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第四章 普通组织化学 普通组织化学是指以常用的组织化学技术,对细胞内主要化学成分和活性的粗略(一般性)的研究。 本章就几个经典实验概要介绍如下:. 一、 核酸( DNA 和 RNA ) (一) 化学特性 1 .分布: DNA (细胞核内) RNA (核仁 10% ;细胞质 - 核糖体 90% ) 2 . 分子结构: 戊糖 + 磷酸 + 碱基 特点: ① 大量的磷酸基团→酸性 (嗜碱性的基础) ② 戊糖 — 被盐酸水解 →醛基 (成为 Feulgen 法显示核酸的基础).
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第四章 普通组织化学 普通组织化学是指以常用的组织化学技术,对细胞内主要化学成分和活性的粗略(一般性)的研究。 本章就几个经典实验概要介绍如下:
一、核酸(DNA和RNA) (一)化学特性 1.分布: DNA (细胞核内) RNA(核仁10% ;细胞质-核糖体90%) 2.分子结构:戊糖+ 磷酸+ 碱基 特点:①大量的磷酸基团→酸性 (嗜碱性的基础) ②戊糖—被盐酸水解→醛基 (成为Feulgen法显示核酸的基础)
②戊糖—被盐酸水解→醛基(成为Feulgen法显示核酸的基础)②戊糖—被盐酸水解→醛基(成为Feulgen法显示核酸的基础) ③可以完全水解或部分水解 ④可以用RNAase或DNAase消化 [ 对照实验(—)]
(一)显示方法 1.福尔根(Feulgen)反应显示DNA [ 原理] 在60℃温度下,将DNA用1N盐酸水解,DNA双链打开成单链,先释出碱基,然后脱氧核糖释出醛基,该醛基与Schiff氏液形成紫红色沉淀。
[ Schiff试剂显色原理] 碱性品红 亚硫酸 → 白亚黄酸 (无色试剂,称为Schiff试剂) [方法] 固定剂的选择可用一般的组织学固定液,常 用Carnoy固定液。 Carnoy固定液: 纯酒:氯仿:冰醋酸= 6:3:1 (60ml) (30ml) (10ml)
恒冷箱切片机的具体染色步骤如下: ⑴切片固定在冰醋酸与纯乙醇(1:3 V/V) 中10分钟。 ⑵由乙醇降至蒸馏水中。 ⑶用1N盐酸浸泡。 ⑷放入预热到60℃的1N盐酸中,留6分钟。 ⑸放入室温的1N盐酸中。 ⑹放入Schiff液试剂,保持在暗处,60分钟 ⑺ 用新配制的SO2水浸洗3次(脱掉未反应 的Schiff液)。
⑻蒸馏水浸洗净(必须用蒸馏水→洗净无色品红,⑻蒸馏水浸洗净(必须用蒸馏水→洗净无色品红, 否则,残留试剂→有色品红)。 ⑼脱水透明、封固。 结果:核内DNA染为红紫色。 对照:仅改变第4步为1N盐酸,室温15分钟→(-)。 [ 注意事项] ⑴不用醛类固定剂如Bouin、戊二醛、丙烯醛等。 常用Carnoy液、甲醇等。 ⑵控制水解时间,不同的固定剂用不同的时间, 如:Carnoy 8分钟;Genker 5分钟; Susa 18分钟★最适条件应自行试验。 ⑶控制温度,一般1N盐酸60℃; 如果5N盐酸18~25度。
⑷保证Schiff试剂的纯净度。 ⑸SO2要新配制,除去多余的Schiff液宜用之。 ⑹必须对照。 2.显示核酸的其它方法 ⑴Kurnick甲绿Methylgreen显示DNA法 ⑵甲绿派若宁Methy green-Pyronin显示DNA和 RNA法 ⑶菊花青铬明矾(GC)显示核酸法 ⑷丫啶橙Acridine Orange显示DNA和RNA法 ⑸核酸提取法
一、蛋白质(Protein) (一)蛋白质的分子结构 蛋白质的基本单位是氨基酸,肽键将不同的氨基酸结合在一起,除氨基和羧基之外,还含有其它基团,如:—羟基、硫氢基、二硫基等。依其结构特点可分为:酸性氨基酸和碱性氨基酸;芳香族氨基酸:苯丙氨基酸、酪氨基酸;杂环类氨基酸:组氨基酸、色氨基酸、亚氨基酸、脯氨基酸、羟脯氨基酸。
