Principios y características del método de etiquetado de isótopos

En experimentos con isótopos radiactivos, la cantidad química de compuestos marcados radiactivamente citados es extremadamente pequeña, y su cambio de peso de las sustancias originales correspondientes en el cuerpo es insignificante, y los procesos fisiológicos en el cuerpo aún mantienen un nivel normal. Estado de equilibrio, los resultados del análisis obtenidos están en línea con las condiciones fisiológicas y pueden reflejar mejor la naturaleza objetiva de las cosas. Las ventajas del método de rastreo de isótopos radiactivos son las mencionadas anteriormente, pero también existen algunas desventajas, por ejemplo, el personal que realiza trabajos con isótopos radiactivos debe recibir cierta capacitación especializada y tener las medidas y condiciones de protección de seguridad correspondientes. como oxígeno, nitrógeno, etc.) etc.) Aún no existen isótopos radiactivos adecuados, etc. Al realizar experimentos con trazadores, también debemos prestar atención al efecto isotópico y al efecto radiactivo del trazador. El llamado efecto isotópico se refiere a las diferencias obvias en las propiedades individuales causadas por ligeras diferencias en las propiedades químicas entre los isótopos radiactivos (o isótopos estables) y los elementos ordinarios correspondientes. Para los elementos ligeros, el efecto isotópico es más grave. Debido a que la discriminación de masa entre isótopos se multiplica, por ejemplo, la masa de 3H es tres veces la de 1H y la de 2H es el doble de la de 1H. Cuando se utiliza agua con tritio (3H2O) como trazador, su contenido en H2O ordinario no puede ser demasiado. grande , de lo contrario se cambiarán las constantes físicas del agua, la penetración de la membrana celular y la viscosidad del citoplasma. Sin embargo, en los experimentos de rastreo generales, los errores causados ​​por los efectos de los isótopos suelen estar dentro del error experimental y pueden ignorarse. Los rayos liberados por los isótopos radiactivos son convenientes para el seguimiento y la medición, pero cuando el efecto de los rayos en los organismos vivos alcanza una cierta dosis, cambiarán el estado fisiológico del cuerpo. Este es el efecto de la radiación de los isótopos radiactivos. La cantidad de isótopos radiactivos debe ser inferior a la dosis segura y controlarse estrictamente dentro del límite biológico dentro del rango permitido por el cuerpo, para evitar que los sujetos experimentales resulten dañados por la radiación y obtengan resultados erróneos.

2. Principios de diseño para experimentos de etiquetado

Al diseñar un experimento de etiquetado de radioisótopos, se deben considerar tres aspectos: el propósito del experimento, las condiciones para el experimento y el nivel de protección contra la radiactividad. En principio, los experimentos de marcaje radiactivo deben diseñarse a partir de dos aspectos principales: en primer lugar, se deben buscar condiciones efectivas y repetibles para medir la intensidad radiactiva, en segundo lugar, una actividad específica apropiada λqδ (las unidades son átomos/tiempo/molécula, dpm/mol o ci/); moles). Entre ellos, λ=-dN’dt/N’ es la constante de desintegración del núcleo radiactivo. q=N’/n’, lo que indica que n’ moléculas de esta forma química están marcadas por N’ átomos radiactivos. δ=n'/n representa la relación entre el número de moléculas marcadas radiactivamente n' y el número total de moléculas (etiquetadas más no marcadas) n. El uso de tecnología de etiquetado de radioisótopos para lograr todo o parte del propósito previsto del tema de investigación generalmente requiere tres pasos: etapa de preparación experimental, etapa experimental y tratamiento de desechos radiactivos.

