伽玛射线相关论文
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伽马射线的原理和应用1. 介绍伽马射线是一种高能量电磁辐射,具有极强的穿透力,可以透过常见的物质并具有很好的探测效果。
伽马射线的原理和应用受到广泛的关注,本文将深入探讨伽马射线的原理以及其在科学研究和工程应用中的应用。
2. 原理2.1 伽马射线的产生伽马射线是在原子核放射性衰变或高能碰撞过程中产生的。
在原子核衰变过程中,高能的α粒子、β粒子或其他带电粒子激发了原子核,而原子核从激发态返回基态时会释放出能量,其中一部分以伽马射线的形式辐射出来。
2.2 伽马射线的特性伽马射线具有以下特性: - 高能量:伽马射线的能量范围通常在几百千电子伏特至几十兆电子伏特之间,远高于可见光和X射线。
- 穿透力强:伽马射线具有非常强的穿透力,可以透过常见的物质如金属、混凝土等。
- 不带电荷:伽马射线由电磁辐射产生,不带电荷也不受电磁场影响。
- 速度接近光速:伽马射线的传播速度接近真空中的光速,因而具有很好的定位精度。
3. 应用3.1 医学应用伽马射线在医学诊断和治疗中有广泛应用。
通过伽马摄影和单光子发射计算机断层摄影(SPECT)等技术,可以对人体内部进行非侵入性的成像,用于检测肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病等。
此外,伽马射线还被用于肿瘤放疗和有靶向性的治疗。
3.2 材料科学和工业应用伽马射线可以用于材料科学研究和工业质量控制。
通过伽马射线衍射技术和伽马射线吸收技术,可以研究材料的结构和物理性质。
在工业上,伽马射线被用于无损检测、密封性检测、探测材料中的缺陷以及放射性同位素的测量。
3.3 宇宙学研究伽马射线天文学是研究宇宙起源、演化和组成的重要工具。
利用伽马射线望远镜,科学家可以观测到宇宙中的高能物理过程,如超新星爆发、星系碰撞和黑洞活动等。
伽马射线天文学可以为我们提供更深入的了解宇宙的奥秘。
3.4 核物理研究伽马射线在核物理研究中扮演着重要角色。
通过探测和测量伽马射线的能谱和衰变过程,可以研究原子核的结构、核素的性质以及核反应的机制。
自然伽马能谱资料原理及粘土矿物方面应用摘要:粘土矿物是储集层的重要组成部分, 其含量及特性对油田开发效果有着较大的影响。
伽马射线是原子核衰变裂解时释放的射线之一,穿透能力极强,从液体到金属的大部分物质都能穿过,正是由于具有此特性,使其在石油工业等方面得到广泛的应用。
岩石中主要含有铀(U)、钍(Th)、钾(K)等放射性元素,在沉积岩中这些放射性元素主要反映泥质含量的变化,在火山岩、花岗性风化层及某些盐类沉积,自然伽马测量值显著增高,常做为识别这类岩石类型的重要曲线标志。
自然伽马能谱测井就是在钻出的深井中,对地层的自然(天然)伽马射线进行能谱分析,由不同的能量的伽马射线强度确定地层中铀、钍、和钾的含量及其分布情况,从而评价地层的岩性、生油能力以及解决更多的地质和油田开发中的问题。
关键词:自然伽马能谱测井;沉积环境;生油岩;储集层;粘土矿物1.引言自然伽马能谱测井(natural gamma-ray spectral logging)是按不同能量范围记录自然伽马射线的一种测井方法。
因为地层放出的伽马射线大多数是由三种放射性同位素——钾、钍、铀衰变产生的,所以自然伽马能谱测井可以给出地层中钾、钍、铀的含量。
这些数据对于准确地确定储集层泥质含量、分析沉积环境和生油条件,以及划分岩性都是很有用的。
此外,在钾盐矿床和某些钍变型金矿床也能取得满意的地质效果。
为了进一步研究储集层的有关特征,为油田开发生产提供一些基本的参数,了解储集层的泥质含量以及粘土矿物的种类,有着很现实的意义。
运用自然伽马测井资料对储集层的有关特征进行描述,特别是泥质中粘土矿物含量的描述,这对当前的石油生产具有十分重要的意义。
对于沉积岩层而言,由于粘土矿物对放射性元素有着强烈的吸附作用,沉积岩自然放射性的强弱与粘土矿物的含量密切相关。
因此,可以利用自然伽马能谱测量数据来确定沉积岩粘土矿物的类型和成分。
2.自然伽马能谱资料原理自然伽马能谱测井能直接测量地层中U、Th、K等元素的含量,以此来判断地层性质,定量计算可用于确定泥质含量、鉴别高渗透率、碳酸盐岩裂缝层的划分和粘土成分的确定;定性分析可用于对泥质地层生油岩特性的识别和沉积环境的研究.2.1自然伽马能谱自然伽马射线主要是由地层岩石中的238U放射系、232Th放射系和40K产生的。