(二)目前应用 1.用于蛋白质的一般定性 ①确定是否为蛋白质 ②确定蛋白质的酸碱性 ③显示蛋白质的特殊基团 2.用于蛋白质功能定性和定位
(三)染色方法 目前,研究蛋白质功能定性和定位时多用酶 组织化学法、配体—受体结合法、免疫组化法以 显示特殊的蛋白质。这里仅介绍一般的染色方法。 1.四氮化联邻茴香胺法 (Tetra-azotized-o-anisidine) [ 应用] 广泛应用于显示酶的活性 [ 原理] 芳香伯胺与亚硝酸作用,在低温下(< 5℃)可生成重氮盐,此即重氮反应。重氮盐可 与酚类作用生成有色化合物——偶氮化合物。上 述反应必须在酸性条件下进行。
本实验,联邻茴香胺在酸性、低温条件 下与亚硝酸作用生成四氮盐。四氮盐有两个 重氮盐,其中一个重氮基在碱性条件下与所 要显示的组氨酸、色氨酸及酪氨酸的苯环结 合产生偶联反应,另一个重氮基与酚类或奈 类发生偶联反应以增色。因此,可以用生成 的偶氮染料来代表组织细胞的蛋白质含量。
[ 方法] 1.四氮盐配制 ⑴天平称取联邻茴香胺0.25g(有毒,通 风橱内进行)。 ⑵在冰浴下,加入已预冷8%盐酸10ml, 玻璃搅拌,促其溶解,混合后为悬浊液。 ⑶称NaNO2 0.15g溶于1ml蒸馏水中(冰浴 下)。
⑷在冰浴下,将配好的NaNO2溶液分三次倒入邻联茴香胺悬浊液内,每次倒入都须玻棒搅动,因产生NO2可有黄烟冒出,至黄烟停止再倒下一次液体。放入冰箱(4℃)内,约20分钟,待溶液变为黄色。⑷在冰浴下,将配好的NaNO2溶液分三次倒入邻联茴香胺悬浊液内,每次倒入都须玻棒搅动,因产生NO2可有黄烟冒出,至黄烟停止再倒下一次液体。放入冰箱(4℃)内,约20分钟,待溶液变为黄色。 ⑸倾出上清液,勿将沉渣泛起,弃去沉渣。 ⑹用NaHCO3细粉(约0.5~0.6g)逐渐加 入上清液内,边加边搅拌(冰浴下)。 ⑺以刚果红试纸测中和点,待试纸不变蓝即达到中和。收集于标本瓶(或广口瓶)内,置冰箱备用。此液不稳定,置冰箱内可保存两周,若变为橘红色则失效。
2.偶氮反应 —Carnoy固定的大鼠肝、肠等石蜡切片。 ⑴切片脱蜡至水。 ⑵将切片放入下列溶液中(在冰浴中至2~3℃), 浸染10分钟。 用前配制: 四氮化联邻茴香胺溶液4ml 0.1巴比妥缓冲液 (pH9.2)20ml 24ml ⑶入1N盐酸(冰浴中2~3℃)浸洗10秒,多余盐 酸以滤纸吸干。
⑷入H酸饱和液,浸染30分钟(冰浴或冰 箱内)。 H酸饱和液配制:H酸0.4g 0.1M巴比妥缓冲液20ml (pH9.2)过滤后使用! ⑸蒸馏水冲洗,脱水、透明、封固(树胶) [ 结果] 酪氨酸、组氨酸、色氨酸染成红棕色(+)
※0.1M巴比妥钠50ml配制 ① 分析天平称巴比妥钠(MW=206.18) 1.0309g ② 于量瓶内+蒸馏水50ml至刻度即可。 0.1M巴比妥缓冲液,pH9.2(20ml)配 制: 0.1M巴比妥钠 19.1ml 0.1N盐酸 0.9 ml 20 ml
2.其它的显示蛋白质的方法 ⑴ 米朗反应(Millon Reastion)→显示酪氨 酸的方法 酪氨酸→羟苯基 亚硝酸 →亚硝基苯+Hg→有色物 注:胶原蛋白不显色,其它蛋白质都显色(+) ⑵二硝基氟苯Dinitro—fluoro—benzene (DNFB)法 DNFB与—NH2、SH和酪氨酸产生弱有色反应, 可被偶氮染料加强。
⑶ 酪氨酸重氮化偶联反应 ⑷ 蛋白质硫氢基DDD法(固定时避免 氧化剂) ⑸ 铁—铁氰化钾反应显示SH基 ⑹ 高甲酸阿尔辛蓝显示SS基法 ⑺ 免疫荧光法显示蛋白质
