Кафедра физико-химической биологии

Учебная работа


Главная
  • Контакты
  • История
  • Сотрудники
  • Достижения

    Научная работа

  • Лаборатория молекулярной фотобиологии
  • Лаборатория изотопного анализа
  • Учебная работа

  • Спецкурсы
  • Изотопный практикум

    Филиал МГУ в Пущино

  • Летняя практика
  • Курсы повышения квалификации


  • Практикум
    "Теоретические основы радиоиндикаторного метода и его применение в биологии"


    Знакомство с применением радиоактивных изотопов занимает важное место в цикле подготовки исследователя-биолога. Чрезвычайно высокая чувствительность радиоиндикаторного метода и простота его применения сделали возможными многие основополагающие достижения современной физико-химической биологии. Подходы и методы, использующие радиоактивные метки, и сейчас являются одним из основных исследовательских инструментов в руках биолога-экспериментатора.

    Спецкурс по изотопным методам читается на кафедре физико-химической биологии с 1973 г. Разработчики курса доценты, к. б.н. Л.Г. Яглова, Г.В. Коссова и асс. Э.С. Имашева при участии с.н.с. Р.Д.Озриной. В создании основы практикума принимала участие д.б.н. О.Р. Кольс.

    Преподавательский состав:

    доц., к.б.н. Галина Васильевна Коссова (руководитель)
    доц., к.б.н. Сергей Юрьевич Егоров
    доц., к.б.н. Наталья Владимировна Алексеева.

    Активное участие в проведении спецкурса принимают также зав. изотопной лабораторией, к.б.н. Р.Д. Озрина и ст. н. с., к.б.н. Ю.В. Ковалев.

    Г.В. Коссова Н.В. Алексеева

     



    Спецкурс предлагает:

    • основные сведения о природе радиоактивных излучений, их действии на биологические объекты;
    • знакомство с современными методами измерения радиоактивности в биологических экспериментах;
    • получение навыков безопасной работы с низкоактивными источниками радиации в биологических лабораториях;
    • практические занятия по использованию радиоиндикаторного метода в биологии, позволяющие понять специфику метода и практически использовать его в конкретных исследованиях.

    Варианты обучения:

    Студенты зоолого-ботанического отделения кратко знакомятся с основами метода меченых атомов в рамках малого практикума по биофизике. Для студентов физиолого-биохимического отделения предлагается расширенный курс, включающий лекции и лабораторные работы (входит в летнюю практику студентов второго курса по физико-химическим методам в биологии). Студенты кафедр биохимии и биоорганической химии знакомятся с углубленным курсом в период летней практики после третьего курса. Для студентов отделения биофизики этот курс является разделом большого практикума по специальности.

    Учебное пособие:


    Г.В. Коссова, С.Ю. Егоров, Н.В. Алексеева, Р.Д. Озрина, Л.Г. Яглова, Э.С. Имашева «Основы применения радиоиндикаторного метода в биологии» (под редакцией проф. Ф.Ф. Литвина, М., МГУ, 2004).

    Издание рекомендовано Учебно-методическим объединением по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов университетов, обучающихся по направлению 510600 «Биология» и биологическим специальностям.

     



    Программа практикума:

    Введение:

    • Метод меченых атомов в биологии. Явление изотопии. Стабильные и радиоактивные изотопы, характеристика альфа, бета, гамма-излучения.
    • Взаимодействие ядерных излучений с веществом.
    • Закон радиоактивного распада. Константа распада. Период полураспада. Средняя продолжительность жизни атомов радиоактивных изотопов. Расчет поправки на радиоактивный распад.
    • Искусственные радиоактивные изотопы. Ядерные реакции. Радиохимическая чистота. Удельная активность. Характеристика некоторых биологически важных радиоактивных изотопов.

    1. Измерение радиоактивности, основанное на ионизации газа

    Ионизационная камера и ее вольтамперная характеристика. Первичная и вторичная ионизация. Газовое усиление. Пропорциональные счетчики. Счетчики Гейгера-Мюллера. Особенности счетчиков для обнаружения разных видов ядерных излучений.

    Радиометрическая установка. Высоковольтный блок питания. Пересчетный прибор. Определение скорости счета. Стандартизация условий счета. Статистическая обработка результатов. Естественный радиоактивный фон. Установка малого фона. Единицы измерения радиоактивности. Определение истинной активности радиоактивных препаратов методом сравнения с эталоном и методом расчета поправок. Эффективность газоразрядных счетчиков.

    Знакомство со счетчиком Гейгера-Мюллера и с радиометрической установкой типа "Волна". Снятие рабочей характеристики счетчика, выбор рабочего напряжения, определение уровня фона.