(1) Etapa de preparación experimental

1. Selección del agente marcador

El valor de la actividad específica λqδ del agente marcador radiactivo seleccionado debe ser lo suficientemente grande. Asegurar la sensibilidad requerida para el experimento, pero también hacerla lo más pequeña posible, de modo que la autodescomposición de la radiación pueda ignorarse en las condiciones experimentales. La situación general es seleccionar isótopos radiactivos con métodos de desintegración, tipos de radiación, vidas medias y baja radiotoxicidad apropiados según el propósito del experimento y la duración del período del experimento. Los radionucleidos que se han identificado hasta ahora incluyen 58 especies naturales y alrededor de 1.300 especies producidas artificialmente, la mayoría de las cuales no se utilizan comúnmente como agentes de marcado radiactivo. Las razones principales son la dificultad de preparación, la vida media inadecuada y la cuantificación insuficiente de la radiactividad. En cualquier método de producción, es probable que los pasos de producción impliquen más o menos procesamiento químico, por lo que el experimentador de etiquetado necesita conocer la química de un nucleido y los elementos que lo rodean porque tienen el potencial de convertirse en impurezas radiactivas.

Todos los isótopos radiactivos se desintegran (a través o sin estados intermedios) a nucleidos hijos en el estado fundamental. La desintegración va acompañada de diversas formas de radiación de energía, como α, β-, β, γ y X. radiación.

Al seleccionar un agente de etiquetado, el experimentador de etiquetado debe estudiar cuidadosamente el esquema de desintegración y decidir qué tipo de radiación de acuerdo con las condiciones experimentales y las condiciones de conteo. Dentro del esquema de desintegración, la distancia entre las dos líneas horizontales que representan el nivel de energía nuclear representa la energía. diferencia. ↑ o ↓ representa la energía asociada con el aumento o disminución en el número atómico del nivel de energía, y ↓ representa la transición isotrópica del estado excitado al estado fundamental. Generalmente, el isótopo radiactivo con la vida media τ más apropiada debe seleccionarse de manera que τ sea lo suficientemente larga para que la corrección de la desintegración sea significativa o simplemente innecesaria y, al mismo tiempo, lo suficientemente corta como para permitir experimentos de etiquetado relativamente seguros y hacer radioactivos. residuos fáciles de manejar, en el trabajo real, la vida media del isótopo radiactivo utilizado debe ser compatible con el tiempo t que debe durar el experimento. Por ejemplo, para un experimento, cuando t/τ=0,04, la corrección de desintegración. del isótopo radiactivo debe seleccionarse como 3,5 y t/ Cuando τ=0,10, la corrección de desintegración del isótopo radiactivo debe seleccionarse como 6,6; Cuando t/τ=0,15, su corrección de caída debe seleccionarse como 10.

En condiciones de marcado in vitro, generalmente se utilizan agentes de marcado radiactivo con vidas medias largas e intensidad de radiación moderada, que no solo son convenientes para la detección, sino también fáciles de proteger y conservar. En condiciones de etiquetado in vivo, si el período experimental es corto, se debe seleccionar un isótopo radiactivo con una vida media corta que pueda emitir una cierta intensidad de rayos r si el período experimental es largo y si los animales necesitan serlo. muertos vivos y los tejidos y órganos se miden por separado, se debe seleccionar un radioisótopo con vida media más larga. Además, se pueden seleccionar agentes de etiquetado de posicionamiento o no de acuerdo con el propósito del experimento. Por ejemplo, para estudiar la reacción de descarboxilación de aminoácidos, se debe marcar 14C en el grupo carboxilo. Sólo dichos aminoácidos marcados con posicionamiento pueden producirse. 14CO2 después de la descarboxilación. Algunos experimentos no requieren marcar en ubicaciones específicas, solo requieren un marcado uniforme.