天体物理学中的伽马射线暴:探索伽马射线暴的起源、辐射机制与宇宙学意义摘要伽马射线暴(Gamma-Ray Bursts, GRBs)是宇宙中最剧烈的天体物理现象之一,其起源和辐射机制一直是天体物理学研究的热点。
本文深入探讨了伽马射线暴的分类、观测特征、可能的起源模型以及辐射机制。
同时,本文还讨论了伽马射线暴在宇宙学研究中的重要作用,如探测宇宙早期星系、研究宇宙的化学演化等。
通过对伽马射线暴的全面剖析,本文旨在展示其在天体物理学和宇宙学研究中的重要地位,并展望未来的研究方向。
引言伽马射线暴是来自宇宙深处,在短时间内释放巨大能量的伽马射线辐射现象。
伽马射线暴的持续时间从几毫秒到几千秒不等,其亮度在短时间内可以超过全宇宙其他天体的总和。
伽马射线暴的发现为天体物理学和宇宙学研究提供了新的窗口,有助于我们理解宇宙中极端物理过程和宇宙的演化历史。
伽马射线暴的分类与观测特征根据持续时间的长短,伽马射线暴可以分为两类:1. 长暴(Long GRBs):持续时间大于2秒,通常伴随着超新星爆发。
2. 短暴(Short GRBs):持续时间小于2秒,可能起源于双中子星并合或中子星-黑洞并合。
伽马射线暴的观测特征主要包括:1. 瞬时辐射:持续时间短,能量集中在伽马射线波段。
2. 余辉:瞬时辐射结束后,在X射线、光学、射电等波段持续数天至数月的辐射。
3. 宿主星系:长暴通常位于恒星形成活跃的星系中,而短暴的宿主星系类型多样。
4. 红移:伽马射线暴的红移分布广泛,表明它们发生在宇宙的不同时期。
伽马射线暴的起源模型1. 长暴起源模型:目前主流的模型认为,长暴起源于大质量恒星的坍缩。
当大质量恒星耗尽核燃料后,核心坍缩形成黑洞,同时产生强大的喷流,喷流与周围物质相互作用产生伽马射线暴。
2. 短暴起源模型:短暴的起源模型主要有两种:双中子星并合和中子星-黑洞并合。
这两种模型都可以解释短暴的短时标和高能辐射特征。
伽马射线暴的辐射机制伽马射线暴的辐射机制仍然是一个未解之谜。
γ射线及其在现代技术中的应用内容摘要:γ射线的发现为科学技术和人类历史的进程起了巨大而深刻的影响。
根据γ射线具有波长短、能量高、穿透能力强和对细胞有很强的杀伤力的特性,现在已经将γ射线应用到了经济、军事、工农业生产、生物科学、医疗卫生领域,并且在工农业生产和医疗卫生方面取得了巨大的成果和显著的效益。
γ射线的应用已成了一门新兴产业,正在蓬勃快速的发展,其应用领域也在不断拓宽,它以低能耗、无污染、无残留、安全卫生等优点,深受众多行业的青睐,同样,其危害性也不容忽视。
关键词:射线、电磁波、辐射、伽马刀引言19世纪下半叶,许多物理学家对X射线和阴极射线的研究,导致了放射性、电子以及α、β、γ射线的发现,这些射线的发现同时也为原子科学的发展奠定了基础。
自20世纪进入原子能时代,科学家对射线进行了更进一步的研究,射线在科学技术中开始渗透,其中γ射线的应用也成了一门新兴产业,现在它已经应用到了国民经济和社会生活的各个领域,特别是在工农业、医疗卫生和生物学方面取得了巨大的成果和效益。
一、射线的发现γ射线是1900年由法国物理学家维拉德(Paul Villard,1860—1934)发现的。
当时他正研究阴极射线的反射、折射性质,试图将含镭的氯化钡拿来比较,看看它的射线有没有类似行为。
就在这一实验中,他发现了γ射线。
维拉德把镭源放在铅管中,铅管一侧开了一个6mm宽的长方口,让一束辐射射出,经过磁场后用照片记录其轨迹。
照片包在几层黑纸里,前面还有一张铝箔挡着,β射线肯定已被偏折,剩下的只是α射线,α射线肯定不能穿透。
可是照片记录下的轨迹,除了在预期的偏角处有β射线的轨迹外,在无偏角的方向上却仍然记录到了轨迹,即使加0.2mm的铅箔仍能穿透,显然,这不是α射线。
于是维拉德写道:“上述事实导致如下结论,在镭发出的不受偏折的辐射成分中,含有贯穿力非常强的辐射,它可以穿过金属箔片,用照相法显示出来。
”后来,卢瑟福称这一贯穿力非常强的辐射为γ射线。
伽马射线的强度原理及应用引言伽马射线是一种电磁辐射,具有很高的能量和穿透力。
其强度的测量和应用在许多领域都具有重要意义。
本文将介绍伽马射线的强度原理以及其在各个领域的应用。
