Начало >> Статьи >> Архивы >> Авторадиография

Фон авторадиограмм - Авторадиография

Оглавление
Авторадиография
Области применения авторадиографии
Радиоактивные изотопы
Авторадиография в сравнении с другими методами обнаружения ионизирующих излучений
Ядерные фотоэмульсии и фотографический процесс
Кристаллы бромистого серебра
Желатин
Скрытое изображение
Проявление скрытого изображения
Физическое проявление
Фиксирование эмульсии
Специальные методики
Цветные эмульсии
Воздействие ионизирующего излучения на ядерные эмульсии
Бета-частицы
Другие виды ионизирующего излучения
Разрешающая способность авторадиографии
Факторы, определяющие разрешающую способность зернистых авторадиограмм
Разрешение в электронномикроскопической авторадиографии
Разрешающая способность трековых авторадиограмм
Эффективность авторадиографии
Эффективность при электронномикроскопической авторадиографии
Эффективность трековой авторадиографии
Эффективность макроскопической авторадиографии
Соотношение между факторами, определяющими разрешение и эффективность
Фон авторадиограмм
Хемография
Облучение внешними источниками
Уничтожение фона
Измерение фона
Микроскопия и микрофотография авторадиограмм
Оптическая система для освещения в темном поле
Микрофотография зернистых авторадиограмм
Исследование в темном поле
Исследование и фотографирование трековых авторадиограмм
Относительные измерения радиоактивности
Перекрестные эффекты
Факторы связанные с эмульсией и влияющие на относительные измерения
Относительные измерения в трековой авторадиографии
Счет зерен и треков
Фотометрическая оценка плотности зерен
Выбор визуального или фотометрического метода счета зерен
Необходимость абсолютных измерений
Абсолютные измерения радиоактивности с помощью трековой авторадиографии
Планирование и осуществление авторадиографических исследований
Выбор эмульсии
Эксперименты с двумя изотопами
Освоение новой методики
Контрольные процедуры, необходимые для каждого эксперимента
Проектирование и оборудование темной комнаты
Гистологическая техника и авторадиография
Выбор способа гистологической фиксации
Методика приготовления гистологических срезов
Непроницаемые пленки
Приготовление авторадиограмм для микроскопии
Авторадиография растворимых радиоизотопов
Способы авторадиографии растворимого материала
Хемография и артефакты от давления
Количественные исследовани растворимых радиоактивных изотопов
Методика съемной эмульсии
Недостатки методики съемной эмульсии
Подробное описание методики  съемной эмульсии
Методики жидкой эмульсии для авторадиографии с оценкой плотности зерен
Факторы, влияющие на толщину эмульсионного слоя
Выбор подходящей толщины эмульсии
Оценка и описание методики жидкой эмульсии для авторадиографии с оценкой плотности зерен
Методика жидкой эмульсии для трековой авторадиографии
Авторадиография с электронной микроскопией
Ограничения современных методик
Детальное описание методик
Авторадиография макроскопических объектов
Авторадиография  в макроскопических образцах
Описание методик авторадиографии макроскопических объектов
Послесловие

ГЛАВА 6
ФОН АВТОРАДИОГРАММ

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФОНА

На любой обработанной авторадиограмме присутствуют зерна серебра, обязанные своим появлением не излучению исследуемого источника, а другим факторам. Регистрация и измерение радиоактивности основываются на сравнении плотности зерен или треков вблизи исследуемого объекта с плотностью зерен или треков вблизи объекта, о котором заведомо известно, что он не несет радиоактивной метки. Очевидно, что само количество зерен и его вариабельность определяют минимальный уровень радиоактивности, который может быть измерен.
Большинство исследователей, начиная работу с применением радиоактивных веществ и авторадиографии, полагают, что фон связан исключительно с воздействием космического излучения. Автор экспонировал образцы на нижнем горизонте угольной шахты и обнаружил, что на тех пластинках, которые были тщательно защищены от космического излучения, фон оказался значительно выше, чем на контрольных пластинках, которые экспонировались в холодильнике в лаборатории 1. Действительно, в большинстве случаев космическое излучение дает малосущественный вклад в образование фона.
Факторы, вносящие основной вклад в авторадиографический фон, могут быть неодинаковыми не только в разных лабораториях и при использовании различных методик, но и при проведении работ по единой методике в одной и той же лаборатории.