La selección de agentes de etiquetado radiactivo también debe cumplir con los requisitos de alta pureza química y alta pureza nuclear radiactiva. Durante la preparación y almacenamiento del agente de etiquetado, los disolventes, reactivos químicos, enzimas, etc. utilizados en el sistema de prueba pueden producir impurezas químicas, impurezas radioquímicas e impurezas radiactivas causadas por la autodescomposición por radiación. experimento de etiquetado El agente de etiquetado utilizado no es "puro" y afectará más o menos a los resultados del experimento, pudiendo incluso llevar a conclusiones erróneas. La timidina marcada con tritio (3H-TdR) y el uracilo (3H-UR) son dos agentes de etiquetado de uso común. El primero se incorpora eficazmente al ADN y el segundo se incorpora al ARN. Su velocidad de descomposición aumenta con el aumento comparativo. La radioactividad y la extensión del tiempo de almacenamiento, y la estabilidad a diferentes temperaturas y diferentes soluciones también son diferentes. Alrededor del 35% del 3H-TdR que se ha almacenado durante ocho años se descompone por radiación en 3H-timina, lo que da lugar a la forma de diol e hidrato. En el experimento, esta impureza se incorporó rápidamente a las células y se combinó con macromoléculas (muy probablemente). proteínas), en lugar de unirse al ADN y al ARN, estas impurezas no se eliminan mediante el tratamiento de las células con ADNasa y ARNasa. Cuando 3H-TdR y 3H-UR se almacenan en una solución congelada a -20°C, la velocidad de separación de la radiación aumenta de 3 a 4 veces en comparación con 2°C, pero la baja temperatura (-140°C) también es beneficiosa para el almacenamiento. Permitir que el experimentador de etiquetado elija. La inspiración surge cuando se preservan agentes radiomarcados.

2. Selección de métodos de medición de isótopos radiactivos

La elección del método de medición depende del tipo de rayos para rayos alfa, cristales de sulfuro de zinc, cámaras de ionización, látex nuclear y otros métodos. generalmente se puede utilizar para detectar; los rayos β de alta energía se pueden medir con contadores de ventana de mica, cristales de centelleo de plástico y látex nuclear. Los rayos β de baja energía se pueden medir con contadores de centelleo líquido. Para rayos gamma, tubos contadores G-M. y para la detección se pueden utilizar cristales de centelleo de yoduro de sodio (talio). En la actualidad, la mayoría de los laboratorios utilizan principalmente dos métodos de medición: recuento de centelleo de cristales y recuento de centelleo de líquidos.

El mismo instrumento de detección tiene diferentes condiciones óptimas de trabajo para diferentes cantidades de agentes de marcado. Durante la etapa de preparación experimental, es necesario comprobar si el detector ha ajustado las condiciones de trabajo del isótopo de marcado utilizado, de lo contrario se producirá un error. cierta cantidad de agente de etiquetado se utiliza como fuente radiactiva (o fuente estándar del isótopo) para ajustar las condiciones de trabajo óptimas del detector y garantizar que el rendimiento del detector sea estable y confiable.

El método de selección para detectar las mejores condiciones de trabajo: uno es medir la "curva meseta" y el otro es encontrar los mejores factores de calidad.

