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固定液
用于固定组织的化学物质称为固定液或固定剂,一般由单一化学物质组成者称为固定剂或单纯固定液,由多种化学物质混合组成者称为混合固定液或复合固定液。最常用的组织固定剂是甲醛,乙醇溶液也可作为固定剂。此外,还有一些混合固定液。各种固定液有其各自的优缺点,可根据实验需要进行选择。
常用的单纯固定液和混合固定液介绍如下。
(一) 单纯固定液
1.甲醛(formaldehyde) 是一种无色刺激性气体,市售甲醛水溶液的实际浓度为 36%~38%,我们用作病理样本固定的浓度为 3.6%~3.8%甲醛溶液(9份水加1份浓甲醛),也称为10%福尔马林液(formalin),不仅价格便宜,而目组织穿透力强,固定均匀,组织收缩较小,可长期保存样本,适合多种特殊染色。甲醛对脂类和类脂、神经及髓鞘均有良好的固定效果,也可固定高尔基体、线粒体和糖类,但甲醛对血红素有破坏作用,故经甲醛固定的组织均失去原有的颜色。甲醛是一种交联性组织固定剂。主要通过使蛋白质分子发生交联而产生固定作用,其虽然不能使白蛋白和核蛋白沉淀,但其提供亚甲基(-CH2),可与蛋白质中许多氨基酸(如赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸、色氨酸等)侧链发生反应。此液久存会自行分解,形成白色沉淀副醛(三聚甲醛或多聚甲醛),可过滤后使用滤液。因这种溶液中有甲酸产生,使溶液呈酸性,影响细胞核的染色,因此储存时间长的甲醛应放入少量碳酸镁或碳酸钠,或用大理石中和。
2.苦味酸 为黄色结晶体,是一种强酸,易燃易爆。一般配成饱和溶液储存。常用其饱和溶液作为固定剂。苦味酸能沉淀一切蛋白质,穿透慢,组织收缩明显,但组织无明显硬化,对脂肪和类脂无固定作用,用乙醇溶解可固定糖类。固定后的组织经乙醇脱水即可,也可用 50% 或 70% 的乙醇浸洗。苦味酸可软化火棉胶,因此用苦味酸或其混合固定液固定的组织不宜用火棉胶包埋。苦味酸可使皮肤软化,因此用苦味酸或其混合固定液固定皮肤组织时,易制作完整的切片。用含苦味酸的固定液固定组织时,时间不宜超过 24h,固定后的组织应尽快放入 70%乙醇,并在乙醇中滴加少量饱和碳酸锂水溶液或浓氨水,有助于除去苦味酸固定产生的黄色。
3.锇酸 即四氧化锇,为淡黄色结晶,是强氧化剂,不能与乙醇和甲醛等混合。常用其 1%~2%的水溶液作为固定液。锇酸主要作为脂类(脂肪和类脂)固定剂,也可与肽类和蛋白质作用形成肽-蛋白质或肽-脂交联,使蛋白质固定均匀,不产生沉淀,特别适用于线粒体和内质网的固定,是电镜研究的必需固定剂,常用于后固定。锇酸为剧毒品,使用时应注意防护,注意保护眼睛、呼吸器官和皮肤。
4.丙酮 为易挥发易燃的无色液体,可与水、醇、三氯甲烷和醚等混合。可使蛋白质沉淀,渗透力强,对核的固定差。广泛用于酶和组织化学方法中各种酶的固定(如磷酸酶、脂酶和氧化酶等)。作用基本与乙醇相同,但对糖原无固定作用。
5.冰乙酸 纯乙酸为带有刺激性气味的无色液体,低于 15℃时常结成冰状,故称为冰乙酸。冰乙酸可以各种比例与水或乙醇混合,常用其0.3%~5%的溶液作为固定液。冰乙酸不能沉淀白蛋白和球蛋白,但能沉淀核蛋白,所以对染色质固定很好。冰乙酸的穿透速度很快,组织不会硬化,且可防止经乙醇处理时引起的高度收缩及硬化。缺点是能使组织膨胀,尤其对于胶原纤维和纤维蛋白,一般很少单独使用,若单独使用时,只能固定极短时间。高浓度的乙酸会破坏高尔基体和线粒体,故在高尔基体和线粒体染色的固定中不用冰乙酸。
