Кіріспе

Фосфордың радиоактивті изотопы

Фосфор-32 (32P) – фосфордың радиоактивті изотопы. Фосфор-32 ядросы 15 протон және 17 нейтроннан тұрады, бұл фосфордың ең көп таралған изотобы – фосфор-31-ге қарағанда бір нейтронға көп. Фосфор-32 Жерде шамалы мөлшерде ғана кездеседі, себебі оның жартылай ыдырау периоды 14 күнге созылады, сондықтан ол жылдам ыдырайды. Фосфор көптеген органикалық молекулалардың құрамында болады, сондықтан фосфор-32 медицинада, биохимияда және молекулалық биологияда кеңінен қолданылады, оны фосфорланған молекулаларды (мысалы, метаболизм жолдарын анықтау үшін) және ДНК-ны радиоактивті түрде белгілеу үшін пайдалануға болады.

Қолданылуы

Фосфор биологиялық жүйелерде кең таралған және радиоактивті изотоп ретінде, бірдей элементтің тұрақты изотоптарынан шамалы ғана ерекшеленетіндіктен, фосфор-32 биологиялық молекулаларды белгілеуге қолданылуы мүмкін. Фосфор-32 шығаратын бета-сәулесі организмнің немесе талданған тіннің сыртында анықтауға жеткілікті түрде тереңдете өтеді.

Ядролық медицина

Ядролық медицинада йод 131, фосфор 32 және техноций 99m сияқты көптеген радиоизотоптар іздеушілер ретінде қолданылады. Фосфор-32 қатерлі ісіктерді анықтау үшін ерекше пайдалы, себебі қатерлі жасушалар нормальды жасушаларға қарағанда көбірек фосфат жинақтайды. Фосфор-32-нің орналасқан жері денеден тыс қарап, қатерлі ісіктердің орнын анықтауға мүмкіндік береді. Фосфор-32 шығаратын сәуле емдеу және диагностика мақсатында қолданылады. 32P хромофосфаты тараған жұмыртқа безі қатерлі ісігін емдеу үшін химиялық терапияның мүмкін құралы ретінде зерттелді. Мұндай жағдайда, қатерлі жасушаларда жиналатын фосфор-32-нің бета сәулеленуінің ұзақ мерзімді зиянды әсері емдік нәтиже береді. Фосфор-32 көз және тері қатерлі ісігі сияқты қатерлі ісіктерді анықтау және емдеуде кеңінен қолданылады.

Биохимия және молекулалық биология

Организмдердің метаболизм жолдары жасуша ішіндегі әртүрлі биомолекулаларды жасауда фосфорды кеңінен пайдаланады. Фосфор-32 метаболизм жолдарының талдауында, импульстік іздену эксперименттерінде қолданылады, онда жасушалар культурасы қысқа мерзімге фосфор-32 қамтитын субстратпен өңделеді. Субстратқа болатын химиялық өзгерістердің тізбегін бастапқы өңдеуден кейін белгілі бір уақыт аралықтарында фосфор-32 құрамындағы молекулаларды анықтау арқылы анықтауға болады. ДНК-ның олигонуклеотидтік тізбегіндегі негіздер арасындағы фосфодиэстерлік байланыстарда көп мөлшерде фосфор болады. Сондықтан ДНК-ны фосфорды фосфор-32-ге алмастыру арқылы іздеуге болады. Бұл техника ДНК үлгілерін оңтүстік блот талдауында кеңінен қолданылады. Бұл жағдайда фосфор-32 қамтитын ДНК зонды гелде пайда болатын толықтыратын тізбегімен гибридтеледі. Оның орналасқан жері фотопленка арқылы анықталады.

Өсімдіктер туралы ғылымдар

Фосфор-32 өсімдік ғылымдарында өсімдіктің тамырдан жапыраққа дейін тыңайтқышты қабылдауын қадағалау үшін қолданылады. Фосфор-32 белгіленген тыңайтқыш өсімдікке гидропоникалық жағдайда немесе топырақтағы су арқылы беріледі, ал фосфордың қолданылуын шығарылатын бета-сәулелену арқылы картаға түсіруге болады. Тыңайтқыштың қабылдануын картаға түсіру арқылы алынған мәліметтер өсімдіктің тыңайтқыштан фосфорды қалай қабылдап, пайдаланатынын көрсетеді.

Қауіпсіздік

Бета-бөлшектердің жоғары энергиясы және фосфор-32-нің қысқа жартылай ыдырау периоды оны қауіпті етеді. Оның молярлық активтігі 338,61 ТБк/ммоль (9151,6 Ки/ммоль) және меншікті активтігі 10,590 ЭБк/кг (286,22 кКи/г) құрайды. Фосфор-32-мен жұмыс істеу кезіндегі қауіпсіздік шараларына жеке дозиметрді қолданып, сәулеленуге ұшырауды бақылау және денеңізді қорғау үшін акрил немесе плексиглас сәулеленуден қорғағыш экранын пайдалану кіреді. Beta бөлшегі мен қорғағыш арасындағы өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда болатын жоғары энергиялы тоқтату сәулеленуіне байланысты, қорғасын сияқты тығыз қорғағыштар тиімділігі төмен. Фосфор-32-ден шығатын бета сәулеленуі шамамен 1 метр ауамен тоқтатылатындықтан, фосфор-32-ні қамтитын үлгімен тікелей жанасатын дене бөліктеріне, мысалы, саусақтарға дозиметрлер тағу ұсынылады.