जनवरी 1941 में हंटर कॉलेज से स्नातक होने के बाद के महीने में, रोजालीन सूसमैन यालो को इलिनोइस विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग में एक शिक्षण सहायता प्रदान की गई। इलिनोइस विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग कॉलेज में भौतिकी स्नातक कार्यक्रम के लिए स्वीकृति प्राप्त करना कई बाधाओं में से एक था जिसे उसे अपने क्षेत्र में एक महिला के रूप में दूर करना था। शक्तिशाली पुरुष आंकड़े विज्ञान, और विशेष रूप से भौतिकी के क्षेत्र में प्रशिक्षण, मान्यता, पदोन्नति, और विकास के कई पहलुओं को नियंत्रित करते हैं। 

सितंबर 1941 में जब यलो ने विश्वविद्यालय में प्रवेश किया, तो वह संकाय में एकमात्र महिला थीं, जिसमें 400 प्रोफेसर और शिक्षण सहायक शामिल थे। वह इस इंजीनियरिंग कॉलेज में भाग लेने या पढ़ाने वाली दो दशकों से अधिक समय तक पहली महिला थीं। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान पुरुष उम्मीदवारों की कमी के लिए यलो ने प्रतिष्ठित ग्रेजुएट स्कूल में अपनी स्थिति का श्रेय दिया। उपहारों से घिरे होने के कारण पुरुषों ने उन्हें विज्ञान की व्यापक दुनिया से अवगत कराया। उन्होंने उसकी प्रतिभा को पहचाना, उन्होंने उसे प्रोत्साहित किया, और उन्होंने उसका समर्थन किया। वे उसे सफल होने में मदद करने की स्थिति में थे। 

यालो ने महसूस किया कि उसकी महत्वाकांक्षा के कारण उसके क्षेत्र की अन्य महिलाएँ उसे पसंद नहीं करती हैं। अन्य महिलाओं ने उस समय विज्ञान में एक महिला के लिए एकमात्र स्वीकार्य मार्ग को छोड़ने के रूप में उसकी जिज्ञासा को देखा, एक उच्च विद्यालय के विज्ञान शिक्षक बन गए, लेकिन यलो एक भौतिक विज्ञानी बनना चाहते थे। इलिनोइस विश्वविद्यालय में अपने समय के दौरान, उसने अपने ज्ञान को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त स्नातक पाठ्यक्रम लिया क्योंकि वह अपने नियमित शिक्षण कर्तव्यों के अलावा मूल प्रयोगात्मक अनुसंधान करना चाहती थी। 

साल के लिए यालो ने काम पर महिलाओं की आलोचना का सामना किया, लेकिन उन्होंने कभी नहीं छोड़ा और न ही अन्य युवा महिलाओं की ओर मुड़कर देखा, अगर उन्हें लगता है कि उनमें वास्तविक वैज्ञानिक बनने की क्षमता है। वह कभी भी विज्ञान के क्षेत्र में महिला संगठनों की पैरोकार नहीं बनीं। उसे यह कहते हुए उद्धृत किया गया था, "यह मुझे परेशान करता है कि विज्ञान में अब महिलाओं के लिए संगठन हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें लगता है कि उन्हें पुरुषों से अलग व्यवहार करना होगा। मैं स्वीकार नहीं करते "। हालाँकि लड़कियों और युवा महिलाओं को उनके नोबेल जीतने के बाद उनमें एक रोल मॉडल मिला, लेकिन यालोव महिलाओं के इलाज में सुधार या विज्ञान में प्रतिनिधित्व के लिए चैंपियन नहीं थीं। 

शैंपेन-उरबाना स्नातक स्कूल में इलिनोइस विश्वविद्यालय में शिक्षण और कक्षाएं लेने के बाद यालो की पहली नौकरी संघीय दूरसंचार प्रयोगशाला में सहायक विद्युत इंजीनियर के रूप में थी। उसने फिर से खुद को एकमात्र महिला कर्मचारी पाया। 1946 में, वह भौतिकी पढ़ाने के लिए हंटर कॉलेज लौटीं और फलस्वरूप कई महिलाओं को प्रभावित किया, विशेष रूप से एक युवा मिल्ड्रेड ड्रेसेलहॉस: यलो ने भविष्य में "क्वीन ऑफ़ कार्बन साइंस" को प्राथमिक विद्यालय के शिक्षण से दूर रखने और एक शोध करियर के लिए जिम्मेदार ठहराया। वह 1946 से 1950 तक एक भौतिकी व्याख्याता बनी रहीं, हालांकि 1947 तक, उन्होंने ब्रोंक्स वीए अस्पताल की सलाहकार बनकर वेटरन्स एडमिनिस्ट्रेशन (VA) के साथ अपने लंबे जुड़ाव की शुरुआत की। 

वेटरन्स एडमिनिस्ट्रेशन रेडियोधर्मी पदार्थों के चिकित्सा उपयोग का पता लगाने के लिए अनुसंधान कार्यक्रम स्थापित करना चाहता था। 1950 तक, यालो ने ब्रोंक्स वीए अस्पताल में एक रेडियो आइसोटोप प्रयोगशाला से लैस किया था और अंत में पूर्णकालिक अनुसंधान पर अपना ध्यान केंद्रित करने के लिए शिक्षण छोड़ने का फैसला किया। वहाँ उसने सोलोमन बर्सन के साथ मिलकर रेडियोइम्यूनोएसे (आरआईए), एक रेडियोसोटोप ट्रेसिंग तकनीक विकसित की, जो मानव रक्त में विभिन्न जैविक पदार्थों की छोटी मात्रा के साथ-साथ अन्य जलीय तरल पदार्थों की एक मात्रा को मापने की अनुमति देती है। मूल रूप से मधुमेह मेलेटस में इंसुलिन के स्तर का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है, तकनीक तब से सैकड़ों अन्य पदार्थों पर लागू की गई है - हार्मोन , विटामिन और एंजाइम सहित - यह सब पहले पता लगाने के लिए बहुत छोटा है। 

अपनी विशाल व्यावसायिक क्षमता के बावजूद, यालो और बर्सन ने इस पद्धति को पेटेंट करने से इनकार कर दिया। 1968 में, यलो को माउंट सिनाई अस्पताल में मेडिसिन विभाग में अनुसंधान प्रोफेसर नियुक्त किया गया था, जहां वह बाद में बड़े पैमाने पर सोलोमन बर्सन प्रतिष्ठित प्रोफेसर बन गयी। 

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