6.乙醇 俗称酒精,为无色液体,可与水无限相溶,具有硬化、固定、脱水等作用。但组织渗透力较弱,固定速度较慢,易使组织变脆。用于固定的浓度为 80%~95%。其能沉淀白蛋白、球蛋白和核蛋白,但核蛋白经沉淀后,能溶于水,不利于染色体的固定,导致核染色不良。此外,高浓度乙醇固定的组织硬化显著,若留置过久,组织收缩明显且质脆,不但影响制片,组织形态也不好。用 100% 乙醇固定时,其穿透速度快,主要用于糖原的固定,如肝组织、阿米巴原虫和尤因肉瘤的糖原染色。用 70% 乙醇可较长时间保存组织。
(二) 混合固定液
配制混合固定液时,一般要求氧化剂不要与还原剂混合,以免引起化学反应,使其失去固定作用。
1.10% 中性缓冲福尔马林 是以pH 值7.2~7.4的磷酸盐缓冲液(phosphate buffer solution,PBS)为溶剂配制的甲醛水溶液。10%中性缓冲福尔马林对组织抗原性的保存优于一般的 10%福尔马林,是人体和实验动物组织最常用的固定液。同时,10%中性缓冲福尔马林可显著增加对铁离子的检出速度,并且可以避免福尔马林色素的形成。
配制方法:甲醛100ml,蒸馏水 90ml,单水磷酸二氢钠(NaH2PO4·H2O)4g,磷酸氢二钠(Na2HPO4)6.5g,用 1mol/L NaOH 调整 pH 值至 7.0~7.2
2.乙醇-甲醛液(A-F液) 有固定兼脱水作用,样本固定后可直接用 95% 乙醇脱水。
配制方法:100% 乙醇或 95% 乙醇 90ml,36%~38%甲醛溶液 10ml。
3.Bouin液 渗透力强,对组织固定均匀,收缩很少,不会使组织变硬变脆,是一种常规用于外科活检样本固定的良好固定液,特别适用于睾丸、骨髓活检组织的固定,但对免疫组化和分子病理检测影响较大。小块组织只需固定数小时,较大脏器固定 12~24h 为宜。有一定毒性,应避免吸入或与皮肤接触。
配制方法:饱和苦味酸水溶液:甲醛溶液:冰乙酸=15:5:1。
4.Carnoy液 有防止乙醇硬化和收缩的作用,渗透力强,能很好地固定细胞质和染色质,显示DNA 和RNA效果好,特别适合固定外膜致密的组织,在固定组织的同时,能溶解大部分脂肪。也常用于糖原和尼氏体的固定,糖原贮积病的样本可用此固定液固定。Carnoy 液不能保存脂类,不适用于脂肪染色。该液固定速度快,3mm 厚的组织块 1h 内即可固定,大块组织最好不超过 4h。
配制方法:冰乙酸 10ml,三氯甲烷 30ml,100% 乙醇 60ml。
5.Zenker液 为形态学研究常用的固定液,此液中的铬酸、冰乙酸和氯化汞均有组织固定作用。经Zenker液固定的样本,细胞核和细胞质染色颇为清晰,用于一些肿瘤样本(如横纹肌肉瘤和未成熟型畸胎瘤)的固定效果好,对免疫球蛋白染色最好。对于病毒包涵体(如 Negri小体)的固定效果也较好,但对于含血量较多的样本,如充血的脾脏和肺梗死等样本则不合适。一般固定 12~24h 即可,加热可加快固定作用。但配制该液的试剂较昂贵,且需处理汞。
配制方法:储存液由重铬酸钾 2.5g,氯化汞5g,蒸馏水 100ml组成。配制该液时,可将重铬酸钾和氯化汞一起加入蒸馏水中,加温 40~50℃溶解,冷却过滤后存于棕色瓶内。临用时,取此液 95ml,加人冰乙酸 5ml 即可。此固定液不能用金属容器盛放,组织固定后,也不要用金属镊夹取。
6.4% 多聚甲醛 该固定液适用于光镜免疫组织化学方法。动物先用此液进行灌注固定,取材后,再用该液浸泡固定 2~24h。该液也可用于组织样本较长时间的保存。
配制方法:40g多聚甲醛,溶于1000ml0.1mol/L的PBS,加热60℃,边搅拌边加温至透明即可(一般滴加少量 lmol/L 的 NaOH)。
7. Verhoeff 液 常用于固定眼球,固定 48h 后,即可脱水。
配制方法:36%~38% 甲醛溶液 10ml,95% 乙醇 48ml,蒸馏水 36ml,苦味酸1g。
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