伽马射线的强度原理伽马射线的强度指的是单位时间内通过单位面积的能量。
伽马射线的强度主要与以下三个因素有关:1.放射源的特性:放射源的活度决定了伽马射线的强度。
活度是指单位时间内放射性核变化的数量,用贝可勒尔(Bq)表示。
放射源的选择和活度的确定对于伽马射线的强度具有重要影响。
2.距离:伽马射线的强度与观测点与放射源之间的距离成反比。
随着距离的增加,伽马射线的强度逐渐减弱。
3.材料的吸收系数:不同物质对伽马射线的吸收能力不同,其吸收系数决定了伽马射线通过物质时的强度损失。
通过物质时的强度衰减率与吸收系数成正比。
伽马射线的应用医学影像学伽马射线在医学影像学中被广泛应用。
通过注射放射性示踪剂,可以利用伽马射线的强度来观察某个特定器官或组织的代谢活动。
例如,单光子发射计算机断层扫描(SPECT)利用伽马射线的强度分布来获取器官的横截面图像。
工业领域伽马射线可以用于工业领域的非破坏性检测。
利用伽马射线的强度变化,可以检测材料中的缺陷和裂纹。
例如,在航空工业中,利用伽马射线的强度来检测飞机结构中的隐蔽缺陷,确保飞机的结构安全。
核能领域伽马射线在核能领域具有重要应用。
在核反应堆的运行和核废料管理过程中,伽马射线的强度被用于监测和控制放射性物质的释放和分布。
天文学伽马射线在天文学中也扮演着重要角色。
天文学家利用地面和太空中的伽马射线望远镜来观测宇宙中的伽马射线爆发和高能天体物理过程。
这些观测可以帮助科学家研究宇宙的演化和高能现象。
结论伽马射线的强度原理和应用涉及多个领域,包括医学影像学、工业领域、核能领域和天文学。
了解伽马射线的强度原理和应用可以帮助我们更好地理解和应用这种强大的电磁辐射。
γ射线辐照对有机场效应晶体管性能的影响研究黄小发张济鹏(兰州大学核科学与技术学院兰州 730107)摘要:通过制备有机场效应晶体管并对晶体管在γ射线下进行辐照,研究辐照对不同栅压下场效应管输出特性曲线的影响,以及辐照对场效应管转移特性曲线的影响。
实验证明辐照使场效应管的阈值电压负向漂移,辐照时非零栅源电压引起的场效应管输出特性变化明显大于零栅源电压情况。
关键词:有机场效应管;制备;辐照;阈值电压漂移1.实验1.1有机场效应晶体管制备以高掺杂五族元素的硅作为衬底,即作为n型杂质,硅衬底表面的SiO2厚度为1025nm。
本实验在上述衬底上通过真空蒸发方法镀一层酞菁铜(CuPc)薄膜,再在酞菁铜膜上镀一层金(Au)作为源级和漏极,SiO2层作为栅极,制成有机场效应晶体管,下面详述实验过程:1.1.1Si_n+衬底的清洁处理将Si_n+衬底先后放入丙酮和乙醇溶液中清洗,然后用去离子水洗净,再经超声处理10~20分钟,之后用氮气(N2)吹干,放入烤箱中烘干。
配制浓硫酸与双氧水的浓度比为3:1的腐蚀液(H2SO4:H2O2=3:1),将烘干后的衬底放入腐蚀液中40分钟,达到去油污的目的。
对衬底进行OTS处理,OTS是有机低介电常数材料十八烷基三氧硅烷,可以修饰SiO2表面,提高器件的场效应迁移率,同时降低器件的漏电流。
1.1.2真空蒸镀酞菁铜作为第一个被报道的有机半导体酞菁类化合物是一种性能优越的有机小分子半导体材料,因为这类化合物具有二维共轭结构,分子间的π−π相互作用很大,这对于提高场效应迁移率非常有利,另外它还具有良好的热稳定性和易真空蒸镀成膜的特性,所以酞菁类化合物是制备有机薄膜晶体管良好的半导体材料,而其中又以酞菁铜最为常用,关于酞菁铜作为有源层的有机薄膜晶体管已有大量的报道。
本实验选用酞菁铜蒸镀得到有机场效应晶体管。
本实验中在n型衬底的SiO2层上镀厚度为20 nm的酞菁铜膜,蒸发镀膜时压强为10−4Pa。
关于伽马射线暴的作文自古以来,无数次我们仰望星空,都在追问一个问题:是否存在地外文明?如果有外星人,他们都在哪儿呢?其中提到智慧生命存在概率的德雷克公式,这个公式存在一个较大的缺陷,只是计算了文明出现的概率,而没有考虑文明的灭亡。
而导致宇宙中文明灭绝的一个原因就是我们今天讨论的主题:伽马射线暴。
伽玛射线暴(Gamma Ray Burst,缩写GRB),又称伽玛暴,是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强,随后又迅速减弱的现象,持续时间在0.1-1000秒,辐射主要集中在0.1-100 MeV 的能段。