Проявление и фон

В гл. 2 упоминалось, что с возрастанием интенсивности проявления, повышением температуры и увеличением времени проявления количество проявленных зерен быстро увеличивается независимо от степени облучения эмульсии. Если выбрать время проявления, например, ниже порогового значения (см. рис. 3), то можно увидеть, что количество зерен, которые расположены вдоль треков частиц, увеличивается незначительно. При времени проявления, превышающем порог, появляется большое количество крошечных зерен фона, которые тем быстрее растут и тем более многочисленны, чем длительнее процесс проявления. Эти эффекты изучались, например, в работах [1, 2].
Оптимальное время проявления зависит от типа используемой эмульсии, проявителя и многих других факторов, и нет иного способа определения его в данных конкретных условиях, чем с помощью специальной серии экспериментов, описанных в общем виде в гл. 2.
Высокий фон вследствие перепроявления часто легко увидеть при микроскопическом изучении проявленной эмульсии. Фоновые зерна обычно хаотично распределены по эмульсии, и они заметно меньше, чем зерна, возникшие под воздействием облучения. В случае очень высокого фона обработанная эмульсия может иметь розовато-серый оттенок, обнаруживаемый невооруженным глазом.


1 Это может быть связано с повышенным уровнем излучения горных пород и содержанием в воздухе радона с его короткоживущими дочерними продуктами. — Прим. ред.

Фон, вызванный воздействием света

Эмульсии, предназначенные для авторадиографии, весьма значительно различаются по своей чувствительности к видимому свету и обнаруживают общее свойство увеличения фона по мере нарастания степени воздействия света. Соответствующие меры предохранения от света обычно рекомендуются фирмой, производящей данную эмульсию, и их следует тщательно соблюдать.
Предупреждение засвечивания эмульсий Ilford С, К и L обеспечивается применением светло-коричневого фильтра Ilford S.
При работе с эмульсиями Kodak AR-10 и Eastman Kodak NTB требуются темно-красные фильтры. Некоторые практики не учитывают того факта, что при использовании светофильтра длина волны падающего света соответствует минимальной чувствительности эмульсии, но не отсутствию чувствительности. Интенсивность освещения определяется мощностью применяемой лампы (обычно 15 вт) и расстоянием между источником света и эмульсией. Нерационально создавать условия очень слабого освещения на рабочем месте и вследствие этого проводить затем операции с эмульсией на расстоянии 15 см от источника неактиничного света, чтобы видеть все достаточно ясно.
Эмульсии обладают максимальной чувствительностью, когда они высушены. При работе с жидкой эмульсией, например, когда она расплавлена и разбавлена водою, допускается более высокий уровень интенсивности света, способный вызвать возрастание фона, как только эмульсионный слой станет сухим. При закладке сухих авторадиограмм на экспонирование или при их проявлении разумно работать с более низкими уровнями освещенности или же со светофильтрами, обладающими большим защитным действием, чем на ранних стадиях приготовления эмульсии.
Чрезмерное воздействие светом легко выявляется во время проявления в виде общего потемнения. Зерна серебра обнаруживают во всем эмульсионном слое, они образуют иногда различные изображения, возникающие вследствие частичного экранирования одного предметного стекла другим либо каким-либо из близрасположенных предметов. И сам срез в какой-то мере может защитить нижележащий слой эмульсии. Причины менее выраженного потемнения иногда трудно распознать Если предполагаемой причиной высокого фона является свет, нет лучшего способа проверки, чем приготовить и проявить серию эмульсионных слоев на предметных стеклах без биологических объектов, предварительно подвергнув их воздействию света различной интенсивности для выявления степени воздействий спета на фон.
При удалении с объекта съемной эмульсии типа AR-10 в условиях низкой влажности возможны разряды статического электричества, дающие серию световых вспышек. Этот особый случай воздействия света на эмульсии рассмотрен в гл. 14. Его легко распознать по серии параллельных линий зерен серебра в проявленной эмульсии.