Para los tubos fotomultiplicadores, en teoría no existe una "meseta". Sin embargo, a medida que aumenta el alto voltaje, dentro de un cierto rango, el número de pulsos cambia ligeramente, formando una curva de pulsos de voltaje con una pequeña pendiente, que generalmente también se denomina meseta. El método para medir la curva del suelo: fija la fuente radiactiva y, de acuerdo con el tamaño de su energía de rayo, selecciona inicialmente una ganancia del detector (aumento) y un umbral discriminador. Cambie continuamente el alto voltaje (de bajo a alto, aumentando uniformemente los voltios. Cada vez que se cambia el alto voltaje, mida el fondo y la tasa de conteo de la fuente radiactiva y, finalmente, extraiga la tasa de conteo de fondo de alto voltaje y el alto voltaje). Curvas de recuento de fuentes radiactivas. Utilice el mismo método para hacer una curva de tasa de conteo de alto voltaje bajo otro umbral de detección (la ampliación permanece sin cambios) y haga repetidamente varias curvas más. Si es necesario, también se puede fijar el umbral de detección, se puede cambiar la ampliación y se puede obtener la curva de tasa de conteo de alto voltaje. Se deben seleccionar las condiciones de operación de la curva con una "meseta" relativamente plana: el umbral de detección y la ganancia de amplificación, como condiciones de trabajo del instrumento para la medición formal del tiempo. El valor de alto voltaje debe seleccionarse como el valor de alta presión correspondiente a. el punto medio de la "meseta" hacia la sección de inicio. El factor de calidad, también conocido como valor de mérito, se refiere al tiempo necesario para alcanzar un número estadístico adecuado bajo ciertas condiciones. Es función de la eficiencia de conteo E y del conteo de fondo Nb del instrumento: Factor de calidad F=E2. /Nb Es una medida Como indicador del rendimiento de un contador, cuanto mayor sea el factor de calidad F del instrumento, mejor. Cuanto mayor sea el factor de calidad F, mayor será la eficiencia de medición E y menor el fondo Nb. Si hay problemas, como dificultades con la fuente para una determinada fuente estándar marcada radiactivamente, se puede utilizar en su lugar el factor de calidad relativa f. Factor de calidad de fase f=ns/nb donde ns se refiere a la tasa de recuento de una determinada muestra radiactiva. El método para encontrar el mejor factor de calidad es el mismo que para medir la curva de meseta. Haga varias curvas de relación alta presión-F (of) y seleccione la curva con el pico más alto entre las varias curvas. Las condiciones correspondientes al valor pico de esta curva: alta presión, umbral de discriminación, aumento, etc., son las condiciones óptimas de trabajo del instrumento para el isótopo que se está midiendo. Los factores de mejor calidad no necesariamente caen exactamente en el "ping", algunos están cerca del "ping" y otros en el extremo inferior del "ping". Los experimentadores etiquetados que se centran en contar todo el pico del espectro energético de un isótopo abogan por condiciones de trabajo correspondientes al "plano", mientras que aquellos que se centran en el valor de excelencia abogan por condiciones de trabajo correspondientes a los mejores factores de calidad y algunos compromisos. Si el fondo de un instrumento es muy bajo, el ruido del tubo fotomultiplicador es muy bajo y la resolución del espectro de energía es alta, debería haber poca diferencia entre los dos. Las condiciones de trabajo óptimas del mismo instrumento cambian con la extensión de la vida útil del instrumento. Los diferentes isótopos radiactivos tienen diferentes condiciones de trabajo óptimas. Por lo tanto, las condiciones de trabajo óptimas de los instrumentos de detección nuclear son específicas y, a menudo, se deben seleccionar sus condiciones de trabajo óptimas en diferentes períodos. Es aún más imposible utilizar las mismas condiciones de trabajo de manera uniforme sin preguntar el tipo de isótopo que se mide.

Para lograr un conteo preciso, puede contar una vez durante mucho tiempo o medir varias veces en poco tiempo. Los errores estándar logrados por los dos son básicamente los mismos para evitar la influencia de. Los factores externos, en el trabajo real, toman poco tiempo. Varias mediciones son más razonables y aplicables. El fondo es un factor importante al medir la radiactividad de una muestra. Si el fondo es alto, el error estándar y el error estándar aumentarán, especialmente cuando el recuento de muestras es bajo, el fondo tendrá un mayor impacto en el error estándar y el error estándar, lo que afectará la precisión de los resultados experimentales. Logre una cierta precisión. No aumente el tiempo de medición de la muestra. De acuerdo con la ley estadística de la desintegración nuclear, si el número de muestras en el experimento es pequeño, es más razonable elegir la relación tN = 1,4 tb (donde tN es el tiempo de medición de la radiactividad de la muestra, tb es el tiempo de medición del fondo) Si la cantidad de muestras es grande, una gran cantidad de muestras, extienda el tiempo de medición de fondo tb y tome el tiempo promedio de tb, mientras que tN puede ser relativamente corto, lo que puede ahorrar tiempo y ayudar a acortar el ciclo experimental. Para el diseño de experimentos de etiquetado, el requisito para la intensidad de la radiactividad contenida en la muestra es hacer que la tasa de recuento de radiactividad sea mayor o igual a 10-20 veces el recuento de fondo.

3. Realizar un experimento de simulación no radiactiva y ensayar todo el experimento.

El experimento de etiquetado de isótopos requiere precisión y cuidado. Si hay un ligero descuido o falta de consideración, lo formal. El experimento se llevará a cabo con prisa. No solo conduce fácilmente al fracaso experimental, sino que también provoca el desperdicio de agentes de marcado y otros suministros experimentales. También aumenta los desechos radiactivos, aumenta el nivel de fondo del laboratorio y hace que el experimentador. recibir dosis de radiación innecesarias, por lo tanto, los experimentos de simulación no solo pueden verificar los experimentos formales si el equipo y los medicamentos utilizados están calificados, y los operadores pueden ser capacitados para garantizar que el experimento formal pueda desarrollarse sin problemas.