伽玛暴发现于1967年,美国Vela卫星在核爆炸监测过程中由克莱贝萨德尔(Klebesadel)等人无意中发现的。
数十年来,人们对其本质了解得还不很清楚,但基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。
至2015年人们已经观测到了2000多个伽马暴。
伽马射线暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸,理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。
伽马射线暴短至千分之一秒,长则数小时,会在短时间内释放出巨大能量。
如果与太阳相比,它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和,其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。
物理学家通过计算发现强大的伽玛射线暴能够杀死一定范围的宇宙生命,更致命的是伽玛射线暴还有定期发生的规律,这对宇宙生命而言是个不利的消息,因为这一情况可以阻止宇宙生命进化成高级物种。
最新的评估认为,伽玛射线暴可能清除了大约90%的星系空间,银河系内也受到伽玛射线暴的冲击,地球生命在未来可能也将面临类似的命运。
伽玛射线暴来自恒星进入生命末年时的爆发,强大的辐射可破坏DNA,并导致行星失去大气层。
伽玛射线暴在过去5亿年左右袭击过地球,导致大量的生命灭绝,这个解释或许能够说明为什么我们至今仍然没有找到其他宇宙生命。
科学家根据巡天观测的结果也发现伽玛射线暴可能让许多星系毫无生机。
伽马射线的特点及应用伽马射线是指波长范围在0.01纳米(10皮米)至1千纳米(1000亿皮米)之间,能量范围在几百电子伏特(eV)至几百兆电子伏特(MeV)之间的电磁辐射。
伽马射线通常由高能粒子相互作用或原子核衰变等过程产生。
与X射线相比,伽马射线具有更高的能量和更短的波长,因此具有更强的穿透能力和较大的电离能力。
以下将详细介绍伽马射线的特点及其应用。
首先,伽马射线具有很高的穿透能力。
由于其高能量和短波长,伽马射线能够穿透物质的较深层,从而对物质内部进行探测。
这使得伽马射线在医学影像学、无损检测和岩石勘探等领域得到广泛应用。
例如,在医学中,伽马射线可用于诊断和治疗肿瘤,通过对伽马射线在患者体内的吸收情况进行分析,可以确定肿瘤的位置和大小。
在无损检测中,伽马射线可以检测材料内部的缺陷和腐蚀情况,对工业产品的质量进行评估。
在岩石勘探中,伽马射线可以探测地下矿藏和石油等资源,为勘探工作提供重要的数据。
其次,伽马射线具有较大的电离能力。
伽马射线是一种电离辐射,与物质相互作用时能使原子或分子离子化,产生电离效应。
这为伽马射线在核能科学和辐射治疗中的应用提供了基础。
在核能科学中,伽马射线可用于研究原子核结构和反应,从而推动原子核物理学的发展。
在辐射治疗中,伽马射线可以用于治疗癌症等疾病,其高能量可以杀死癌细胞,从而实现肿瘤的治疗和控制。
此外,伽马射线还具有辐射保护和环境监测的作用。
伽马射线在辐射监测和核设施保护中起着重要的作用。
通过监测伽马射线的强度和能谱分布,可以确定辐射源的强度和类型,从而评估辐射剂量和风险,确保辐射环境的安全。
伽马射线也可以应用于环境监测,通过分析伽马射线的放射性同位素含量,可以评估环境中放射性物质的来源和污染程度,为环境保护提供数据支持。
总之,伽马射线具有强大的穿透能力和电离能力,广泛应用于医学、无损检测、岩石勘探、核能科学、辐射治疗、辐射保护和环境监测等领域。
通过利用伽马射线对物质进行探测和分析,可以获得丰富的信息和数据,从而推动科学研究和技术发展,为人类社会的进步和环境保护作出贡献。
伽马射线共振研究的催化剂的性质
长期以来,喀山联邦大学一直关注重油的蒸汽辅助采油方法。
特别地,非常关注原位燃烧催化剂。
最新的研究项目之一是致力于含铁催化剂,包罗混合的Fe(II,III)氧化物。
通过穆斯堡尔光谱法研究这些化合物。
共同作者Irek Mukhamatdinov说:“穆斯堡尔光谱学是基于固体中伽马量子的发射或吸收而没有能量损失。
在这项工作中,穆斯堡尔光谱学有助于确定表露于热蒸汽之前和之后催化剂颗粒的相组成。
”
穆斯堡尔光谱法的极高灵敏度非常有助于分析含铁化合物。
结果,研究了氧化物的相变。
