(清喉嚨)
實驗課前的日常講解,
請大家放下舉起手機,
專心聽講!
(小編不間斷插播經驗總結,一定要看完哦!)
【實驗目的】
了解石蠟切片技術的基本原理和方法步驟。
【實驗原理】
採用光學顯微鏡研究一般生物體的內部結構,在自然狀態下是無法觀察清楚的,多數動、植物材料都必須經過某種處理,將組織分離成單個細胞或薄片,光線才能通過細胞。為了適應這個需要,就產生了光學顯微鏡製片技術。
光學顯微鏡的製片技術方法可分為兩大類:一類是非切片法,另一類是切片法。
非切片法,是用物理或化學的方法,使細胞彼此分離,如有分離法、塗布法、壓碎法等。非切片法的操作比較簡單,能保侍細胞的完整,但是細胞之間的正常位置往往被更動,無法反映細胞之間的正常聯繫。它可以與切片法配合使用,各取其長處。
切片法,是利用銳利的刃具將組織切成極薄的片層,材料須經過一系列特殊的處理,如固定、脫水、包埋、切片、染色等,過程十分繁複。在製作過程中,還要經過一系列的物理和化學的處理,這些處理方法可根據各種不同材料的性質要求進行合理選擇。切片法雖然工序繁瑣,技術複雜,但是,它最能保持細胞間的正常的相互關係,能較好和較長時間地保留細胞的原貌,所以仍然是光學顯微鏡的主要製片方法。
【實驗儀器、材料和試劑】
(一)儀器:石蠟切片機、恆溫蠟箱、載玻片、蓋玻片
(二)材料:你需要製片的組織材料,如洋蔥根或小鼠肝
(三)試劑:乙醚、無水乙醇、甲醛、冰醋酸、苦味酸、重鉻酸鉀、鋨酸、正丁醇、二甲苯、石蠟、甘油、雞蛋、紗布、加拿大樹膠、麝香草酚
對於切片機,小編有話講:
切片機還是進口的好
(雖然小編很貧窮愛國,穿的是回力,喝的是自來水)
推薦經典款:萊卡 RM2125RTS
至於價格嘛:
淘寶7萬+,
喀斯瑪近9萬,
萊卡廠商價格和喀斯瑪接近
(缺點:價格不親民)
國產的切片機也能替代,價格便宜很多,但是體驗度明顯不好。。。
【方法與步驟】
光學顯微鏡切片製作技術最簡單的切片法是徒手切片,但是由於組織塊往往十分柔軟,切削很困難,而且無法得到十分菲薄的切片,因此必須先用某些特殊物質滲入組織塊的內部起支持作用,並將整個組織塊包住,然後再用精密的切片機製作切片,才能獲得良好的效果。這種方法稱為包埋法,包埋的物質稱為包埋劑。
常用的包埋劑有石蠟、火棉膠、炭蠟、明膠等,水和塑料也可作為包埋劑。根據包埋劑的不同,分別有石蠟切片、火棉膠切片、冰凍切片等,它們各有長處,可以根據需要選用,但是使用得最多的還是石蠟切片技術。
石蠟作為包埋劑,有其獨特的優點:石蠟能切出極薄的蠟片(2~10μm);切片時能連成蠟帶,便於製作連續切片;操作較容易,組織塊可以包埋在石蠟中長期保存。然而石蠟切片的製作過程較長,步驟很多,一步不慎往往導致前功盡棄,而且這些處理引起組織塊或多或少地收縮,切片時受溼度影響比較大,這些不足之處必須在製片過程中認真對待,儘量減小它的不良影響。
石蠟切片的製作過程主要包括:取材,固定,脫水,透明,透蠟,包埋,切片,貼片,染色,透明,封藏等步驟。