(2) Etapa experimental formal

1. Seleccionar la dosis de isótopo radiactivo

El isótopo debe ser capaz de resistir la dilución para que se elimine la radiactividad del final. La muestra no puede ser baja. En términos generales, los isótopos radiactivos no se diluyen completa y uniformemente en el cuerpo, pero pueden acumularse selectivamente en ciertos órganos, tejidos, células y ciertas moléculas. En este caso, la cantidad de radiactividad acumulada será muy alta. El uso del agente de marcado debe considerarse en función de la tasa de acumulación del agente de marcado en las partes relevantes. En experimentos de etiquetado, como cultivos celulares, incubación de secciones y reacciones enzimáticas, la cantidad de agente de etiquetado debe considerarse según el propósito del experimento, el tiempo de reacción y el volumen de reacción. Generalmente es menos de un microcurio o varios microcurios. Dado que los isótopos radiactivos tienen efectos de radiación, la dosis debe controlarse dentro de la dosis máxima permitida (dosis máxima permitida) según el tipo de radionucleidos utilizados, para evitar los efectos de la radiación causados ​​por dosis excesivas y causar un mayor daño al error del experimento. .

2. Seleccione la vía de administración del agente de etiquetado.

Durante el experimento de etiquetado general, se debe seleccionar una vía de administración que sea fácil de absorber y fácil de operar en función del propósito. del experimento. Generalmente, la cantidad dada es pequeña y el volumen es pequeño. Se requiere que la dosis dada sea precisa para evitar posibles pérdidas y contaminación innecesaria. Durante los experimentos de etiquetado in vitro, se debe agregar una cierta dosis de marcador al sistema de reacción de acuerdo con un vínculo determinado en los pasos experimentales del diseño experimental, y esforzarse por operar con precisión y cuidado.

3. Preparación de muestras biológicas radiactivas

Preparar muestras biológicas radiactivas según el propósito del experimento y las propiedades de los radioisótopos marcados del agente marcador. son el factor principal en la preparación de muestras biológicas de acuerdo con. Si se trata de un agente de etiquetado que libera rayos r, la preparación de la muestra es relativamente fácil. Solo necesita retirar cuantitativamente el objeto medido y colocarlo en un cristal de NaI (TL) bien formado. rayos β, la muestra biológica se debe preparar en un líquido más diluido, o el líquido se puede esparcir y luego secar, o se puede convertir en cenizas y esparcir, y luego colocar en un centelleador de cristal de plástico para medirlo, o detectarlo con. un tubo contador con tapa tipo campana; si el isótopo etiquetado solo libera rayos beta blandos, entonces la muestra debe convertirse en una muestra de centelleo líquido (consulte el capítulo "Medición de radiactividad" para obtener más detalles) y medirse en un contador de centelleo líquido. qué método de medición se utiliza, la muestra debe recolectarse cuantitativamente. Para algunas muestras radiactivas dispersas, deben concentrarse adecuadamente. Por ejemplo, si se mide la radiactividad de las proteínas en los tejidos, las proteínas deben extraerse y luego prepararse en las muestras de medición correspondientes. las muestras deben incinerarse, pero el método de incineración es adecuado para isótopos volátiles o la muestra de tejido no es adecuada.

4. Dividido en medición absoluta y medición relativa. La medición absoluta consiste en medir la intensidad radiactiva real de la muestra y descubrir. Al realizar mediciones absolutas de la tasa de desintegración real de los isótopos marcados en una muestra, se debe determinar la influencia de algunos factores en los resultados de la medición. Estos factores incluyen el ángulo sólido relativo de la sonda del instrumento con respecto a la fuente radiactiva, la probabilidad de que los rayos se cuenten después de ser recibidos por la sonda y la retrodispersión, los efectos de autoabsorción de las fuentes radiactivas, etc. solo una medición relativa de la intensidad radiactiva en un instrumento de detección fijo, y no persigue su tasa de desintegración real. En los experimentos de etiquetado general, se utilizan principalmente métodos de medición relativa, se debe prestar atención a las diferencias entre muestras. mantener fija la posición geométrica entre la muestra y el detector. La influencia de las condiciones geométricas es el factor más importante en la medición de la radiactividad.

