一、引言
动物实验中的病理实验染色至关重要,不同的染色方法能揭示出组织的不同特征。在众多染色选择中,究竟哪种才是最适合的呢?本文将带你深入了解动物实验病理实验染色的各种方法,为你的实验选择提供有力参考。
一、引言
动物实验中的病理实验染色在科研中起着关键作用。通过对动物组织进行染色,可以清晰地观察到组织的微观结构,为研究动物的生理和病理状态提供重要依据。然而,面对众多的染色方法,实验人员常常陷入选择困境。究竟哪种染色方法最适合特定的实验需求呢?本文将对动物实验病理实验染色的常见方法进行介绍和分析,帮助读者做出明智的选择。
二、常见的动物实验病理染色方法
(一)石蜡切片与冰冻切片
定义
石蜡切片是组织学常规制片技术中应用广泛的方法,用于观察正常细胞组织的形态结构,是病理学和法医学等学科研究细胞组织形态变化的重要方法,同时也广泛应用于其他学科领域。冰冻切片则是在低温下快速冷冻组织以达到一定硬度后进行切片,制作过程比石蜡切片更快捷简便,常用于手术中的快速病理诊断。
原理
组织固定后含有大量水分,需使用从低浓度到高浓度的乙醇逐步置换水分,以便透明剂和石蜡的进入,这个过程称为脱水。脱水后,使用既能与乙醇相结合又能溶解石蜡的溶剂使组织透明,最后用石蜡浸入组织以增加硬度并包裹组织,便于切片。
技术干货
切片上卷或皱起,可将切片刀角度调整为 5°。
切片有空洞及破碎不齐,切片时慢一点,轻削组织。
切片有褶皱,切片时对准蜡块表面轻轻哈气。
组织过硬易碎裂,需软化或脱钙处理。
摊片时间过长会导致组织中心开裂,过短会使组织出现褶皱,影响染色和拍照。
特殊组织(如皮肤、脑组织)切片在染色过程中易掉片。
切片过厚会导致染色过深。
(二)HE 染色
定义
苏木精 - 伊红染色法的简称,是最常用的染色方法。
原理
苏木精是阳离子染料,可将细胞核中的嗜碱性物质染成蓝紫色。伊红是阴离子染料,可将细胞质和胶原纤维染成粉红色。
操作流程
固定:使用甲醛或其他固定剂处理取自动物的组织,保持其原有结构。
脱水:通过一系列浓度递增的乙醇溶液去除组织中的水分。
包埋:将脱水后的组织包埋在石蜡中,以便切片。
切片:使用微切片机将石蜡包埋的组织切成极薄的片段。
染色:首先用苏木精染色,再用伊红进行复染。
封片:在染色后,用树胶封盖切片,使其便于长期保存。
主要观察内容
细胞核形态、染色的深浅程度以及细胞质的染色强度。
炎症、坏死、增生等病理变化。
结果分析
通过观察细胞核的形态判断细胞是否出现病变或细胞周期阶段。
分析细胞质的染色强度推测细胞的代谢活性。
技术问题及解决方法
染色易脱片:组织破碎或过硬,使用防脱载玻片;脱水、透明不足,重新进行脱水、透明和浸蜡;脱水、透明过度,用酒精和甘油各半混合液浸泡切面后再切片;切片过厚,确保切片厚薄均匀。
切片染色不均:取材固定不当,规范取材标准,确保固定彻底;脱水不够,重新进行脱水、透明和浸蜡。
切片染色模糊:包埋蜡温度过高、分化过度、脱水、透明不彻底。
(三)IHC 染色(免疫组化)
定义
利用抗原抗体反应来检测组织切片中特定蛋白质或其他分子进行定位、定性及相对定量的方法。
原理
抗原 - 抗体反应是指抗原与抗体特异性结合的过程。通过这种反应,利用标记有荧光素、酶、金属离子或同位素的抗体进行显色,确定组织细胞内的抗原,以此对抗原进行定位、定性和相对定量分析。
(四)Tunel 染色
定义
一种用于检测细胞凋亡的技术。
原理
通过利用末端脱氧核苷酸转移酶催化的机制,在细胞的 DNA 断裂处暴露的 3’-OH 末端加入荧光素标记的 dUTP,利用荧光显微镜或流式细胞仪检测,有效识别和定量细胞凋亡事件。
(五)电镜检测
定义
利用电子束代替可见光进行成像的高分辨率显微镜。
原理
超微病理利用电子显微镜的高分辨率,揭示光学显微镜无法观察到的细胞膜、细胞质内各种细胞器以及细胞核的微观结构和病理变化,并进行详尽研究。
(六)RNA 荧光原位杂交(RNA FISH)
定义
一种分子生物学技术,用于定位和检测细胞或组织中特定 RNA 序列的位置和数量。
原理
通过使待检细胞或组织切片上的靶核酸与核酸探针互补结合,经‘变性 - 退火 - 复性’,利用核酸探针上的特殊标记进行免疫化学或荧光检测,实现对待检核酸的定性、半定量或相对定位分析。
(七)TTC 染色
定义
一种常用的生物学染色技术,用于评估细菌的代谢活性和活细胞数目,是评价脑缺血损伤常用的指标。
原理
TTC 是一种脂溶性光敏感化合物,在正常组织中能与脱氢酶反应生成红色产物。在缺血组织中,由于脱氢酶活性下降,TTC 不能发生反应,导致染色结果呈现苍白色。
技术干货
TTC 染色应全程避光。
动物取材不需要灌流取材,直接取出大脑。脑组织较软,取材时要注意保证大脑的完整性。
在做脑槽切片时,提前将脑子冻一下更好切,不易损坏。
染色过深或过浅可能和染色时间有关,可适当调整。
三、如何选择动物实验病理实验染色方法
