免疫组织化学染色(IHC)
定义:
免疫组化,是应用免疫学基本原理——抗原抗体反应,即抗原与抗体特异性结合的原理,通过化学反应使标记抗体的显色剂(荧光素、酶、金属离子、同位素)显色来确定组织细胞内抗原(多肽和蛋白质),对其进行定位、定性及定量的研究,称为免疫组织化学技术(immunohistochemistry)或免疫细胞化学技术(immunocytochemistry)。
免疫组化原理
抗原抗体反应,即抗原与抗体特异性结合的原理,通过化学反应使标记抗体的显色剂(荧光素、酶、金属离子、同位素) 显色来确定组织细胞内抗原(多肽和蛋白质),对其进行定位、定性及定量的研究。
众所周知,抗体与抗原之间的结合具有高度的特异性。
免疫组化正是利用这一特性,即先将组织或细胞中的某些化学物质提取出来,以其作为抗原或半抗原去免疫实验动物,制备特异性抗体,再用这种抗体(第一抗体)作为抗原去免疫动物制备第二抗体,并用某种酶(常用辣根过氧化物酶)或生物素等处理后再与前述抗原成分结合,形成抗原-一抗-二抗复合物,将抗原放大,由于抗体与抗原结合后形成的免疫复合物是无色的,因此,还必须借助于组织化学方法将抗原抗体反应部位显示出来(常用显色剂DAB显示为棕黄色颗粒)。
通过抗原抗体反应及呈色反应,显示细胞或组织中的化学成分,在显微镜下可清晰看见细胞内发生的抗原抗体反应产物,从而能够在细胞或组织原位确定某些化学成分的分布、含量。
组织或细胞中凡是能作抗原或半抗原的物质,如蛋白质、多肽、氨基酸、多糖、磷脂、受体、酶、激素、核酸及病原体等都可用相应的特异性抗体进行检测。
免疫组化检测标本
1、组织标本:石蜡切片(病理切片和组织芯片)、冰冻切片;
2、细胞标本:组织印片、细胞爬片、细胞涂片。
免疫组化操作步骤
①石蜡切片制作
1、固定:取组织,用PBS冲洗,放入4% 多聚甲醛溶液内固定12 h。
2、脱水:倒去固定液,用蒸馏水冲洗3次,再用50%酒精冲洗2次,用酒精逐级脱水,
70%酒精1 h,80%酒精1 h,95%酒精1 h,无水酒精(Ⅰ)、(Ⅱ)各1 h
3、透明:1:1无水乙醇二甲苯溶液30 min,二甲苯溶液中10 min(组织块透明即可)。
4、包埋:(恒温箱内进行)浸入石蜡,1:1二甲苯石蜡(58℃)45 min,石蜡(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)共2.5 h或侵蜡过夜,用石蜡(Ⅲ)包埋组织。
5、切片:包埋后的组织块经修整后,用切片机切成5-7 μm厚度的组织切片。
6、贴片:将组织石蜡切片放在在50℃温水中展片,然后用处理干净的载玻片捞片,组织带可黏在载玻片上
7、烤片:68℃恒温箱内烤片2-4 h
②免疫组织化学染色(SP三步法)
1、脱蜡
取出烘烤后保存的石蜡切片,室温放置30 min,然后分别在二甲苯I、II、III中浸泡各10 min。
2、复水
无水酒精(Ⅰ)、(Ⅱ)各5 min→95%乙醇溶液5 min→80%乙醇溶液5 min→70%乙醇溶液5 min→50%乙醇溶液5 min→ddH2O 5 min。
3、PBS冲洗2-3次,每次5min
4、灭活
3% H2O2溶液孵育10min,以灭活内源性过氧化物酶活性
5、PBS冲洗2-3次,每次5min
6、抗原修复
将切片置于0.01M枸橼酸缓冲液(PH 6.0)中用煮沸(95℃,15-20min),自然冷却20min 以上,再用冷水冲洗缸子,加快冷却至室温
7、PBS冲洗2-3次,每次5min
8、封闭
滴加正常山羊血清封闭液,室温孵育20 min,甩去多余液体;
9、滴加Ⅰ抗50 μl,室温静置1 h,或者37℃ 1 h,或者4℃过夜(需在37℃复温45min);
10、PBS冲洗2-3次,每次5min;
11、滴加辣根过氧化物酶标记的Ⅱ抗40~50 μl,室温静置1 h,或371
℃ h;
12、PBS冲洗2-3次,每次5 min;
13、滴加SP(链霉亲和素-过氧化物酶),室温或37℃孵育30 min-1h;
14、PBS冲洗2-3次,每次5 min;
15、显色:DAB显色5-10 min,在显微镜下掌握染色程度(胞浆呈棕色者判定为阳性细胞)
(显色剂的配置:在1ml水中加1滴显色剂A,摇匀,然后加1滴显色剂B,摇匀,再加1滴显色剂C,摇匀)
(A:DAB B:H2O2C:磷酸缓冲液)
16、自来水冲洗10分钟终止反应
17、复染:苏木精复染2 min,盐酸酒精分化
18、自来水冲洗10-15min