Cuando dos muestras con la misma intensidad radiactiva se colocan en diferentes posiciones geométricas durante la medición, o las condiciones geométricas son diferentes debido al proceso de preparación de la muestra, los recuentos serán muy diferentes, especialmente cuando la distancia entre la muestra y la sonda es cercana. los conteos de los dos Las tasas variarán mucho. Sin embargo, cuando la muestra y la sonda están muy separadas, la diferencia en las velocidades de conteo entre las dos se reducirá significativamente porque el ángulo sólido relativo formado entre la muestra y la sonda es pequeño. Cuando se utiliza el método del papel para medir la intensidad radiactiva de los marcadores 3H, preste atención a la posición del papel en la botella de centelleo. Un lote de muestras debe ser consistente. Si el papel de filtro se corta en un círculo como soporte, el diámetro. del disco debe ser el mismo que Los diámetros de los fondos de los frascos de centelleo son iguales para garantizar que el papel de filtro esté en una posición fija dentro del frasco de centelleo. Para reducir el impacto de las condiciones geométricas en la medición de la radiactividad, podemos partir de tres aspectos: ⑴ Elija un detector con una ventana de detección grande, como un detector con un tubo fotomultiplicador como sonda ⑵ Al preparar la muestra, preste atención a la fabricación; la muestra sea una fuente puntual tanto como sea posible. De esta manera, cuando la intensidad de la radiactividad de la muestra es débil, se puede ignorar el posible impacto del desplazamiento horizontal debido a la distancia cercana a la ventana de detección (3) No importa qué tan lejos; la muestra proviene de la ventana de detección, la muestra debe colocarse en el eje vertical de la ventana de detección para garantizar que se reduzca el ángulo sólido relativo entre la muestra y la ventana de detección.

(3) Descontaminación radiactiva y eliminación de desechos radiactivos

Los experimentos radiactivos, ya sea después de cada experimento o de un experimento por fases, pueden tener diversos grados de contaminación radiactiva y desechos radiactivos. Por lo tanto, después del experimento Una vez finalizado el proyecto, se debe proceder a la descontaminación y eliminación de residuos radiactivos. Si es necesario, durante el experimento se realizará una descontaminación y limpieza de residuos radiactivos.

3. Aplicación del método de etiquetado de isótopos en bioquímica y biología molecular.

El método de etiquetado de isótopos radiactivos se utiliza ampliamente en los campos de la bioquímica y la biología molecular. Los secretos de los procesos físicos y químicos intracelulares. desempeñan un papel extremadamente importante a la hora de dilucidar la base material de las actividades de la vida. En los últimos años, ha habido muchos avances nuevos en la tecnología de etiquetado de isótopos sobre la base original, como la tecnología de etiquetado doble y etiquetado múltiple, la tecnología de etiquetado de isótopos estables, el análisis de activación, la tecnología de microscopía electrónica, la tecnología de isótopos combinada con otras nuevas tecnologías, etc. . Debido al desarrollo de estas tecnologías, la bioquímica ha pasado de lo estático a lo dinámico, del nivel celular al molecular, dilucidando una serie de cuestiones importantes, como los códigos genéticos, los receptores de la membrana celular, la transcripción inversa ARN-ADN, etc. que ha permitido a los seres humanos comprender los fenómenos básicos de la vida. La conciencia abre una nueva vía. La siguiente es una introducción a varios aspectos principales de la aplicación de la tecnología de etiquetado de isótopos en bioquímica y biología molecular.