合著者Aliya Khaidarova补充说:“在石油工业中,通常使用Mössbauer光谱法来找出在催化剂的影响下石油脱铜的规模。
”
随着实验时间的延长,化合物的转化率增加,这表白分散的铁化合物多次参与化学键的裂解。
Mössbauer光谱的结果表白,在250°C的原油催化水热分解过程中,当铁的氧化物与水蒸气反应时,磁赤铁矿还原为磁铁矿。
伽马射线研究报告伽马射线研究报告伽马射线是一种高能电磁辐射,在天文学、物理学和医学等领域都有广泛的应用。
为了深入了解伽马射线的特性和产生机制,我们进行了相关研究。
首先,我们介绍了伽马射线的来源和性质。
伽马射线是来自于宇宙中各种高能天体,如超新星爆发、黑洞吸积等。
它具有很高的能量和穿透能力,可以穿透物质并被探测器所测量。
伽马射线的产生机制与电子和带电粒子的相互作用导致原子核激发有关。
接着,我们介绍了伽马射线的探测方法。
常用的伽马射线探测器包括闪烁体探测器、闪烁体探测器和气体探测器等。
闪烁体探测器是通过闪烁效应检测伽马射线的,可以检测到伽马射线的能量和方向。
闪烁体探测器则是通过闪烁体内的光敏探测器来测量伽马射线的能量和时间。
气体探测器则是利用气体电离的原理来探测伽马射线。
我们还进行了相关实验,验证了伽马射线的一些特性。
例如,我们利用闪烁体探测器测量了伽马射线的能谱,得到了伽马射线的能量分布情况。
我们还观察了伽马射线在不同材料中的衰减规律,发现伽马射线在不同材料中的衰减系数与材料的密度和厚度有关。
在研究中,我们还发现了一些有趣的现象。
例如,我们观察到了伽马射线与物质相互作用产生康普顿散射和光电效应等现象。
我们还观察到了伽马射线在强磁场中的偏振效应,发现了伽马射线的引力红移现象。
最后,我们对伽马射线的应用进行了探讨。
伽马射线具有很高的穿透能力,可以用于医学影像学、放射治疗和核辐射检测等领域。
伽马射线也可以用于天文学观测,例如探测宇宙射线和天体高能过程。
综上所述,伽马射线是一种高能电磁辐射,具有很高的能量和穿透能力。
通过对伽马射线的研究,我们可以更深入地了解宇宙的物理过程和天体的特性。
伽马射线在医学和天文学等领域有着广泛的应用前景。
伽玛射线相关论文伽玛射线对人垂体瘤细胞细胞周期和抑癌基因p16表达的影响[摘要] 目的:探讨不同剂量伽玛(γ)射线影响人垂体瘤细胞细胞周期和抑癌基因p16表达的变化。
方法:采用机械分离法获得稳定生长垂体瘤原代培养细胞株,根据不同照射剂量分为4组照射组,分别接受中心剂量为2、5、8.22、13.33 Gy,设立对照组,剂量为0,照射后用流式细胞术检测细胞周期和凋亡率,Western Blot法检测p16蛋白的表达变化。
结果:对照组和中心剂量2 Gy照射后细胞周期、凋亡率和c-myc蛋白表达无明显差异;中心剂量分别为5 Gy和8.22 Gy时细胞周期G0/G1和G2/M期细胞数量逐渐增多,细胞凋亡率升高,p16蛋白表达增多,与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05);剂量为13.33 Gy时,S期细胞增多,p16蛋白表达减少。
结论:一定剂量的伽玛射线能够改变细胞周期,促进垂体瘤细胞进入凋亡,抑癌基因p16在此过程中可能发挥促进垂体瘤细胞进入凋亡过程。
[关键词] 垂体瘤;γ射线;细胞周期;p16Gamma-ray induced the change of human pituitary tumor cell cycle and the expression of tumor suppressor gene p16CHEN Chunmei1,2,3, YANG Weizhong1,2,3, W ANG Rui1,2,3, SHI Songsheng1,2,3, W ANG Chunhua1,2,3, CHEN Jianle1,2,31.Department of Neurosurgery, Union Hospital of Fujian Medicine University, Fuzhou350001, China;2.Department of gama knife center, Union Hospital of Fujian Medicine University, Fuzhou 350001, China;3.Fujian Institute of