材料的好壞直接影響到切片的質量,無論取哪一種動植物材料,以下幾點是必須注意的。
(1)植物材料選擇時須儘可能不損傷植物體或所需要的部分;動物材料取用時常對動物施以麻醉,常用的麻醉劑有氯仿和乙醚,或將動物殺死後迅速取出所需要的組織。
(2)取材必須新鮮,這一點對於從事細胞生物學研究尤為重要,應該儘可能割取生活著的組織塊,並隨即投入固定液。
(3)切取材料時刀要銳利,避免因擠壓細胞使其受到損傷。
(4)切取的材料應該小而薄,便於固定劑迅速滲入內部。一般厚度不超過2mm,大小不超過5×5mm2。
組織和細胞離開機體後,在一定時間內仍然延續著生命活動,會引起病理變化直至歸於死亡。為了使標本能反映它生前的正常狀態,必須儘早地用某些化學藥品迅速地殺死組織和細胞,阻抑上述變化,並將結構成分轉化為不溶性物質,防止某些結構的溶化和消失。這種處理就是固定。除了上述作用外,固定劑會使組織適當硬化以便於隨後的處理,還會改變細胞內部的折射係數並使某些部分易於染色。
固定劑的作用對象主要是蛋白質,至於其他成分如脂肪和糖,在一般製作時不加考慮,如要觀察這些物質,可用特殊的方法將其固定下來。
固定劑的作用表現在對材料體積的改變、硬化的程度、穿透的速度以及對染色的影響等方面。這些作用的好壞、大小,都依所固定的材料性質而定,同樣一種固定液對某一材料來說是良好的,但對另外一些組織可能就不很適用。良好的固定劑必須具備的特徵是:穿透組織的速度快,能將細胞中的內含物凝固成不溶解物質,不使組織膨脹或收縮以保持原形,硬化組織的程度適中,增加細胞內含物的折光度,增加酶染和染色能力,具有保存劑作用。
固定劑有簡單固定劑和混合固定劑的劃分。
簡單固定劑即單一的固定劑,常用的有乙醇、甲醛、冰醋酸、升汞、苦味酸、鉻酸、重鉻酸鉀和鋨酸。其中,苦味酸、升汞、鉻酸既能凝固細胞清蛋白,又能凝固核蛋白;乙醇只能凝固清蛋白,而醋酸只能凝固核蛋白;甲醛、餓酸和重鉻酸鉀對這兩種蛋白質都不凝固。
簡單固定劑的局限性較大,如將其適當混合,製成複合固定劑可以取得更好的效果。常用的混合固定劑有:
Bouin液(70份苦味酸飽和水溶液+25份4%甲醛+5份冰醋酸)、Zenker液(升汞5g+重鉻酸鉀2.5g+硫酸鈉1.0g+5ml冰醋酸+100ml蒸鎦水)、Carnoy改良液(3份無水乙醇+1份冰醋酸)等。固定劑的種類甚多,我們必須依據各種固定劑的性能及製片的不同要求來加以選擇。
小編有話講:
甲醛和70%酒精是常用的固定劑
如果使用甲醛固定的話,需要在梯度脫水之前流水衝洗24h,以除去甲醛的影響。
固定時,須注意以下幾點:
(1)固定劑應有足夠的量,一般為組織塊體積的10~15倍。
(2)如所固定的材料外表有不易穿透的物質,可將材料先在含乙醇的溶液中固定幾分鐘,再移入水溶性的固定液。
(3)材料固定後如不立即下沉,可將其中氣泡抽出。
(4)固定時間依材料大小、固定劑種類而異,可從1小時到幾十小時,有時中間需要更新固定劑。某些固定劑對組織的硬化作用較強,作用時間應嚴加控制,不能過長。
