاتي، أن يصف استراتيجية تحميل اللحاء المستخدمة في النبات. [ 12 ] على سبيل المثال، إذا تراكمت السكريات في العروق الصغيرة للورقة، فمن المتوقع أن تحتوي الأوراق على عدد قليل من الوصلات البلازمية ، مما يدل على الحركة خارج الخلوية ، أو استراتيجية تحميل اللحاء النشطة. يتم وسم السكريات، مثل السكروز والفركتوز والمانيتول ، إشعاعيًا بـ [[14-C ]، ثم يُمتص في نسيج الورقة عن طريق الانتشار البسيط . [ 13 ] بعد ذلك، يُعرَّض نسيج الورقة لفيلم التصوير الإشعاعي الذاتي (أو مستحلب) لإنتاج صورة. ستُظهر الصور أنماطًا مميزة للأوردة إذا تركز تراكم السكر في أوردة الورقة (حركة خارج الخلية)، أو ستُظهر الصور نمطًا ثابتًا إذا كان تراكم السكر منتظمًا في جميع أنحاء الورقة ( حركة داخل الخلية ).

تقنيات أخرى

يتناقض هذا النهج الإشعاعي الذاتي مع تقنيات مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد (SPECT) حيث يتم توفير التحديد الدقيق ثلاثي الأبعاد لمصدر الإشعاع من خلال الاستخدام الدقيق لعد التزامن وعدادات جاما وغيرها من الأجهزة.

يُستخدم غاز الكريبتون-85 لفحص مكونات الطائرات بحثًا عن عيوب صغيرة. يُترك هذا الغاز ليخترق الشقوق الصغيرة، ثم يُكشف عن وجوده باستخدام التصوير الإشعاعي الذاتي. تُعرف هذه الطريقة باسم "التصوير بغاز الكريبتون المخترق". يخترق الغاز فتحات أصغر من تلك التي تخترقها السوائل المستخدمة في فحص الاختراق بالصبغة وفحص الاختراق الفلوري . [ 14 ]

أحداث تاريخية

تظهر الأجزاء المشعة من السمكة باللون الأبيض على خلفية سوداء.
سمكة جراحية مشعة تُصدر أشعة سينية خاصة بها. المنطقة المضيئة هي وجبة من الطحالب الطازجة. أما باقي جسمها فقد امتص ووزع كمية كافية من البلوتونيوم لجعل قشورها مشعة. كانت السمكة حية وبصحة جيدة على ما يبدو عند اصطيادها.

كانت مهمة إزالة التلوث الإشعاعي عقب تجربة بيكر النووية في بيكيني أتول خلال عملية كروسرودز عام 1946 أصعب بكثير مما استعدت له البحرية الأمريكية. ورغم وضوح عبثية المهمة وتزايد الخطر على فرق التنظيف، واجه العقيد ستافورد وارن ، المسؤول عن السلامة الإشعاعية، صعوبة في إقناع نائب الأدميرال ويليام إتش بي بلاندي بالتخلي عن عملية التنظيف، وبالتالي التخلي عن سفن الهدف المتبقية. في 10 أغسطس، عرض وارن على بلاندي صورة إشعاعية ذاتية التقطتها سمكة جراحية من البحيرة، تُركت على لوحة فوتوغرافية طوال الليل. تعرض الفيلم لإشعاع ألفا المنبعث من قشور السمكة، ما يُعد دليلاً على انتشار البلوتونيوم، الذي يُحاكي الكالسيوم، في جميع أنحاء جسم السمكة. أمر بلاندي على الفور بوقف جميع أعمال إزالة التلوث. كتب وارن إلى أهله: "صورة أشعة سينية ذاتية لسمكة  ... حلت المشكلة." [ 15 ]

مراجع

مراجع عامة

نُشرت هذه الدراسة الأصلية من قِبل المخترعة الوحيدة ، باربرا س. أسكنز (1 نوفمبر 1976). "تكثيف الصورة الفوتوغرافية بالتصوير الإشعاعي الذاتي". البصريات التطبيقية. 15 (11): 2860-2865. Bibcode:1976ApOpt..15.2860A. doi:10.1364/ao.15.002860.

