当前位置:
文档之家› 第五章透射电子显微镜生物样品制备技术..
第五章透射电子显微镜生物样品制备技术..
二、固定
用物理或化学的方法迅速杀死细胞的过 程叫固定。 1、固定的目的:保存细胞的精细结构,防止 组织细胞的自溶;保护样品使其组成物质在以 后的清洗、脱水和包埋过程中不至溶解和丢失, 并使组织适度硬化,防止切片的变形。 2、固定的方法:有物理固定法和化学固定法。 1)、物理固定法:用高温、冷冻、干燥等物 理手段,使细胞结构固定,一般不用。 2)、化学固定法:用化学物质对细胞结构进 行固定,是常用的方法。
2)、缓冲液和固定液的配制 (1)、缓冲液的配制 在电镜样品制备中。常用的有磷酸和二甲 砷酸钠两种缓冲液。 A、 0.2mol磷酸缓冲液的配制 甲液:0.2M的磷酸氢二钠溶液 磷酸氢二钠(含2个水分子) 36.61g (含7个水分子) 53.65g (含12个是分子) 71.64g 加双蒸水至 1000ml
2、取材的注意事项
1)、取材的全过程要求在冷(40C )的环境 中进行,所用的液体要提前进行预冷。 2)、切割样品时要采取一刀切开的方法,不 能用拉锯式切割法,尽量减少对样品的机械 损伤。 3)、样品的块要小,要求是1个立方毫米。 这样可使样品在较短的时间内得到充分的固 定。 4)、如果所取样品的表面有污染物,动物材 料要用冷的生理盐水洗;植物材料可用无离 子水或自来水洗,但清洗的时间一定要短。
第一节 透射电子显微镜 生物样品的 超薄切片制备技术
透射电镜的样品制备技术,主要有超薄切 片技术、负染色技术和冷冻蚀刻复型技术。
超 薄切片样品制作技术,是透射电镜生物医学样品 制备的最常用技术,其制作程序和石蜡切片的方法 步骤基本相同,但是在所使用的某些化学试剂及切 片机是完全不同的,对各技术步骤的操作要求要比 石蜡切片严格很多。一个能满足透射电镜观察要求 的超薄切片应具备以下几点: 1、切片厚度均匀,厚度在50~70nm. 2、切片无划痕、无震颤、无人工污染。 3、耐高真空,在真空中不变形、不升华。 4、耐电子束的轰击。
不同PH的0.2M 的磷酸缓冲液的配制
B、 二甲砷酸钠缓冲液的配制
甲液:二甲砷酸钠 加双蒸水至 4.28g 100ml
乙液:0.2N的盐酸。 按下表混合得不同PH值的缓冲液 PH 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 甲液(ml) 50 50 50 50 50 50 乙液(ml) 18.3 13.3 9.3 6.3 4.2 2.7 (2)、固定液的配制 A、 0.1M磷酸缓冲戊二醛固定液
三、清洗与脱水
1、清洗:在超薄切片制备技术中,清洗主要是指:
当用两种化学性质完全不同的固定液对同一样品进行 固定时,前一种固定液固定结束,一定要进行彻底清 洗后,才能用另一种固定液进行固定。如戊二醛和锇 酸双重固定,用戊二醛固定结束,必须用与配制戊二 醛所用的相同浓度和相同PH值的缓冲液彻底清洗后, 再用锇酸固定。否则会发生不良反应,对样品造成不 良影响,甚至损伤样品,使实验失败;再就是用锇酸 固定结束,要用双蒸水彻底清洗后,才能进行脱水。 清洗的时间一般不少于2小时,中间要换几次新清 洗液。
3、脱水时的注意事项 (1)、整个脱水过程应在较冷的环境中进行 (要求4摄氏度)。 (2)、在更换液体的过程中一定要避免样品的 自然干燥。 (3)、当进入高浓度的脱水剂时,要及时盖好 容器的盖子,防止空气中的水分进入脱水剂, 也要避免低浓度的脱水剂过多的带入高浓度 的脱水剂中。 (4)、脱水一定要彻底、干净。否则,会造成 包埋剂不能渗透到组织细胞的每个部位,使 制片失败。