(5)一般固定劑都以新配製的為好,用過的不能再用。有些混合固定劑由甲、乙兩液合併者,一定要在使用前才混合。
(6)固定完畢,根據所用固定劑的不同,用水或乙醇衝掉殘留的固定劑,以免固定劑形成沉澱,影響以後組織塊的染色。
生物組織中含有大量的水分,它和石蠟是不能相溶的,致使在包埋時石蠟無法滲入組織內部,因此須使用脫水劑將水分除盡,這就是脫水的作用。
脫水劑必須能與水以任何比例相混合。脫水劑有兩類:一類是非石蠟溶劑,如乙醇、丙酮等,脫水後必須再經過透明,才能透蠟包埋;另一類是兼石蠟溶劑,如正丁醇,脫水後即可直接透蠟。
常用的脫水劑是乙醇,因為它價格便宜,易於得到。為了避免劇烈的擴散引起的組織的強烈收縮,脫水步驟應從低到高以一定的濃度梯度來進行,一般組織從30%乙醇開始,經過50%、70%、80%、95%、100%至完全脫水;對於一些柔軟的組織應從15%開始。脫水時間依據組織的類型和大小而定,一般各級乙醇中放置45min到1h,如果中間須停頓,應使材料停留在70%乙醇中,因為低濃度乙醇易使組織變軟、解體,高濃度乙醇有脆化組織作用,放置時間不能過長,另外,脫水必須在有蓋瓶中進行,以防止高濃度乙醇吸收空氣中水分導致濃度降低而使脫水不徹底。需要保存的材料可脫水至70%乙醇時停留其中,如需長期保存,可加入等量的甘油。
丙酮也是很好的脫水劑,其作用和用法與乙醇相同,不過其脫水力和收縮力都比乙醇強。
甘油常用於藻類、菌類及柔弱材料的脫水。
二氧六環為無色的石蠟溶劑,對組織沒有收縮及硬化等不良後果,但其蒸氣有毒,使用時須小心。
正丁醇可與水及乙醇混合,亦為石蠟溶劑,其優點是很少引起組織塊的收縮與變脆。
叔丁醇的性質、作用和用法同於正丁醇,但因其價格昂貴而很少使用。
小編有話講:
對於甲醛浸泡的樣本,在流水衝洗24h後,從50%酒精開始進行梯度脫水,
70%酒精浸泡的樣本,可按照80%、90%和100%的酒精濃度梯度依次脫水。
組織塊用非石蠟溶劑脫水後必須經過透明。透明劑能同時與脫水劑和石蠟混合,它取代了脫水劑後,石蠟便能順利地滲入組織。
透明劑的種類很多,較常用的是二甲苯、甲苯、苯、氯仿、香柏油和苯胺油等。
二甲苯作用較快,透明力強,但組織塊在其中停留過久,容易收縮變脆變硬,同時若脫水不淨,就會引起不良後果,在應用時必須特別小心。通常將組織塊先經純乙醇與二甲苯的等體積混合液,再進入純二甲苯,這樣可減少上述的缺點。透明時間應由組織大小而定,—般各級停留時間在30min至2h,在純二甲苯中應更換2次,總時間則以不超過3h為宜。材料經過透明,會顯示出前一步脫水的效果如何,若脫水徹底,組織則顯現透明狀態,如組織中有白色雲霧狀,說明脫水不淨,須返工處理,但返工的效果往往不好。使用二甲苯透明時,應避免其揮發和吸收空氣中的水分,並保持其無水狀態。
甲苯的一般性質與二甲苯相似。用法亦同,唯沸點較低,透明較慢,但不會使組織變脆。
苯的用法同於二甲苯,對組織的收縮作用小,但須警惕其爆炸和吸入而引起中毒。氯仿適於大塊組織的透明。
溫馨提示:
注意通風和遠離,
請為我保重身體!