    Определение скорости счета радиоактивных препаратов.
    – влияние условий счета (геометрический фактор, обратное расстояние, определение времени счета препаратов с заданной степенью точности);
    – выбор счетчика для различных излучателей мягкое бета-излучение, жесткое бета-излучение, cмешанное бета- гамма- излучение. Работа с препаратами низкой активности. Знакомство с установкой малого фона (УМФ-1500М), собранной на основе схемы антисовпадений. Определение скорости счета препаратов низкой активности. Определение истинной активности радиоактивных препаратов
    – приготовление препаратов заданной активности;
    – определение истинной активности радиоактивных препаратов методом введения поправок.

    2. Измерение радиоактивности методом счета сцинтилляций

    Явление сцинтилляции. Использование твердых сцинтилляций при работе с гамма-излучателями. Использование сцинтиляционных смесей при работе с бета-излучателями. Жидкостные сцинтиляционные спектрометры и выбор оптимального режима их работы. Эффективность счета. Явление гашения. Методы введения поправок на гашение. Определение истинной активности препаратов с двойной меткой.

    Работа с твердым сцинтиллятором. Определение скорости счета препаратов ( бета-излучателей) при использовании кристалла Te-KI, фотоэлектронного умножителя и установки типа ССД (или ССС).

    Измерение радиоактивности мягких -излучателей методом счета сцинтилляций в жидкой среде:
    – знакомство с принципиальной схемой и работой автоматической установки для счета сцинтилляций в жидкой среде (установки Марк II и SL-40) ;
    – знакомство с принципом настройки каналов для измерений радиоактивности препаратов с простой меткой и с двойной меткой;
    – построение градуировочных кривых для определения поправок и гашения методом внешнего стандарта;
    – приготовление радиоактивных препаратов 3H и 14C и препаратов с двойной меткой (3H - 14C);
    – определение истинной активности приготовленных препаратов.

    3. Использование изотопов в биологических исследованиях

    Применение радиоактивных и стабильных изотопов в качестве меченых атомов. Требования, предъявляемые к методу меченых атомов. Преимущества и ограничения метода. Изотопный эффект. Радиационный эффект.

    Расчет количества изотопа для введения биологическому объекту.

    Основные направления использования меченых атомов в биологии (в экологии, физиологии, биохимии, молекулярной биологии, вирусологии, генной инженерии).

    Метод двойных меток. Метод изотопного разведения.

    Различные способы выражения результатов, полученных в биологических экспериментах.
    а) исследование распределения меченого вещества между различными тканями в организме. Введение индикаторного количества меченого соединения в биологические объекты, приготовление биологических препаратов. Определение скорости счета препаратов.
    б) исследование распределения меченого вещества между различными биохимическими фракциями, сравнение с контролем.
    в) исследование распределения в биологическом объекте веществ,меченых 2-мя радиоактивными изотопами,отличающимися по периоду полураспада.
    г) приготовление биологических образцов для измерения радиоактивности методом счета сцинтилляций в жидкой среде:
    – обработка биологических образцов для счета в гетерогенной среде;
    – обработка биологических образцов для счета в гомогенной среде;
    – выбор сцинтиллятора.

    4. Авторадиография

    Образование авторадиографического изображения. Особенности эмульсий, применяемых в авторадиографии. Подготовка материала для авторадиографии. Микроавторадиография. Метод поливных эмульсий. Количественная обработка результатов. Преимущества и недостатки метода авторадиографии при работе с биологическими материалами.

    Использование 3H-тимидинового автографа для анализа синтеза ДНК и для вычисления продолжительности периодов клеточного цикла.

    5. Основные санитарные правила и правила техники безопасности при работе с радиоактивными изотопами

    Деление радиоактивных изотопов на группы радиотоксичности. Определение класса работ в зависимости от группы радиотоксичности изотопа и его активности на рабочем месте.

    Оборудование помещения. Защитные устройства. Расфасовка и транс портировка радиоактивных изотопов. Удаление радиоактивных отходов.

    Единицы измерения дозы. Относительная биологическая эффективность различных видов ядерных излучений. Расчет поглощенной дозы. Предельно допустимые дозы. Дозиметры контроля и защиты.

    Избирательное накопление радиоактивных изотопов органами и тканями. Критические органы. Эффективный период полувыведения.
    Основы биологической дозиметрии. Знакомство с устройством и работой дозиметров. Дозиметрия мягкого -излучения. Взятие мазков.

     



    web-design: L.A. Koppel, E.G. Govorunova
    © 2006