1. Investigación sobre el metabolismo de sustancias

Hay muchos tipos de sustancias en el cuerpo, ¿cómo se transforman entre ellas si se utilizan marcadores isotópicos adecuados en la investigación, analizando los cambios? en el contenido de isótopos en estas sustancias, podemos conocer la relación de transformación mutua entre ellas, y también podemos distinguir quién es el precursor y quién es el producto. Al analizar en qué átomos de las moléculas materiales existe el agente marcador de isótopos, podemos. inferir además mecanismos de transformación entre diversas sustancias. Para estudiar la biosíntesis y el metabolismo del colesterol, se utilizó el método de etiquetado de precursores para revelar las vías y pasos de la producción de colesterol. Los experimentos han demostrado que cualquier compuesto que pueda convertirse en acetil-CoA en el cuerpo puede usarse como un. materia prima para la producción de colesterol Todo el proceso biosintético del ácido acético al colesterol incluye al menos 36 reacciones químicas. Hay veinte intermediarios entre el escualeno y el colesterol. La ruta biosintética del colesterol se puede simplificar como: ácido acético → metildivalonato → colesterol. Otro ejemplo al estudiar la fuente del colesterol en el hígado: la inyección intravenosa del marcador isotópico radiactivo 3H-colesterol se utilizó para marcar el experimento y demostró que la mayor parte de la radiactividad ingresa al hígado y reaparece en las heces. este proceso, que puede explicarse El hígado es el principal órgano que procesa el colesterol plasmático. El mecanismo por el cual la glándula tiroides puede reducir los niveles de colesterol en sangre radica en su efecto acelerador sobre la transferencia del colesterol plasmático al hígado.

2. Investigación sobre la transformación material

La ley de transformación mutua de sustancias en el cuerpo es un contenido esencial importante en las actividades de la vida. En las investigaciones pasadas sobre la transformación material, la separación era generalmente. Se utilizan métodos enzimológicos in vivo, pero los resultados de la investigación de los métodos enzimológicos in vitro pueden no representar necesariamente la situación general. La aplicación de la tecnología de etiquetado de isótopos ha acortado en gran medida el período de experimentos relacionados con la transformación de sustancias, e in vitro, de todo el cuerpo y. Sistemas sin células Se puede aplicar en cualquier situación, se simplifica la operación, se mejora la sensibilidad de la determinación y no solo puede realizar análisis cualitativos sino también cuantitativos. En el estudio para dilucidar la conversión de ribonucleótidos en desoxirribonucleótidos, se utilizó el método de doble marcaje para medir los productos con doble marcaje o medir su radiactividad por separado después de la separación química. Por ejemplo, las bases y la ribosa de los nucleótidos de guanina (GMP) se marcan con 14C respectivamente, y se les añaden nucleótidos de desoxiguanina (dGMP) en un sistema in vitro después de que el dGMP marcado incorporado se sometiera a hidrólisis ácida y separación cromatográfica. , se midió la radiactividad de sus respectivas bases y azúcares pentosas. Se encontró que las proporciones de radiactividad de sus dos partes eran básicamente iguales, demostrando así que el azúcar pentosa del producto dGMP era El azúcar pentosa del marcador original GMP no tiene otro. fuente; de ​​lo contrario, la proporción de la base y la ribosa del producto dGMP debe ser significativamente diferente de la proporción de las dos partes del marcador original GMP. Este experimento muestra que la desoxigenación de las pentosas se lleva a cabo sin distinguir entre bases y azúcares pentosas, lo que demuestra que los desoxirribonucleótidos se convierten directamente a partir de ribonucleótidos y que los ribonucleótidos no se descomponen primero. Se forman ribosa y bases, y las bases se vuelven a unir a la desoxirribosa. Los experimentos de etiquetado sin células pueden analizar las condiciones de transformación de sustancias en las células. Por ejemplo, el 3H-dTTP se utiliza como precursor para los experimentos de etiquetado de incorporación de ADN. Después de la incorporación de acuerdo con un diseño experimental determinado, se mide la radiactividad del ADN producto. Indicadores de detección de ADN recién sintetizado.

3. Investigación sobre el equilibrio dinámico

Estudiar que las sustancias de los organismos vivos se encuentran en un equilibrio dinámico constantemente actualizado es una de las principales aportaciones del marcaje con radioisótopos a las ciencias de la vida. el cuerpo Al utilizar marcadores isotópicos apropiados y medir los cambios en el contenido de isótopos en una sustancia en diferentes momentos, podemos comprender los cambios en la sustancia en el cuerpo, calcular cuantitativamente la tasa metabólica de la sustancia en el cuerpo, calcular la velocidad de renovación y tiempo de actualización de la sustancia, etc. Varias sustancias en el cuerpo tienen reservas metabólicas de diferentes tamaños, y el tamaño de la reserva metabólica se puede determinar mediante el método de dilución de isótopos.