包埋用的石蠟,熔點在50~60℃之間,應根據材料本身的硬度、切片的厚薄和當時的氣溫條件來選用。一般動物材料最常用的石蠟熔點為52~56℃,植物材料的用54~58℃的;切片薄的用58~60℃的,切片厚的則用52~54℃的;室溫10~19℃時選用52~54℃的石蠟可順利切片,冬季可用熔點46~48℃的石蠟,夏季可選56~58℃的。
石蠟的優劣與切片的成敗密切相關。
鑑別石蠟質量的方法是:將石蠟熔化後倒入紙盒使其凝結且無氣泡和裂痕,30~35℃放置24h且無氣泡和不透明的晶狀小點出現,蠟塊裂面不呈顆粒狀,切成薄片不碎成細粒。這種石蠟即為品質優良。含有雜質的新蠟或用過的廢蠟可清潔後再用,方法是將石蠟放入鍋內,加熱到開始冒白煙,然後用小火繼續加熱30min(注意別超過發火點),使其去除水分和揮發性雜質,並在溫箱中過濾以去除灰塵等顆粒。
透蠟須在恆溫箱中進行,恆溫箱的溫度調節至高於石蠟熔點3度,使經過透明的組織塊依次用石蠟與二甲苯的等量混合液、純石蠟處理。純石蠟應處理2~3次,透蠟的時間依材料性質而定,一般每次需15~30min。
透明的關鍵是控制溫度的恆定,切忌忽高忽低,溫度過低石蠟凝固無法滲透,溫度過高使組織收縮發脆。
包埋是使浸透蠟的組織塊包裹在石蠟中。具體做法是;先準備好紙盒(具體折法見圖1-3及說明),將熔蠟倒入盒內,迅速用預溫的鑷子夾取組織塊平放在紙盒底部,切面朝下,再輕輕提起紙盒,平放在冷水中,待表面石蠟凝固後立即將紙盒按入水中,使其迅速冷卻凝固,30min後取出。
包埋用蠟的溫度應略高於透蠟溫度,保證組織塊與周圍石蠟完全融為一體。石蠟的迅速冷卻也很重要,否則包埋塊中將會產生結晶。以後切片時引起碎裂。
(1)石蠟塊的固著與整修
在包埋以後,就可進行切片。包埋好的石蠟塊裝上切片機進行切片前還須進行固著和整修。
固著:一般旋轉式切片機上都附有可固著石蠟塊的金屬小盤,這也可用同樣大小的臺木替代。用加熱的蠟鏟將包埋塊粘貼於固著物上,並使組織塊朝外,便於以後迅速切出所需的片子。
整修:用加熱的蠟鏟或刀片將固著的包埋塊四周修平,使上下兩面修成平行面,常保留組織周圍附著寬2~3mm的石蠟,而修好的蠟塊呈長方形。還可削去一角以便於在蠟帶上識別切片。
(2)切片機和切片刀
切片機是用來作各種組織切片的一種專門設計的精密機械,常用的是旋轉式切片機,它的夾物部分是上下移動前後推進的,而夾刀部分則固定不動。主要部件是安裝切片刀的刀臺、安裝包埋塊的標本臺和控制切片厚度的微動裝置。切片時切片刀固定不動,轉動轉輪,標本臺上下運動並按調好的切片厚度向前推進一定的距離,組織塊上下運動一次,便在刀片上得到一張合乎厚度要求的切片。
切片刀與切片的質量直接相關。切片前必須磨刀,方法是:將切片刀裝上刀柄、刀背夾、滴少許石蠟油在平滑的磨刀石上,將刀貼著磨刀石以背向刀口方向磨,使用完畢後應及時用二甲苯將石蠟油擦淨。
(3)切片方法
切片前,將刀口置放大鏡下觀察,選擇刀口平整無缺刻的部分來進行切削。將所要切的包埋塊固定在標本臺上,使包埋塊外切面與標本夾截面平行,並讓包埋塊稍露出一截。將刀臺推至外緣後鬆開刀片夾的螺旋,上好刀片,使切片刀平面與組織切面間呈15°左右的夾角,包埋塊上下邊與刀口平行。在微動裝置上調節切片要求的厚度,調節時應注意指針不可在兩個刻度之間,否則容易損傷切片機,將刀臺移至近標本臺處,讓刀口與組織切面稍稍接觸,這時就可以開始切片了。方法是:右手轉動轉輪,左手持毛筆在刀口稍下端接隹切好的片子,並託住切下的蠟帶,待蠟帶形成一定長度後,右手停止轉動,持另一枝毛筆輕輕將蠟帶挑起,平放於襯有黑紙的紙盒內,注意切片速度不宜太快,搖動轉輪用力應均勻,防止切片機震動厲害引起切片厚薄不均勻,還應注意轉動的方向,以防標本臺後移而切不到片子。切片完畢,應及時用氯仿將切片機的有關部分擦淨。
(4)切片中存在的問題及補救方法
石蠟切片是很不容易掌握的,有時很容易成功,有時則由於某種因素而造成切片的質量低劣,甚至完全失敗。現將切片時經常遇到的一些缺點、可能的原因以及補救辦法見下。
敲黑板!