Фон, возникающий под воздействием давления

Ядерные эмульсии чувствительны к давлению, и отпечатки пальцев воспроизводятся на них как группировки проявленных зерен. В некоторых лабораториях это свойство эмульсий обычно используют для написания чисел и букв на сухом эмульсионном слое с помощью заостренного инструмента. После проявления надписи четко выявляются.
Очевидно, следует избегать нанесения царапин, прижимания эмульсии пальцами и других воздействий. Однако во многих случаях усилия или давления, вызывающие высокий фон, не столь очевидны. Желатин сжимается при высушивании, и если сушка проведена слишком быстро или сверх меры, появятся проявленные зерна. Этот артефакт может выявиться двояким образом. Когда эмульсия находится в контакте с предметным стеклом, она может вследствие сморщивания подвергаться воздействию скользящих боковых усилий, что вызывает появление зерен фона, часто образующих различные прихотливые конфигурации, видимые при малом увеличении. Эти зерна обычно располагаются в эмульсии вблизи стеклянной подложки. Очень тонкие эмульсионные слои сохнут намного быстрее, чем толстые, и поэтому они часто имеют более высокий фон. На предметных стеклах, которые были погружены в очень разбавленную эмульсию и затем сушились в вертикальном положении, фон часто резко возрастает к верхнему концу стекла, где эмульсионный слой имеет наименьшую толщину.
Другой тип артефактов, возникающих под воздействием растяжения или сжатия, обычно проявляется в участке эмульсионного слоя, ограниченном размерами исследуемого объекта, например тканевого среза. Верхний профиль тканевого среза обычно весьма неровен: срез толщиной 5 мкм в действительности имеет такую толщину лишь в отдельных участках. Над кровеносными сосудами и другими тканевыми структурами толщина среза резко падает, вплоть до нуля; то же самое наблюдается и для краев среза. Эти неоднородности при использовании жидкой эмульсии заполняются, образуя многочисленные колебания толщины эмульсии и случайные клинья, в которых эмульсия достигает непосредственно стеклянной подложки. Эти участки особенно уязвимы с точки зрения возникновения артефактов во время сушки, поэтому линии зерен серебра, идущие вдоль контура изменений толщины среза, всегда заслуживают особого внимания. Если цепочка зерен серебра имеет правильную форму, лежит в одной плоскости и точно повторяет контуры среза, то она почти наверняка является артефактом. Опубликовано несколько работ, в которых приводятся данные о локализации радиоактивности вдоль каких-либо волокон; приведенные в этих работах микрофотографии представляют собой отличный пример артефактов такого рода. β-Частицы любых изотопов, даже трития, обладают конечным пробегом в эмульсии, поэтому в случае однородного меченого источника β-частиц зерна серебра должны присутствовать в эмульсии на разных уровнях. В любом направлении от источника трития на расстояниях до 2 мкм в эмульсии должны присутствовать зерна серебра, количество которых будет обнаруживать некоторую статистическую вариабельность. Рис. 22 иллюстрирует различные проявления артефактов. Избежать появления таких артефактов можно, прибегая к некоторым мерам предосторожности. Стеклянную подложку, когда это возможно, перед нанесением эмульсии следует покрывать тонким слоем желатина. Это не только улучшает сцепление между эмульсией и стеклом, но и уменьшает количество артефактов, возникающих при высушивании. Для обычных целей эмульсионный слой должен быть не менее 3 мкм.
Решающее значение в контролировании артефактов, возникающих под действием усилий, имеет способ высушивания эмульсии после ее нанесения на объект. Многие исследователи разработали собственные методы сушки, которые могут сильно различаться в отдельных деталях. Некоторые же общие моменты относятся к тем факторам, которые должны подвергаться особенно тщательному контролю. Одним из них является скорость сушки. Авторы работы [3] провели интересные наблюдения над эмульсией Kodak AR-10. Если пленка медленно, в течение 24 ч сохнет в эксикаторе с хлоридом кальция, то наблюдаемый фон составляет от 0,09 до 0,24 зерна на 100 мкм2. При прочих равных условиях, но очень быстром высушивании пленки под феном, значения фона в 4—7 раз выше.