Neurosurgery, Fuzhou 350001, China[Abstract] Objective: To investigate the change of human pituitary tumor cell cycle and the p16 tumor suppressor gene expression after Gamma knife radiation. Methods: The primary pituitary tumor cells with stable growth were gained from a patient of pituitary tumor by mechanical separation, and were divided into 4 groups with the radiation center dose 2,5,8.22,13.33 Gy respectively. There was the control group without radiation. Flow cytometry was used to detect the cell cycle and apoptosis. The expression of p16 protein were detected by Western Blot. Results: There was no significant difference for cell cycle, apoptosis and the expression of c-myc protein between the control group and the irradiation group with 2 Gy of center dose. Compared with the control group, the cell number of G0/G1 and G2/M phases from the irradiation groups with 5 Gy and 8.22 Gy of center dose were gradually increased, as well as the apoptosis rate increased, and p16 protein expression were increased (P<0.05). There were the S phase cells increased and the expression of p16 protein decreased for the irradiation groups with 13.33Gy of center dose. Conclusion: Pituitary tumor cells could be induced to the change of cell cycle and apoptosis under the appropriate gamma ray dose. p16 tumor suppressor gene may play in this process to promote the process of pituitary tumor cells into apoptosis.[Key words] Pituitary tumor; Gamma-ray; Cell cycle; p16垂体瘤为颅内常见的良性肿瘤,但复发率高,经蝶窦或开颅显微外科手术是主要治疗手段,但是位于鞍内的微腺瘤,以及尚未累及视神经或视交叉的小腺瘤以及无法耐受手术或恐惧手术的病例均是γ-刀治疗的适应证,是一种安全、有效的治疗方法,对于伽玛射线对垂体瘤的分子生物学机制目前仍未明确。
本文从垂体瘤患者中获取垂体瘤标本在体外原代培养人垂体瘤细胞,探讨伽玛射线对人垂体瘤细胞细胞周期和抑癌基因p16表达的影响,为体内伽玛刀治疗人垂体瘤提供理论依据。
1 材料与方法1.1 主要试剂兔抗人p16单克隆一抗体和辣根过氧化物酶标记的羊抗兔二抗购自Promega公司(美国),Western blot试剂盒(LumiGLO System)购自美国KPL公司。
伽玛刀为我院引进的深圳敖华研发OUR旋转式伽玛刀。