不同的实验目的和组织类型需要选择不同的染色方法。例如,观察组织的基本形态结构可选择 HE 染色;检测特定蛋白质可选择免疫组化;检测细胞凋亡可选择 Tunel 染色等。在选择染色方法时,还需要考虑实验的成本、技术难度以及染色效果等因素。
(一)考虑实验目的
如果主要目的是观察组织的基本形态结构,如细胞的大小、形状、排列方式等,HE 染色是一个不错的选择。苏木精将细胞核中的嗜碱性物质染成蓝紫色,伊红将细胞质和胶原纤维染成粉红色,能够清晰地呈现出组织的整体结构。例如在生物、医学、动物学实验中,石蜡切片与 HE 染色相结合,可用于观察病理状态下组织细胞的形态结构,直观地验证实验对组织的影响效果。
如果要检测组织切片中特定蛋白质或其他分子的定位、定性及相对定量,免疫组化(IHC 染色)则更为合适。通过抗原抗体反应,利用标记有荧光素、酶、金属离子或同位素的抗体进行显色,确定组织细胞内的抗原,从而对抗原进行深入分析。
对于检测细胞凋亡,Tunel 染色是一种常用技术。如基尔顿生物和艾普蒂生物的 Tunel 染色实验,利用末端脱氧核苷酸转移酶催化机制,在细胞的 DNA 断裂处暴露的 3’-OH 末端加入荧光素标记的 dUTP,通过荧光显微镜或流式细胞仪检测,有效识别和定量细胞凋亡事件。
(二)考虑组织类型
不同的组织类型在染色方法的选择上也有所不同。对于一些特殊组织,如皮肤、脑组织等,在染色过程中可能会出现易掉片的情况。此时,在进行石蜡切片时,要注意取材的方法和切片的技巧。例如,组织过硬易碎裂时,需进行软化或脱钙处理;摊片时间要把握好,避免过长导致组织中心开裂或过短使组织出现褶皱,影响染色和拍照。
对于需要高分辨率观察细胞膜、细胞质内各种细胞器以及细胞核微观结构和病理变化的组织,可以选择电镜检测。利用电子束代替可见光进行成像,能够揭示光学显微镜无法观察到的细节。
(三)考虑成本和技术难度
一些染色方法可能成本较高,或者技术难度较大。例如,免疫组化染色需要使用标记有特殊物质的抗体,成本相对较高,且操作过程较为复杂,需要一定的技术经验。而 HE 染色相对来说成本较低,操作流程也较为成熟,技术难度相对较小。
同时,在选择染色方法时,还需要考虑实验的可重复性和稳定性。一些方法可能容易受到外界因素的影响,导致染色结果不稳定。例如,HE 染色在操作过程中,如果取材固定不当、脱水不够或透明不彻底等,可能会出现染色不均或染色模糊的问题。但通过规范取材标准、重新进行脱水透明和浸蜡等措施,可以解决这些问题,保证实验结果的可靠性。
(四)综合考虑染色效果
染色效果也是选择染色方法的重要因素之一。例如,在进行 VI-RADS 评分系统对膀胱癌患者磁共振诊断价值的研究中,发现双参数膀胱影像报告体系(T2WI 和 DWI)与多参数 VI-RADS 评分系统(T2WI、DWI 与动态增强 DCE)在膀胱癌的诊断效能上差异无统计学意义。这为对比剂过敏等无法进行增强检查的患者提供了选择双参数评分系统的依据。
此外,对于一些特定的实验需求,如评估细菌的代谢活性和活细胞数目,评价脑缺血损伤等,可以选择 TTC 染色。TTC 是一种脂溶性光敏感化合物,在正常组织中能与脱氢酶反应生成红色产物,而在缺血组织中由于脱氢酶活性下降不能发生反应,呈现苍白色。在进行 TTC 染色时,应全程避光,动物取材不需要灌流取材,直接取出大脑,并注意保证大脑的完整性。同时,染色过深或过浅可能和染色时间有关,可适当调整。
四、结论
动物实验病理实验染色方法众多,选择合适的染色方法对于实验结果的准确性至关重要。通过了解各种染色方法的特点和适用范围,结合实验目的和实际情况,才能选对最适合的 “魔法颜料”,为动物实验病理研究提供有力支持。
在选择动物实验病理实验染色方法时,需要综合考虑实验目的、组织类型、成本和技术难度以及染色效果等因素。不同的染色方法各有其优缺点,只有根据具体情况进行选择,才能获得准确可靠的实验结果。
例如,对于观察组织的基本形态结构,HE 染色是一个常用且有效的方法。它能清晰地呈现细胞核和细胞质的形态,对于判断组织健康状态和病理变化具有重要意义。然而,在进行 HE 染色时,可能会遇到染色不均、染色模糊或脱片等问题。通过规范取材标准、重新进行脱水透明和浸蜡等措施,可以解决这些问题,保证实验结果的可靠性。
对于检测特定蛋白质或其他分子的定位、定性及相对定量,免疫组化染色是更为合适的选择。但免疫组化染色成本较高,操作过程较为复杂,需要一定的技术经验。在选择时,需要考虑实验的成本和技术难度。
对于检测细胞凋亡,Tunel 染色是一种常用技术。它能够有效识别和定量细胞凋亡事件,为研究细胞的生命活动提供重要依据。
对于需要高分辨率观察细胞膜、细胞质内各种细胞器以及细胞核微观结构和病理变化的组织,可以选择电镜检测。但电镜检测成本较高,且对样品的制备要求较高。
对于评估细菌的代谢活性和活细胞数目,评价脑缺血损伤等,可以选择 T。