胡基华,李 晶,2,张淑梅,2,孟力强,2,曹 旭,2
(1.黑龙江省科学院微生物研究所,哈尔滨150020;2.黑龙江省科学院高技术研究所,哈尔滨150010)
随着透射电子显微镜在科学研究中的广泛应用,已经成为观察组织细胞超微结构的一种手段,生物标本的制备,也是下一步结构观察和获得好结果的前提。但是,由于切片太小,有时难于观察到目标结构,为此需大量制备样品,造成工作量大而且消耗多。为使超薄切片能精确地切到目标部位,在做超薄切片前,首先要先做半薄切片来进行定位[1]。半薄切片(厚度0.6 ~0.8μm)的制备是一种常用制样手段,已经应用在胚胎学、病理学及动植物细胞学研究中。
半薄切片的制备在取材、固定、漂洗脱水、渗透包埋、切片和染色的每一个步骤,都很关键,任何环节的疏忽都会导致制片的失败。目前多采用环氧树脂和塑料包埋介质,由于后者对组织和细胞结构的保存较差,难以达到电镜观察的要求。同一样本若要作电镜观察又须进行光镜检查,环氧树脂包埋组织的方法能达到上述目的[2]。
固定液一般选择FAA固定液和卡诺固定液。FAA固定液(福尔马林5 mL,冰醋酸5 mL,70%酒精90 mL)一般适用固定植物根、茎、叶、花药和子房组织。值得注意的是幼嫩材料应选用50%的酒精代替70%酒精,防止材料收缩;在固定液中加入5%甘油可防固定液蒸发和材料变硬;卡诺固定液(纯酒精15 mL,冰醋酸5 mL或者纯酒精30 mL,氯仿5 mL,冰醋酸1 mL),渗透迅速,但是固定时间不能太久,一般不超过1d。伊丽米努尔等使用不同浓度梯度的乙醇为胡杨种子脱水的实验表明,胡杨种子在4℃的70%酒精中可放置较长的时间,固定较快,对胡杨种子细胞内各种结构及其内含物有较好的固定作用[3]。
半薄切片的制备,可直接在超薄切片机上进行,也可以在半薄切片机上进行,切片时要注意刀口是否锋利,实验表明钝的刀口切出的片子易发生皱并且在光镜下有切痕,影响观察效果[4]。
半薄切片常规染色方法有甲苯胺兰染色法、天青/美兰染色法、碱性复红法、苏木素—伊红法、H,E染色法和Giemsa染色法等。无论哪种方法都需要预先做好脱树脂处理,否则染料不宜渗入,影响染色效果。脱树脂使用的是NaOH的乙醇饱和溶液,脱树脂成功的标志是切片中组织周围的树脂已脱落,组织上颜色变淡,平展附着于载玻片上,无发皱、起卷现象,脱树脂过程中,可以随时夹出切片在光线下观察效果。脱的不够片子染色较淡,脱的太快,半薄切片容易从载玻片上脱落。载玻片黏附性可以避免掉片,是操作过程中不可忽视的环节,正确配制脱树脂试剂才能达到良好的去除树脂效果。而另一个避免脱片的关键是掌握好脱树脂的时间,这些将有助于树脂包埋样品用于光镜方面的观察与研究,使电镜样品不但可用于电镜方面的超微结构的研究,同时可进行光镜方面的研究。于红丽等用饱和氢氧化钠无水乙醇液与甲苯按3∶1混合液脱树脂,所需时间仅 5 min,树脂完全脱净[5]。
选择理想的染色剂非常重要。一般细胞壁的染料有酸性品红、番红、固绿、甲苯胺蓝、苏木精、结晶紫、亮绿、苏丹Ⅳ等。细胞核染料(碱性)有碱性品红、苏木精、洋红、番红、地衣红和结晶紫等。细胞质染料(酸性)有酸性品红、甲苯胺蓝、曙红、固绿和苦味酸等。要遵循先用碱性染料再使用酸性染料的顺序,例如,对植物材料染色,使用番红—固绿对染法,木质化的细胞壁及细胞核呈红色,纤维素的细胞壁及细胞壁呈绿色;使用铁矾苏木精法,作为细胞一般结构及细胞分裂时期的优良染剂,可使用铁矾苏木精法,细胞分裂时期的染色体呈黑色。PAS(高碘酸—席夫)法染色,可将纤维素细胞壁及淀粉染成红色,植物组织会呈不同程度的红色[6]。
随着电子显微镜技术的发展,在工业、农业、环境科学,尤其是在生物医学、计量医学、远程病理诊断等领域都得到广泛的应用。在整个电子显微镜技术中,切片制备的优劣直接反映在超薄切片上。影响切片质量的因素很多,在实际研究中,电镜标本制备是得到高质量超薄切片的工作难点,同时又是技术的关键。这就要求在实验中不断总结经验,根据不同的材料性质和观察目的,改良旧的方法,摸索新的方法,使这项技术日趋完善成熟。
[1] 蒋海鹰,沈明,冯德云.环氧树脂包埋半薄切片脱树脂新方法[J].湖南医科大学学报,2000,25(1):85—86.
[2] 唐海兰,黄中新.环氧树脂包埋块半薄切片进行免疫组化染色的方法[J].暨南大学学报 1997,18(4):9—12.
[3] 伊丽米努尔,Kurt Zogauer,Bernd Cyffca,史军辉.改良半薄切片法观察胡杨种子结构[J].西部林业科学,2013,42(2):26—30.
[4] 杨兴龙,申洪.电镜样品半薄切片HE染色前脱树脂的技术处理[J].黑龙江医药科学,2002,25(3):58—59.
[5] 于红丽,张大红,徐夏红,等.电镜半薄切片制备方法的改进[J].徐州医学院学报,2004,24(2):129—130.
[6] 周馥,邢树平.介绍一种半薄切片定位样品的方法[J].植物学通报,1999,17(3):274—275.