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オートラジオグラフィーとは、放射性物質の分布から放出される崩壊線（ベータ粒子やガンマ線など）のパターンによってX線フィルムまたは核乳剤上に生成される画像のことです。また、近年のシンチレーションガス検出器[ 1 ]や希土類蛍光イメージングシステム[ 2 ]の開発により、オートラジオグラフィーはデジタル画像（デジタルオートラジオグラフィー）としても利用可能です。フィルムまたは乳剤を標識された組織切片に密着させることで、オートラジオグラフィー（オートラジオグラムとも呼ばれる）が得られます。接頭辞「auto-」は、放射性物質が試料中に存在することを示し、外部線源を用いて試料を標識する組織ラジオグラフィーやマイクロラジオグラフィーとは区別されます。一部のオートラジオグラフィーは、顕微鏡で銀粒子の位置（細胞や細胞小器官の内部または外部など）を調べることができ、このプロセスはマイクロオートラジオグラフィーと呼ばれます。例えば、マイクロオートラジオグラフィーを用いて、アトラジンがツノゴケ植物によって代謝されているのか、あるいは植物を取り囲むバイオフィルム層の着生微生物によって代謝されているのかを調べた。 [ 3 ]
生物学では、この技術は、代謝経路に導入されたり、受容体[ 4 ] [ 5 ]や酵素に結合したり、核酸にハイブリダイズされたりした放射性物質の組織（または細胞）局在を決定するために使用できます。 [ 6 ]オートラジオグラフィーの応用は幅広く、生物医学から環境科学、産業まで多岐にわたります。
放射性標識リガンドを使用して受容体の組織分布を決定する方法は、リガンドが循環系に投与される場合（その後組織が除去され、切片化される）、または組織切片に適用される場合は、それぞれin vivoまたはin vitro受容体オートラジオグラフィーと呼ばれます。[ 7 ]受容体密度がわかれば、in vitroオートラジオグラフィーを使用して、放射性標識薬の受容体に対する解剖学的分布と親和性を決定することもできます。in vitroオートラジオグラフィーでは、放射性リガンドは被験者に投与されることなく凍結組織切片に直接適用されます。したがって、生体内での分布、代謝、分解状況を完全に追跡することはできません。しかし、凍結切片のターゲットは広く露出しており、放射性リガンドと直接接触できるため、in vitroオートラジオグラフィーは、薬剤候補、 PETおよびSPECTリガンドをスクリーニングするための迅速かつ簡単な方法です。リガンドは一般的に3H（トリチウム）、18F（フッ素18）、11C（炭素11）、または125I（放射性ヨウ素）で標識されます。試験管内オートラジオグラフィーと比較して、生体外オートラジオグラフィーは放射性リガンドを体内に投与した後に行われるため、アーチファクトを低減でき、体内環境により近い結果が得られる。
放射性標識された相補的オリゴヌクレオチドまたはリボ核酸（「リボプローブ」）を使用して組織切片中のRNA転写産物の分布を調べる方法は、in situハイブリダイゼーション組織化学と呼ばれます。DNAおよびRNAの放射性前駆体である[ 3H ]-チミジンおよび[ 3H ]-ウリジンをそれぞれ生細胞に導入して、細胞周期のいくつかの段階のタイミングを決定することができます。RNAまたはDNAウイルス配列もこの方法で特定できます。これらのプローブは通常、32P、33P、または35Sで標識されます。行動内分泌学の分野では、オートラジオグラフィーを使用してホルモンの取り込みを決定し、受容体の位置を示すことができます。動物に放射性標識されたホルモンを注射するか、研究をin vitroで実施することができます。
試験管内で増殖中のマウス細胞におけるDNA複製速度は、オートラジオグラフィーにより毎秒33ヌクレオチドと測定された。[ 8 ]また、 37 ℃（99 °F）でDNAが指数関数的に増加する期間中、ファージ感染した大腸菌におけるファージT4 DNA伸長 速度もオートラジオグラフィーにより毎秒749ヌクレオチドと測定された。[ 9 ]
リン酸化とは、タンパク質の特定のアミノ酸にリン酸基が翻訳後付加されることを意味し、このような修飾は細胞内におけるタンパク質の安定性や機能に劇的な変化をもたらす可能性がある。タンパク質のリン酸化は、適切なキナーゼとγ-32P-ATPを用いてタンパク質を試験管内でインキュベートした後、オートラジオグラフィーで検出できる。後者の放射性標識リン酸はタンパク質に取り込まれ、SDS-PAGEで分離され、ゲルのオートラジオグラフィーで可視化される。（ CREB結合タンパク質がHIPK2によってリン酸化されることを示す最近の研究の図3を参照。[ 10 ]）
植物生理学では、オートラジオグラフィーを用いて葉組織中の糖蓄積量を測定することができる。[ 11 ]オートラジオグラフィーに関連する糖蓄積量は、植物が用いる師管負荷戦略を説明することができる。 [ 12 ]例えば、葉の細脈に糖が蓄積する場合、葉には原形質連絡が少ないことが予想され、これはアポプラスト移動、すなわち能動的な師管負荷戦略を示唆する。スクロース、フルクトース、マンニトールなどの糖は放射性標識され、[14-C ] が葉組織に吸収され、その後、単純拡散によって葉組織に吸収される。[ 13 ]次に、葉組織をオートラジオグラフィーフィルム（または乳剤）に露光して画像を作成する。糖の蓄積が葉脈に集中している場合（アポプラスト移動）、画像には明瞭な葉脈パターンが現れる。一方、糖の蓄積が葉全体に均一である場合（シンプラスト移動） 、画像には静止したようなパターンが現れる。
このオートラジオグラフィー法は、 PETやSPECTといった技術とは対照的である。これらの技術では、同時計数法、ガンマカウンター、その他の装置を慎重に用いることで、放射線源の正確な3次元位置を特定する。
クリプトン85は、航空機部品の小さな欠陥を検査するために使用されます。クリプトン85は小さな亀裂に浸透し、その後、オートラジオグラフィーによってその存在が検出されます。この方法は「クリプトンガス浸透探傷イメージング」と呼ばれます。ガスは、染料浸透探傷検査や蛍光浸透探傷検査で使用される液体よりも小さな開口部に浸透します。[ 14 ]
1946年のクロスロード作戦中にビキニ環礁で行われたベーカー核実験後の放射性除染作業は、米海軍が準備していたよりもはるかに困難だった。作業の無益さが明らかになり、除染作業員の危険が高まったにもかかわらず、放射線安全責任者のスタッフォード・ウォーレン大佐は、ウィリアム・H・P・ブランディ中将に除染作業とそれに伴う標的艦の放棄を説得するのに苦労した。8月10日、ウォーレンはブランディに、ラグーンに生息するニザダイが写真乾板に一晩放置して撮影したオートラジオグラフィーを見せた。このフィルムは魚の鱗から発生するアルファ線によって露光されており、カルシウムに似たプルトニウムが魚全体に分布していた証拠となった。ブランディは直ちに、それ以上の除染作業をすべて中止するよう命じた。ウォーレンは本国に「魚の自己X線写真が…効果を発揮した」と書き送った。[ 15 ]
単独発明者であるバーバラ・S・アスキンズによる原著論文 （1976年11月1日）。「オートラジオグラフィーによる写真画像の増強」。応用光学。15（11）：2860–2865。Bibcode：1976ApOpt..15.2860A。doi：10.1364/ao.15.002860。