4. Análisis de sustancias traza en muestras biológicas

Antes de la aplicación de la tecnología de etiquetado con radioisótopos, problemas como la baja tasa de recuperación y la baja sensibilidad de la medición se debían a pérdidas durante la preparación de la muestra. dificulta la medición de trazas de sustancias que desempeñan un papel importante en el funcionamiento normal del cuerpo. La tecnología de radioinmunoensayo, que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años y se ha utilizado cada vez más, es un método de análisis de ultratrazas que puede medir más de 300 sustancias, la mayoría de las cuales son hormonas, incluidas hormonas esteroides, hormonas peptídicas y no peptídicas. -hormonas esteroides, hormonas peptídicas, sustancias proteicas, nucleótidos cíclicos, enzimas, antígenos relacionados con tumores, anticuerpos, patógenos, fármacos traza y otras sustancias.

5. Método de análisis de secuencia vecina más cercana

La tecnología de etiquetado de isótopos radiactivos es uno de los métodos importantes en la investigación de biología molecular y juega un papel importante en la investigación de la biosíntesis de proteínas, a partir de la replicación del ADN. , la transcripción de ARN a la traducción de proteínas, ha jugado un gran papel. El método de análisis de secuencia del vecino más cercano utiliza tecnología de etiquetado de isótopos combinada con la teoría de la digestión enzimática y la teoría estadística. El estudio confirmó la disposición de las bases en las moléculas de ADN. Los experimentos sobre la síntesis de ADN se llevaron a cabo en cuatro lotes, cada lote utilizó un 32P diferente. El trifosfato de desoxinucleósido marcado, 32P, se marca en la posición 5'C del azúcar pentosa. Después de la síntesis en condiciones completas, se utiliza una enzima específica para abrir el enlace 5'C-P, de modo que la base original se conecta a través de la posición 5'C. del azúcar pentosa, el 32P se mueve al 3'C del otro nucleótido único más cercano.

El método de análisis de secuencia del vecino más cercano se utilizó para proponer primero las bases de la biología molecular de la replicación del ADN y la transcripción del ARN, estableciendo así la tecnología de hibridación molecular, por ejemplo, utilizando el ADN del fago T2 como plantilla para producir ARN [32P], tomando una cierta cantidad. de ADN-T2 y algo más de ADN se añade a este ARN [32P], y las dobles hebras de ADN se abren calentándolas y se incuban. El complejo ADN-ARN[32P] se separa mediante centrifugación en gradiente de densidad o membrana microporosa y se determina su radiactividad. medido. El resultado experimental es sólo la célula bacteriana T2. El ADN puede formar un complejo radiactivo con el ARN [32P]. Esto demostró la especial relación complementaria entre las bases de los moldes de ARN y ADN, y también se confirmó el fenómeno de la transcripción inversa de ARN a ADN mediante la tecnología de hibridación molecular. Además, la contribución de la tecnología de marcaje de radioisótopos a la biología molecular también se refleja en: (1) el estudio de tres etapas consecutivas en el proceso de síntesis de proteínas, a saber, el inicio, elongación y terminación de la cadena peptídica (2) el aislamiento y; purificación de ácidos nucleicos; (3) el final de los ácidos nucleicos Análisis de nucleótidos, determinación de secuencia; ⑷La relación entre la estructura y función de los ácidos nucleicos ⑸Estudio sobre cómo la información genética en el ARN se transmite a los aminoácidos en el huevo a través de la disposición; de nucleótidos, etc. Para aplicar mejor la tecnología de etiquetado de radioisótopos, además de confiar en la alta calidad del agente de etiquetado y la alta sensibilidad del detector nuclear, la clave también reside en suposiciones con base científica, un diseño experimental creativo y la aplicación integral de varios nuevos tecnologías