成功不常有,悲劇總發生!
石蠟切片可能產生的問題和解決方法:
問題1:石蠟帶彎曲不直
原 因:
1.石蠟塊上下兩邊不平行
2.石蠟塊的上下兩邊不和刀口平行
3.刀口鋒利不一,局部產生差異
4.蠟塊的一邊較另一邊為軟,或兩邊的硬度不一致
5.材料未居蠟塊正中央
6.材料大而形不正
補 救 辦 法 :
1.取下臺木,將兩邊修幹
2.調節標本臺,使兩者平行
3.移動刀片,改用新的刀口
4.待蠟塊冷卻後再切,或重新包埋
5.用刀片切去部分石蠟,使材料居中
6.在大的一邊切去少許石蠟
問題2:切片分離、不能連成帶狀
原 因:
1.室溫過低
2.石蠟過硬
3.材料邊緣留蠟太少
4.刀的角度不適合
補 救 辦 法 :
1.在切片機上方開一電燈或提高室溫
2.在蠟塊面加一層45℃的軟蠟或用手指蠟摩擦塊面
3.重新包埋
4.矯正刀的角度
問題3:切片捲起呈圓筒狀
原 因:
1.室溫過低
2.石蠟過硬
3.刀口太鈍
4.刀的傾角太大
補 救 辦 法 :
1.提高室溫
2.加軟蠟
3用毛筆將蠟片攤開壓住,切2—3 片即成帶
4.減小傾角
問題4:切片粘附於切片刀,皺摺在一起
原 因:
1.室溫過高
2.石蠟過軟
3.刀口上留有一層石蠟
4.刀口鈍
補 救 辦 法 :
1.降低室溫
2.將蠟塊投入涼水中稍浸耒—增加
3.切片厚度,改用硬蠟包埋,用二甲苯拭去刀口的石蠟
4.磨刀或移動刀口
問題5:切片縱裂
原 因:
1.刀有缺口
2.石蠟塊中含有顆粒、雜質
3.刀口留有碎屑或細絲
4.組織太硬
補 救 辦 法 :
1.可移動刀口
2.將顆粒拽去
3.清潔刀口
4.讓包埋塊在水中浸泡
問題6:切片有橫紋
原 因:
1.刀和臺木的固定螺絲太松
2.刀口傾斜度太大
3.刀口有石蠟屑
補 救 辦 法 :
1.旋緊螺旋
2.可放平1—2。後再切
3.用氯仿拭去
問題7:切片厚薄不勻
原 因:
1.切片機有毛病
2.夾刀不當
3,未旋緊標本臺螺旋
4。石蠟塊過硬
補 救 辦 法 :
1.矯正切片機裝置
2.對症治療
3.旋緊螺旋
4.將石蠟塊在水中浸泡
問題8:每張切片厚薄不勻
原 因:
1.刀口震動,是由於材料過硬
2.刀的傾角太大
補 救 辦 法 :
1。在蠟塊表面塗一層火棉膠
2.減小傾角
問題9:材料發生裂隙破碎或脫落
原 因:
1.脫水不乾淨
2.有透明劑殘留
3.石蠟透入時,溫度過高或時間過長
4.由於脫水劑和透明劑的影響,使組織變硬發脆
5.材料太硬或太粗
補 救 辦 法 :
1.無法彌補
2.增加浸蠟時間,重新包埋
3.無法補救
4.用正丁醇、叔丁醇和二氧六環等進行脫水和透明
5.在蠟塊表面塗一薄層火棉膠溶液
問題10:切片時發生沙沙聲
原 因:
1.組織塊過硬
2.包埋溫度過高
3,材料內留有結晶體
補 救 辦 法 :
1.浸泡水中軟化
2.無法補救
3.無法補救
問題11:石蠟塊將蠟帶抬起
原 因:
1.由於摩擦而產生靜電荷所致
2.石蠟塊上面附有石蠟碎屑
3.刀口上附有石蠟碎屑
補 救 辦 法 :
1.提高室溫
2.用刀片將碎屑清除