1.2 垂体瘤细胞株原代培养选取2009年8月我科资料完整的1例垂体瘤标本,经病理证实为良性的垂体腺瘤,垂体瘤切除后经机械分离法分离垂体瘤细胞,成功获得稳定生长垂体瘤细胞株,在DMEM培养基(加10%胎牛血清)、5% CO2、37℃条件下培养,以第3代细胞作为实验对象。
1.3 伽玛刀照射垂体瘤细胞株和分组取处于稳定生长期的垂体瘤细胞,常规消化细胞,移入离心管中,转速500 r/min,离心2 min,弃培养液,加入Hank's液,吹散细胞,以每管1.5 ml平均分入EP管中,共10管。
10份标本随机分成1组对照组和4组照射组,每组均有2份标本。
照射组根据照射剂量分为照射1~4组,其中照射1组伽玛刀照射中心剂量2 Gy(周边剂量1.5 Gy),2~4组以及对照组的照射中心剂量和周边剂量分别为5 Gy(3.75 Gy)、8.22 Gy(6.0 Gy)、13.33 Gy (10 Gy)和0(0)。
所有标本先在头部MRI(3.0)定位后置于旋转伽玛刀治疗机上照射,照射野为直径4 mm的球体,照射方式为等中心照射,照射深一个射点。
照射完毕后部分细胞悬液离心,加入培养液,常规培养48 h,每组2份标本分别进行下一步实验。
1.4 流式细胞术(FCM)检测细胞周期和凋亡率随机取各组1份标本,消化,离心,弃上清,PBS洗1次,离心,弃上清,用70%冷乙醇固定24 h后用PBS清洗,除去乙醇,加入Rnase(0.5 mg/管),37℃,30 min,冷却,PI染色15 min,暗室放置,应用FACS-scan 440型流式细胞仪, 激发波长为488 nm,发射波长为585 nm,测定前以鸡血红细胞为标准样品,调整仪器变异系数(CV)值<5%,测定DNA含量,独立重复5次实验,根据DNA 分布的直方图,用多项式拟合法计数细胞周期各时相的百分比。
同时,采用DNA细胞周期分析程序,计算凋亡细胞DNA断裂百分率。
1.5 Western Blot法检测p16蛋白在各组表达特点取各组1份标本,放入预冷的生理盐水漂洗,滤纸拭干称重,以重量(g)/体积(ml)=1∶9 加入预冷的组织蛋白提取液,用玻璃匀浆器研磨成组织匀浆,低温离心机4℃15 000 r/min,离心15 min。
收集上清,以考马斯亮蓝法进行蛋白定量,经10% SDS-8%聚丙烯酰胺凝胶电泳后,将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上。
转膜后的硝酸纤维素膜经漂洗后用5%脱脂奶粉阻断非特异性结合,以封闭液分别稀释兔抗人p16单克隆一抗体(1∶1 000),按每cm2膜加入0.1 ml 相应的每一抗体溶液,封膜机封口,4℃过夜,然后分别放入用封闭液按1∶5 000稀释的辣根过氧化物酶标记的羊抗兔二抗,最后在暗室中进行化学发光法显影。
高敏感胶片(Sigma)摄片、洗片。
蛋白带测定光密度(OD)值,β-actin作为内参照。
1.6 统计学方法采用SPSS 13.0统计软件处理,各组标本检测值均以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验进行统计学处理。
2 结果2.1 FCM检测伽玛刀射线对垂体瘤细胞周期和凋亡率的影响FCM检测结果显示,照射1组中心剂量2 Gy对细胞周期和细胞凋亡率影响不明显,而照射2组和照射3组中心剂量分别为5 Gy 和8.22 Gy时,G0/G1期和G2/M期细胞随剂量增多比例升高,细胞凋亡率升高,而S期细胞逐渐减少,与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),当中心照射剂量达13.33 Gy时,S期细胞明显增多,细胞凋亡率下降1。
2.2 不同照射剂量作用下垂体瘤抑癌基因p16蛋白的表达比较不同伽玛刀照射中心剂量作用下垂体瘤细胞中p16蛋白表达不一致,在对照组和照射1组表达量无明显改变,照射2组和3组中随剂量增加,表达量升高,与对照组差异均有统计学意义(P<0.05),照射4组中p16蛋白表达量下降。
3 讨论细胞周期通常是指从通过细胞分裂产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成子细胞结束为止所经历的过程[1]。
连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程,包含G1期、S期、G2期、M期四个阶段[2]。