В методике с применением жидкой эмульсии перед нанесением на образец ее постоянно подогревают.
Микрофотография среза тонкой кишки
Рис. 22. Микрофотография среза тонкой кишки у мыши (Х440).
Срез покрыли тонким слоем эмульсии Ilford К2, быстро высушили феном. Проявляли обычным способом после экспонирования в течение недели. Видны высокий фон случайно распределенных зерен серебра и темные линии серебра вдоль краев среза. Фон случайных зерен, и линии по краю среза образовались вследствие сжатия кристаллов галоидного серебра при быстром высушивании эмульсии.
Если эмульсию применяют в виде достаточно тонкого слоя, она высыхает очень быстро. Авторы работы [2] отметили изменения в распределении зерен галоидного серебра, которые являются следствием быстрого высыхания тонкого слоя нагретой эмульсии, и рекомендовали перед использованием охлаждать эмульсию до точки остудневания. Несомненно, эмульсию следует охлаждать немедленно после нанесения на образец и очень осторожно сушить в желеобразном состояния.
При количественных исследованиях бывает необходимо принять специальные меры предосторожности во избежание регрессии скрытого изображения. Мессьер и Леблон [4], работая с эмульсией типа Eastman-Kodak и используя метод погружения, обнаружили, что в этих целях авторадиографирование необходимо проводить при крайне низких значениях относительной влажности. Однако наши исследования показали, что в эмульсии типа Ilford при такой низкой влажности возникает недопустимо высокий фон. Рекомендуемая относительная влажность во время экспонирования эмульсии Ilford равна 40—50%, при этих условиях фон существенно ниже, а регрессия скрытого изображения несущественна при экспозиции вплоть до 3 недель. В этом аспекте существует большая разница в поведении эмульсий Ilford и Eastman-Kodak; возникающий в первом случае при интенсивном высушивании высокий фон не обнаруживается во втором случае. Проблема регрессии скрытого изображения и его контроля более детально рассмотрена ниже.
Один из способов дальнейшего уменьшения вероятности появления артефактов благодаря возникновению напряжений во время сушки предложил Уоллер [5]. Эмульсии обычно содержат определенное количество различных пластификаторов для уменьшения сморщивания эмульсии во время сушки, и эти вещества могут вымываться, когда эмульсии обрабатывают в водных средах перед экспозицией. Уоллер предлагает во все водные растворы, контактирующие с эмульсией, перед экспозицией вводить глицерин до концентрации 1%. При изложении методик в последующих главах часто упоминается о добавлении глицерина. Если глицерин не введен при обработке эмульсии Ilford ХК, предназначенной для авторадиографии трития на хроматограммах [6], то возникает столь высокий фон, что методика в целом становится непригодной.
Если возникает необходимость экспонировать эмульсии в условиях крайне низкой влажности или в вакууме, то в эмульсии Ilford следует вводить дополнительные количества пластификаторов.



 
« Автоматизированный мониторинг больных сахарным диабетом детей и подростков   Актуальные проблемы низкорослости у детей »