Исследование биологических макромолекул электрофокусированием иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами - Остерман Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Выход из положения состоит в том, чтобы, не вдаваясь в детали электроники, составить себе достаточное представление о принципе работы отдельных блоков регулирования, возможность управления которыми предоставлена в виде выведенных на панель прибора кнопок и рукояток, и о том, к каким результатам приведет манипулирование ими. Разумеется, конструкции приборов, поставляемых различными фирмами, отличаются друг or друга, но есть возможность рассмотреть общие для всех прин-
ципы регулирования, имея в виду, что конкретные практические указания читатель сможет почерпнуть из фирменных инструкций. Этому посвящена специальная глава. Для ее понимания, а также для углубленного усвоения всего остального материала целесообразно начать изложение с рассмотрения свойств используемых для биологических исследований радиоактивных изотопов и сцинтилляторов. Наконец, в заключительной главе описаны радиоиммунные методы исследования. Необходимые для понимания этих методов основы иммунохимии изложены в предыдущей части книги.
Глава 1
ИЗОТОПЫ, СЦИНТИЛЛЯТОРЫ И СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ СЧЕТЧИКИ РАДИОАКТИВНОСТИ
РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ
Химические свойства атома, как известно, определяются числом электронов, находящихся на его орбитах вне ядра. В ядре электрически нейтрального атома, в отличие от иона, содержится точно такое же число тяжелых положительно заряженных элементарных частиц — протонов. Это число определяет порядковый номер элемента в таблице Менделеева. Атомная масса практически равна массе ядер, куда, помимо протонов, входят лишенные заряда элементарные частицы такой же массы — нейтроны. Массой электронов ввиду ее малости пренебрегают. Атомную массу элемента часто представляют отвлеченным числом, указывающим сумму протонов и нейтронов. По существу говоря, при этом ее выражают через массу атома водорода, у которого в ядре содержится всего один протон.
Впрочем, существуют атомы, ведущие себя в химических реакциях точно так же, как водород, но вдвое и даже втрое более тяжелые — дейтерий и тритий, В ядрах этих атомов, помимо протона, содержатся соответственно один или два нейтрона. Эти атомы называют изотопами водорода, отмечая этим то обстоятельство, что «нормальным», широко распространенным в природе элементом является именно водород. Дейтерий так же устойчив, как водород; он входит в состав так называемой «тяжелой воды», и, если бы не его малая распространенность, мог бы претендовать на то, чтобы именоваться нормальным атомом.
В отличие от него, тритий — нестабильный изотоп. Рано или поздно каждый атом трития «обречен» на катастрофическую перестройку своего ядра, которая будет сопровождаться испусканием из атома некоей частицы (в данном случае электрона), обладающей значительной энергией. Такие изотопы именуются
радиоактивными, а само явление спонтанной перестройки ядра атома, сопровождающееся излучением энергии, называется радиоактивностью.
Число изотопов во много раз превышает число нормальных •атомов. Для 103 элементов периодической системы известно свыше 1500 изотопов, из которых !ъ получено искусственным путем в атомных реакторах. Подавляющее большинство из них радиоактивно, а те, что получены искусственно, очень недолго* вечны — их «время жизни» измеряется иной раз малыми долями секунды. Претерпев одну или несколько последовательных трансформаций, радиоактивные изотопы превращаются в стабильные изотопы, но уже другого элемента, как это будет видно из последующего рассмотрения механизмов превращения некоторых радиоактивных изотопов, представляющих интерес для биохимических исследований.
О химических свойствах элемента или его изотопа говорит общепринятый химический символ. Так, для обозначения всех изотопов водорода служит символ Н, для всех изотопов иода —I и т. д. Атомную массу обозначают цифрой, стоящей слева вверху, а число протонов в ядре — цифрой, стоящей слева внизу по отношению к символу элемента. Таким образом, обозначение нормального атома фосфора 3‘15Р указывает на то, что в ядре этого атома содержится 15 протонов (что соответствует его порядковому номеру в таблице Менделеева) и 16 нейтронов. Водород, дейтерий и тритий обозначают соответственно ^Н, \Н и 3tH.
Нижний значок, по существу, является лишним — число протонов в ядре однозначно связано с химическими свойствами атома, отраженными в его символе. Однако этот значок удобно сохранить при написании реакций преобразования элементов. Он поможет проследить за изменениями числа протонов в ядре в результате радиоактивного распада. В остальном изложении для обозначения радиоактивных изотопов будут сохранены только верхние значки (3Н, аФ, “С и т. д.). Кстати, из такого обозначения видно, например, что в ядре радиоактивного фосфора содержится один дополнительный, «лишний» нейтрон, а в ядре радиоактивного углерода — даже два (нормальный углерод — *%С). В этом-то все и дело. Оказывается, что лишь определенное соотношение числа нейтронов и протонов обеспечивает стабильное существование атомного ядра. Избыток или недостаток нейтронов приводит к нестабильному состоянию ядра и в конце концов— к спонтанной его перестройке, т. е. к радиоактивному распаду. Рассмотрим теперь характер таких перестроек.