三、碳水化合物 中性多糖——糖原 碳水化合物 酸性多糖——硫酸软骨素 A、B、 C,肝素、硫酸角 (组织中—多糖类) 质素、透明质酸等 蛋白多糖——粘蛋白、唾酸粘蛋白 糖 脂——脑苷脂类 ※ 组织中糖的种类较多,因此,要特异性地显示各种 糖类必须用抑制和酶水解来对照实验。 本章仅以高碘酸雪夫法(PAS法)说明之,其它的 方法还有Alcian blue法,甲苯胺蓝异染性染色法等。
高碘酸雪夫法 Periodic—Schiff(PAS)method [ 原理 ] 高碘酸为强氧化剂,它可以氧化多糖 分子内1,2—乙二醇(顺式和反式)而 产生醛基,此醛基再与Schiff试剂结合即 产生红 紫色。 [ 方法 ] 改良的McManus(1946),高碘酸雪夫法 标本: ① Carnoy固定的大白鼠肝、肾、肠石蜡切片 ② 大白鼠肝横冷箱切片(未固定)
[ 步骤 ] (1) 切片脱蜡入水(横冷箱切片免) (2) 入0.5%高碘酸水溶液,室温,2~5分钟 (3) 蒸馏水涮洗 (4) 入Schiff试剂,洗3次,每次2分钟 (5) 入SO2水中,洗3次,每次2分钟 (6) 自来水洗5~10分钟 (7) 蒸馏水稍洗 (8)入Mayer氏苏木精副复染核1分钟
(9) 自来水5分钟,换蒸馏水 (10)脱水、透明、封固 [ 结果 ] PAS(+)→红紫色或红色;核→蓝色 Carnoy固定,糖原原位定位不佳,有 移位现象。 [ 对照 ] ① 用唾液酸淀粉于37℃消化20~30分钟。 ② 苯甲酰或乙酰化法作对照(抑制法)
[ 注意事项 ] ①必须按照规定配方配制试剂,按规定的时间 反应。以避免非特异反应。例如:入高碘酸水溶液时间不宜过长,否则非特异着色。 ②多糖大多都易溶于水,固定时应避免扩散或移位。 冰冻切片+苦味酸福尔马林→固定→避免扩散或移位。 ③注意溶液的pH值:高碘酸液的pH不应超过5。 ④注意温度。反应宜在<25℃的室温下进行,否则可氧化醛基为羧酸。
⑤高碘酸溶液的浓度宜控制在0.5%~1%(0.02—0.1M)浓度过高则会发生非特 异反应。 ⑥为充分显示多糖中的糖原,可在过碘酸 中加入5%醋酸或纯乙醇固定,但往往有 溶解和扩散。 ⑦为阻止胶原纤维和网状纤维阳性反应, 可使用还原液,于使用Schiff液之前。 [ 分析结果 ] PAS反应阳性物质:糖原、中 性粘蛋白、中性唾液性粘蛋白。
四、脂类 [ 组织中的脂类 ] 单纯脂类 脂肪酸 醇的化合物(如:甘油三脂等) 复合脂类 磷脂(卵磷脂,脑磷脂) 脂类 鞘磷脂 糖脂(脑苷脂,神经苷脂) 衍生脂类 胆固醇 肾上腺素 性激素
[ 显示脂类的基本原理 ] 用易溶于脂类的染料,使之溶于所检 的脂质(如脂滴)中,使组织内的脂类着色。 [ 常用方法 ] 苏丹黑B法、油红O法、硫酸尼罗蓝法 [ 基本要求 ] ⑴ 不用石蜡切片。 ⑵ 固定剂一般用Formalin保存磷脂较好。
⑶ 方法: ① 物理法:脂溶性染料,不溶于水,属偶 氮染料。常用苏丹Ⅲ、Ⅳ,苏 丹黑 ,油红O等。 ② 化学方法:硫酸尼罗蓝显示脂肪酸。 ③ 选择性提取法(对照)
实验举例:苏丹黑B法 [ 原理 ] 苏丹黑为偶氮染料,具有脂溶性,可 溶于无水酒精,但不溶于水(常用70%酒 精饱和液)。当组织切片入染液时,苏丹 黑B便离开染液而溶于组织内的脂质(如脂 滴中)使组织内脂类着色。 标本: 兔肾上腺和睾丸横冷箱切片,10μm厚,不 固定(或用10%Formalin固定10分钟后水洗)。
[ 方法 ] ① 入蒸馏水洗 ② 于70%乙醇内涮洗 ③ 入苏丹黑B 70%B饱和液,染5~10分钟 ④ 于50%酒精内浸洗 ⑤ 蒸馏水中洗 ⑥ 入Mayer苏木精(复染细胞核)1分钟 ⑦ 自来水冲洗5~10分钟 ⑧ 入蒸馏水 ⑨ 甘油明胶(或Apathy糖胶)封固 [ 结果 ] 细胞内脂滴均呈黑色