19、常规脱水、透明、封片(用中性树胶滴在组织旁边,再用盖玻片盖上)、镜检
③结果分析
每张切片选择5个高倍镜视野(400X),应用图像分析系统进行定量灰度扫描后进行分析。
免疫组化常用试剂及设备:
1、PBS:0.01 M磷酸盐缓冲液 (pH 7.4)
2、固定液:4% 多聚甲醛溶液 (pH 7.4)
3、梯度酒精:100%、95%、80%、70%、50%
4、二甲苯
5、包埋剂:石蜡
6、防脱剂:多聚赖氨酸(PLL5g+蒸馏水1000ml)、APES(3-氨丙基-3-乙氧基甲硅烷)
7、抗原修复液:0.01M枸橼酸缓冲液(PH 6.0),或0.01M柠檬酸盐缓冲液(pH6.0)
8、SP超敏免疫组化试剂盒(包括试剂A、B、C、D)
试剂A --阻断剂:3%甲醇-H2O2溶液(30% H2O2和80%甲醇溶液配制)
试剂B --封闭液:正常非免疫动物血清
试剂C --二抗(辣根过氧化物酶标记)
试剂D --SP(链霉亲和素-过氧化物酶)
9、一抗(特异结合底物)
10、显色剂:DAB试剂盒、苏木素染液
11、封固液:中性树胶,或50%缓冲甘油,或液体石蜡等
12、恒温箱(水浴锅)、冰箱、切片机、载玻片和盖玻片、高压锅或微波炉、染色缸、显微镜、计算机图像分析系统
常用固定液
1、醛类固定剂:作用是使组织之间相互交联,将抗原保存在原位。
(1)3%中性甲醛固定液液:30%甲醛10ml, 0.01mol/L PH 7.4 PBS 90ml
(2)4%多聚甲醛缓冲液:40g多聚甲醛溶于0.1mol/L PBS 500ml,加热搅拌(注意不要沸腾)至溶液清亮后,室温下冷却后加PBS,使总容量为1000ml
(3)戊二醛-多聚甲醛缓冲液:在上述溶液中加入1%的戊二醛
(4)Bouin液:40%甲醛250ml,冰醋酸50ml,饱和苦味酸750ml.
(5)PLP液(过碘酸-赖氨酸-多聚甲醛固定液)
2、丙酮及醇类固定剂:原理是使组织中的蛋白质和糖类沉淀
(1)AAA液:纯酒精85ml,冰醋酸5ml,浓甲醛10ml
(2)Clzrke液:纯酒精95ml,冰醋酸5ml 多用于冰冻切片的后固定
(3)Carnoy液:纯酒精60ml,氯仿30ml,冰醋酸10ml,多用于癌基因蛋白,抗癌基因蛋白等抗原的固定保存
(4)丙酮:常用于冰冻切片和细胞涂片的后固定,用前在4℃冰箱预冷,切片在冷丙酮中固定5~10min
3、其他固定剂
(1)Zenker液:适合免疫球蛋白抗原的检测
(2)四氯化锇液:是电镜研究中所必需的固定液
抗原修复
用于福尔马林固定的石蜡包埋组织芯片,原因:
a.福尔马林固定时,组织中的许多氨基酸残基在分子内或分子间形成了醛键,使得不少抗原决定簇被封闭;
b. 甲醛的聚合作用,使蛋白质分子间相互交联形成大分子网络,也导致了抗原决定簇被掩盖,这就使得相当部分的抗原不能与抗体很好是进行反应。
①抗原热修复
(1)高压热修复:
在沸水中加入0.5 mol/L EDTA缓冲液(pH 8.0)或0.01 M枸橼酸钠缓冲溶液(pH 6.0)。
盖上不锈钢高压锅的盖子,但不进行锁定。
将玻片置于金属染色架上,缓慢加压,使玻片在缓冲液中浸泡5分钟,然后将盖子锁定,小阀门将会升起来。
10分钟后,去除热源,置入凉水中,当小阀门沉下去后打开盖子。
本方法适用于较难检测或核抗原的抗原修复。
(2)煮沸热修复:
电炉或者水浴锅加热0.01 M枸橼酸钠缓冲溶液(pH 6.0)至95℃左右,放入组织芯片加热10-15分钟。
(3)微波热修复:
在微波炉里加热0.01 M枸橼酸钠缓冲溶液(pH 6.0)至沸腾后将组织芯片放入,断电,间隔5-10分钟,反复1-2次。
适用的抗原有:AR,Bax,Bcl-2,C-fos,X-jun,C-kit,C-myc,E-cadherin,Chromogranin A,Cyclin,ER,Heat shock protein,HPV,Ki-67,MDMZ,p53,p34,p16,p15,P-glycoprotein,PKC,PR,PCNA,ras,Rb,TopoismeraseⅡ等。
②酶消化法:
常用0.1%胰蛋白酶、0.4%胃蛋白酶液、皂素(Saponin)。
胰蛋白酶使用前预热至37℃,切片也预热至37℃,消化时间约为5-30分钟;胃蛋白酶消化37℃时间为30分钟。
适用于被固定遮避的抗原,其中有:Collagen,Complement,Cytokeratin,C-erB-2,GFAP,LCA,LN等。