الاقتباسات المضمنة

  1. ^ بارث إن، كولون بي، هينيون سي، دوكاسو دي، باس كاتالينات بي، تشارباك جي (مايو 1999). "تحسين كاشف الغاز الوامض الجديد المستخدم لتوطين الإلكترونات المنبعثة بواسطة 99mTc" . J Nucl ميد . 40 (5): 868-75 . بميد 10319763 . 
  2. ↑ موسوعة علوم الحياة: التصوير الفوسفوري
  3. ↑ روباسارا، إس آي، آر إيه لارسون، جي كي سيمز، وكيه إيه مارلي. 2002. تحلل الأترازين بواسطة نبات ذيل الثعلب في الأنظمة المائية. مجلة المعالجة الحيوية 6(3): 217-224.
  4. ↑ كوهار م، يامامورا هـ.إ. (يوليو 1976). "تحديد موقع مستقبلات الكولين المسكارينية في دماغ الفئران باستخدام التصوير الإشعاعي المجهري الضوئي". أبحاث الدماغ . 110 (2): 229-243 . doi : 10.1016/0006-8993(76)90399-1 . PMID 938940. S2CID 36648292 .  
  5. ↑ يونغ، دبليو إس، وكوهار، إم جيه (ديسمبر 1979). "طريقة جديدة للتصوير الإشعاعي الذاتي للمستقبلات: مستقبلات الأفيون [3H] في دماغ الفئران". أبحاث الدماغ . 179 (2): 255-270 . doi : 10.1016/0006-8993(79)90442-6 . PMID 228806. S2CID 21647100 .  
  6. ↑ جين إل، لويد آر في (1997). "التهجين الموضعي: الطرق والتطبيقات" . مجلة التحليل المختبري السريري . 11 (1): 2-9 . doi : 10.1002/(SICI)1098-2825(1997)11:1 < 2::AID - JCLA2 > 3.0.CO ; 2-F . PMC 6760707. PMID 9021518 .  
  7. ↑ دافنبورت، أنتوني ب. (25 مارس 2005). تقنيات ربط المستقبلات . المجلد 306. doi : 10.1385/1592599273 . ISBN  1-59259-927-3. S2CID 3691391 . 
  8. ↑ هاند ر (1975). "التصوير الإشعاعي الذاتي لألياف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين كتقنية لدراسة تضاعف كروموسوم الثدييات" . مجلة علم الأنسجة والكيمياء الخلوية . 23 (7): 475-481 . doi : 10.1177/23.7.1095649 . PMID 1095649 . 
  9. ↑ مكارثي د، مينر س، بيرنشتاين هـ، بيرنشتاين س (1976). "معدلات استطالة الحمض النووي وتوزيع نقاط النمو لفيروس T4 من النوع البري وطفرة العنبر المتأخرة في الحمض النووي". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 106 (4): 963-81 . doi : 10.1016/0022-2836(76)90346-6 . PMID 789903 . 
  10. ↑ كوفاكس، ك. أ.، شتاينمان، م.، هالفون، أ.، ماجيستريتي، ب. ج.، كاردينو، ج. ر. (نوفمبر 2015). "التنظيم المعقد لبروتين ربط CREB بواسطة كيناز البروتين 2 المتفاعل مع نطاق التماثل" (ملف PDF) . إشارات الخلية . 27 (11): 2252-2260 . doi : 10.1016/j.cellsig.2015.08.001 . PMID 26247811 . 
  11. ↑ جوجين، فيونا ل.؛ ميدفيل، ريتشارد؛ تورجيون، روبرت (1 فبراير 2001). "تحميل اللحاء في شجرة التوليب: الآليات والآثار التطورية" . علم وظائف النبات . 125 (2): 891-899 . doi : 10.1104/pp.125.2.891 . ISSN 0032-0889 . PMC 64890. PMID 11161046 .   
  12. ↑ فان بيل، أ. ج. إ. (يونيو 1993). "استراتيجيات تحميل اللحاء". المراجعة السنوية لفسيولوجيا النبات والبيولوجيا الجزيئية للنبات . 44 (1): 253-281 . doi : 10.1146/annurev.pp.44.060193.001345 . ISSN 1040-2519 . 
  13. ↑ تورجيون، ر.؛ ميدفيل، ر. (29 سبتمبر 1998). "غياب تحميل اللحاء في أوراق الصفصاف" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 95 (20): 12055-12060 . Bibcode : 1998PNAS...9512055T . doi : 10.1073/pnas.95.20.12055 . ISSN 0027-8424 . PMC 21764. PMID 9751789 .   
  14. ↑ "التصوير باستخدام غاز الكريبتون المخترق - أداة قيّمة لضمان السلامة الهيكلية في مكونات محركات الطائرات" . مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2008.
  15. ↑ وايسغال، جوناثان (1994)، عملية كروسرودز: التجارب النووية في بيكيني أتول ، أنابوليس، ماريلاند: مطبعة المعهد البحري، ص 242 ، رقم ISBN  978-1-55750-919-2

للمزيد من القراءة