بخشی از مقاله
چکیده:
دزیمتری پرتوهای پرانرژی نظیر پرتو ایکس و گاما از اهمیت بالایی برخوردار است. میزان دز جذبی با استفاده از دزیمترهای فیزیکی اندازه گیری شده و با تقریب و ضرایب خاصی در بافتهای بدن لحاظ میشود که همواره با خطاهمراه است. در این مطالعه، هموگلوبین بعنوان یک بیومارکر بالقوه جهت دزیمتری پرتو گاما انتخاب گردید. برهمکنش پرتو گاما با هموگلوبین بصورت برون تن در محدوده دز 2-63 Gy با استفاده از طیف جذبی UV-Visبررسی شده و تغییرات پیک سورت در حوالی 412 nm جهت دزیمتری پرتو گاما پیشنهاد گردید. همچنین، روندتغییرات نواحی مختلف طیفی هموگلوبین در مواجهه با پرتو گاما میتواند بعنوان شاخص اثر پرتو گاما بر بدن، مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی: پرتو گاما، هموگلوبین، دزیمتر مولکولی، طیف جذبی، پیک سورت
مقدمه :
با توجه به استفاده روزافزون از رادیوایزوتوپها و منابع پرانرژی امواج ایکس و گاما در تشخیص و درمان بیماریها، برآورد دقیق اثرات جانبی آنها در بافتهای مختلف ضروری است. اهمیت دزیمتری اختصاصی مولکولها و بافتهای زیستی بدان حد است که عمده دزیمترها بر اساس مشابهت آنها با بافتهای بدن دسته بندی شده و ارزش گذاری میشود.[1] دزیمترهای ترمولومینسانس دستهای از دزیمترها را تشکیل میدهد که براساس ترکیب بلوری شان و مشابهت با بافت پرتودهی شده بصورت گسترده جهت دزیمتری پرتوهای یونیزان بکار میرود.[2] یکی از روشهای دزیمتری بر اساس تشکیل ترکیبات و حدواسطهای رادیکالی نظیر هیدروکسیل و پراکسیدهیدروژن در محیطهای آبی بوده که برگرفته از تاثیر غیرمستقیم پرتو یونیزان بر بافت میباشد.[3]
در این میان استفاده از مولکولهای زیستی بعنوان بیومارکر جهت تخمین بهتر دز دریافتی بسیار حائز اهمیت است. دزیمتری مولکولی که برپایه استفاده از بیومارکرهای زیستی میباشد در برآورد میزان خطر عوامل و ترکیبات مختلف در سرطانزایی استفاده میشود.[4] انتخاب بیومارکر مناسب جهت برآورد میزان دز دریافتی از منابع پرتوزا و میزان ریسک اثر پرتو بر بدن، یکی از فاکتورهای اساسی و اولیه در دزیمتری مولکولی پرتو میباشد. هموگلوبین - Hb - بعنوان یکی از بیوماکرومولکولهای مهم با توزیع همه گیر در بدن و ساختار مولکولی ویژه، میتواند گزینه مناسبی برای این امر باشد.
ساختار کلی هموگلوبین در تمامی موجودات زنده یکسان بوده و شامل دو بخش اصلی است: بخش پلی پپتیدی و گروه پروستتیک هیم. طیف جذبی هموگلوبین ناشی از دو بخش موجود و ارتباط این دو بخش بوده که با جذب پرتو دچار تغییر شده و الگو و شدت این تغییرات در دزیمتری مولکولی میتواند استفاده شود. در این پژوهش، هموگلوبین بصورت برون تن با استفاده از پرتو گاما حاصل از چشمه کبالت-60 پرتودهی میشود و الگو و شدت تغییرات طیفی با توجه به میزان دز دریافتی مطالعه میگردد. تغییرات شدت جذب نواحی مختلف با افزایش دز جذبی در محدوده 2-63 Gy ثبت شده و میزان خطی بودن نواحی طول موجی مختلف بررسی میشود. همچنین، امکان استفاده از نواحی مختلف طیفی جهت دزیمتری پیشنهاد میگردد.
روش کار :
هموگلوبین انسانی بر اساس پروتکل آزمایشگاه بیوشیمی فیزیک دانشگاه تهران، از خون یک انسان بالغ سالم استخراج شده و تخلیص گردید.[5] خلوص شیمیایی آن با استفاده از روش الکتروفورز ژل و مقایسه با نمونه هموگلوبین سیگما تائید شد. سپس، محلول هموگلوبین در بافر فسفات 50 mM رقیق شده و طیف جذبی آن با استفاده از اسپکتروفوتومتر UV-Vis در ناحیه 200-800 nm تهیه شد. نواحی مختلف طیفی با کروموفورهای موجود در ساختار Hb تطبیق داده شد.پرتودهی نمونه با استفاده از چشمه کبالت-60 در فاصله مشخص از چشمه با آهنگ دز 20 گری در ساعت انجام شد. دز دریافتی نمونه ها 2-63 Gy بوده که با افزایش مدت زمان پرتودهی حاصل شد.
تجهیزات استفاده شده شامل دستگاه الکتروفورز ژل، اسپکتروفوتومتر GBC, Cintra 6, - UV-Vis - Australia، چشمه کبالت- - gamma beam, GB150 type B, Atomic Energy of Canada - 60 مستقر در پژوهشکده مواد و سوخت بعنوان منبع پرتو گاما بود. آهنگ دز با استفاده از دزیمتر TLD، توسط مرکز SSDL کرج تعیین گردید.مواد شیمیایی بکار رفته در استخراج و تخلیص هموگلوبین و نمکهای استفاده شده در تهیه بافر، از شرکت مرک1 تهیه شد. هموگلوبین شاهد جهت تعیین خلوص هموگلوبین استخراج شده، از شرکت سیگما2 خریداری گردید.محلول 3 میکرومولار هموگلوبین در بافر فسفات pH 7/4 - ، - 50 mM تهیه شده و در ویالهای دو میلی لیتری قرار داده شد.
در هر سری آزمایش، یک نمونه بعنوان شاهد در بیرون از محفظه پرتودهی قرار داده شد. نمونهها به ترتیب در محفظه پرتودهی قرار داده شده و در مدت زمان مشخص پرتودهی گردید. میزان دز دریافتی با استفاده از شدت دز اندازهگیری شده و طول زمان پرتودهی محاسبه گردید. سپس، نمونه ها از محفظه برداشته شده و در حمام یخ قرار داده شد. پس از خاتمه عمل، طیف جذبی نمونهها تهیه شد و تغییرات نواحی مختلف بر حسب میزان دز دریافتی ترسیم گردید. رابطه خطی میزان تغییرات طیفی نواحی مختلف با مقدار دز دریافتی، بعنوان معیاری از همبستگی ساختار با دز دریافتی بوده و امکان استفاده از ناحیه طیفی مذکور و ساختارهای مشابه در دزیمتری پیشنهاد گردید.
نتایج :
طیف جذبی هموگلوبین در محلول بافر فسفات، بدون پرتودهی بعنوان طیف شاهد تهیه گردید - شکل . - 1