3.用二甲苯或氧仿清除
切好的切片必須貼附於載玻片上才能作進一步處理,但是切片常有細小的橫紋,必須經展平後才能貼附,否則影響染色和觀察。
貼片一般有撈片法和燙板法。
撈片法比較簡單,首先將切片分割開,投入到48℃的溫水浴中,這時切片都浮在水面上,由於表面張力的作用使切片自然展平,然後用塗有甘油蛋白溶液(將雞蛋一個打破入杯中,去除蛋黃留下蛋白,用筷子充分調打成雪花狀泡沫,然後用雙層紗布過濾至容器中,加入等量的甘油,混合,最後加入百分之一體積的麝香草酚(thymol)作防腐用,可保存幾個月到一年。)或5%明膠水溶液的載玻片傾斜著插入水面去撈取切片,使切片貼附在載玻片的合適位置,於室溫下放置一晝夜後使其徹底乾燥。
燙板法,是將塗有粘片劑的載玻片上塗上水,把已分割好的切片貼上去,再置載玻片於35℃恆定的燙板上讓切片攤幹,並傾斜或用吸水紙吸去水分,最後將載玻片再度放燙板上晾乾。
要注意,不管是使用撈片法還是燙板法,所用的載玻片必須潔淨,不能有油汙(檢驗法:已塗有粘片劑的載玻片上滴加數滴蒸餾水,若發現水不均勻分散而聚成滴狀,即表示載玻片不清潔,有殘留油脂等物在上面);切片的光面應朝下,否則染色過程中切片容易脫落。
小編有話講:
實際操作中,最簡單的撈片方法是水浴沸騰後冷卻到46度左右,再用片子去撈切片。注意:片子一定要乾淨,如果是做病理的專用載玻片肯定最佳。
洗片子的方法,可以用洗衣粉洗或者用硫酸洗液浸泡,注意衝洗乾淨,再過幾遍蒸餾水,用40%的酒精保存即可,一般可保存數月。有的實驗室在用之前會用明膠掛片。
組織切片是無色透明的,必須進行染色後才能觀察到各種微細結構。染色方法很多,但是染色劑往往是水溶液,因此切片必須經過脫蠟而再度復水。這方法即為脫水、透明的逆過程。由於切片十分菲薄,處理的時間大大減少,一般每級停留約2~5min。
染色是一個複雜的過程,兼有物理和化學作用,對其中的機制目前了解得不很清楚。研究細胞器和細胞內的重要組分都有很多現成的方法,例如顯示DNA的Feulgen反應,顯示RNA的Brachet反應,顯示多糖的PAS反應,顯示蛋白質的Millon反應和顯示某些酶的鈣—鈷法等,可以根據不同的要求來選用。
染色後的切片須再次經過脫水、透明。標本經二甲苯透明後,折射率改變,透明度提高,使得染上色的部位更清晰地顯示出來。
封藏的目的是使製成的切片能夠永久保存,封藏劑必須能與透明劑互溶,對染色無影響,折射率近似玻璃和具有粘性的物質,常用的封藏劑有加拿大樹膠和中性樹膠。
封片的方法是:將載玻片從二甲苯中吸出後,吸去多餘的二甲苯,在標本上的二甲苯尚未乾透之前加一滴樹膠,仔細覆蓋上蓋玻片,避免產生氣泡,也不得拖動蓋玻片,以免將標本破壞。樹膠量視蓋玻片大小而定,勿使過多過少。
貼上標籤,註明材料、染色法,待封藏劑凝固後便成為一張成功的石蠟切片。
恭喜你已經get到做石蠟切片的正確姿勢!
磨刀不誤砍材工,
現在可以霍霍向組織了!
以上內容整理自:細胞生物學實驗教程(王金髮 何炎明 主編 科學出版社)和血淚經驗總結