高能x射线会在骨胶原中留下破坏痕迹

高能x射线会在骨胶原中留下破坏痕迹
(b)为μCT实验前(左)和后(右),(c)为mySpot光束线(BESSY) x射线衍射μCT实验前(左)和后(右),梭鱼骨骼中的胶原蛋白分布。(d)在(左)和(右)二维映射XRD mySpot实验之前(右)。受损区域用黄色箭头标出。粉色箭头表示x射线。来源:Charité Berlin/HZB

Charité-Unob欧宝直播nbaiversitätsmedizin的一组医学研究人员分析了BESSY II中鱼类和哺乳动物骨骼样本中聚焦的高能x射线的损伤。通过显微镜技术的结合,科学家们能够记录下由矿物晶体发射的电子引起的胶原纤维的破坏。研究人员得出结论,当长时间测量时,x射线方法可能会影响骨骼样本。

他们的研究结果发表在该杂志上自然通讯

人们早就知道,超过一定剂量的x射线会损害生命因此,有明确的医学适应症表明,x射线可以将辐射暴露降至最低。在矿化性质和特征的基础研究中在美国,研究人员依赖于越来越强大的x射线源。

鱼类和哺乳动物的骨头

Charité-Universitätsmedizin网站的Paul Zaslansky博士说:“到目前为止,人们的座右铭实际上是:通量越大,能量越高越好,因为你可以用更强的x射线获得更大的景深和更高的分辨率。”Zaslansky和他的团队现在已经在BESSY II的MySpot光束线上分析了鱼类和哺乳动物的骨骼样本。

BESSY II产生特征良好的宽范围x射线,精确聚焦在中等能量范围内,可以洞察材料中最精细的结构,甚至化学和物理过程。“与更硬的x射线同步加速器源相比,多亏了灵敏的探测器和BESSY II中相当温和的照射条件,我们能够在各种骨骼样本上证明这一点会被矿物纳米晶体中的辐射吸收破坏,”Zaslansky说。

蛋白质纤维成像

“我们在二次谐波激光扫描显微镜下检查了样本,对蛋白质纤维成像,”第一作者Katrein Sauer解释说,她正在Zaslansky的团队攻读博士学位。她与HZB专家Ivo Zizak博士一起,用精确校准的x射线光照射了梭鱼、猪、牛和老鼠的骨骼样本。

在共聚焦和电子显微镜图像中,光束留下了清晰可见的破坏痕迹。“来自x射线的高能光子触发了电子激发的级联。矿物质中的钙和磷的电离会破坏骨骼中的胶原蛋白等蛋白质,”绍尔说。胶原蛋白的分解随着照射时间的延长而增加,但即使在较短的高强度照射下也会出现

研究生物材料的最小剂量

Zaslansky说:“x射线方法在材料研究中被认为是无损的,但至少在骨组织研究中不是这样的。”“在基础医学研究中,我们必须更加小心,以免破坏我们真正想要分析的结构。”ob欧宝直播nba因此,就像在医学的任何地方一样,即使没有活体组织和DNA受到损伤,也可以使用最小剂量来获得反映物质状况的见解,而不会造成损害。

注:在BESSY II产生的x射线比用于医学检查的x射线强大约一万倍(德国联邦辐射防护办公室给出的断腿x射线剂量为0.01毫西弗)。x光法对医学检查极为有用。

更多信息:Katrein Sauer等人,骨中的初级辐射损伤是通过光电子和二次发射自吸收破坏胶原蛋白演变的,自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 34247 - z
期刊信息: 自然通讯

引用:高能x射线在骨胶原中留下破坏痕迹(2022,12月22日),检索自2022年12月25日//www.puressens.com/news/2022-12-high-energy-x-rays-destruction-bone-collagen.html
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