如果材料漂在液体上面,需抽气让组织沉到 液体的底部,以便使组织得到充分的固定 游离细胞的取材:悬液培养的细胞需要离心 获得细胞的沉淀物,然后再用预冷的固定液 进行固定处理;贴壁培养的细胞要先想办法 收集细胞团再进行固定处理。 细菌的取材:取材方法基本和培养细胞的方, 法相同。悬液培养的要离心获得细菌沉淀物 进行固定,平板和斜面培养的可直接获得菌 团进行固定。 人体病理组织的取材:需提前做好准备,到 手术室取材。
(1)包埋剂的种类及配方
A、包埋剂的选择条件:包埋剂的选择在超薄切片样品 制备中很关键,因为它是渗入到组织的各个部位,固 化后起支撑作用。如果选择的包埋剂不合适,在固化 后会出现空泡或硬度和组织的硬度有差别,这样就起 不到很好的支撑作用,甚至会使切片失败。一种优良 的包埋剂应具备:包埋剂单体的粘度低,这样可便于 向组织内渗透;固化后收缩率小,可降低对组织的收 缩损伤;耐电子束轰击;在高真空中不便形、不升华; 固化后有良好的切削性能。 B、包埋剂的种类:根据上述选择条件,可用于制作超 薄切片的包埋剂有三种:甲基丙烯酸酯类;聚脂树脂 类和环氧树脂类。常用的是环氧树脂(EPON812), 它是从国外进口的,它是一种塑料单体,为淡黄色的 粘稠的液体。
2、脱水:用脱水剂逐渐取代掉组织中水分的 过程叫脱水。 常用的脱水剂有酒精、丙酮。因丙酮对组 织内的物质有抽提作用,因此,在制作超薄切 片时,组织的脱水都用酒精,很少用丙酮。 脱水是采用逐渐提高脱水剂浓度的方法对 样品进行逐级脱水。脱水剂设置的浓度级差一 般有:50%、70%、80%、90%、100%(2 次)。在每级中脱水的时间据材料的质地不同 有一定变化,动物组织一般每级20分钟;植物 样品应加长脱水的时间。对一些含水多,柔软 的样品,应适当增加脱水剂的浓度级差,可从 30%开始脱水。
由于戊二醛是还原剂,锇酸是氧化剂。所以, 如果对同一样品进行戊二醛和锇酸双固定时,戊 二醛固定结束,一定要用与配制戊二醛相同浓度 和PH值的缓冲液彻底清洗后(清洗的时间一般 在2小时以上),才能再用锇酸固定。 锇酸的使用浓度是1%(用0.2M 缓冲液等比 例稀释储存液)的水溶液,在本液中固定的时间 不能太长,一般是1.5~2小时。锇酸固定结束, 一般用双蒸水清洗样品,直到把锇酸清洗干净。 整个固定和清洗时间都应在40C环境中进行(是 为了避免液体体积发生变化,造成对组织微细结 构的损伤)。
乙液:0.2M磷酸二氢钠溶液
磷酸二氢钠(含1个水分子)
(含2个水分子)
27.60g
31.21g
加双蒸水至
PH 甲液(ml) 乙液(ml) 6.4 13.3 36.7 6.6 18.8 31.2 6.8 24.5 25.5 7.0 30.5 19.5
1000ml
7.2 36.0 14.0 7.4 40.5 9.5
戊二醛最终浓度(%) 0.2M二甲砷酸钠缓冲液(ml) 25%戊二醛水溶液(ml) 双蒸水加至(ml) 1.0 50 4 100 1.5 2.0 2.5 50 50 50 6 8 10 100 100 100 3.0 50 12 100
对生物样品的固定,戊二醛的常用浓度是2.5% , 有时为了加快固定的速度,也常用3.0%的。使用的量 一般是样品总体积的10~20倍,对大多数样品固定的时 间是12小时以上 ,也可在本固定液中把样品保存一段 时间,但不能太长。 C、2%锇酸储存液的配制 锇酸一般是0.5克为一个包装,在使用时大多数情况 下,先配制成2%的水溶液储存,用时再加等量的0.2M的 缓冲液配成1%的使用。
根据上述要求,制作一个合格的超薄切 片需要经过以下步骤:取材、固定(双固
定)、清洗、脱水、置换、浸透、包埋、 聚合、修块、超薄切片、捞片、电子染 色。
由于透射电镜是观察研究组织或细胞内 的超微结构,也就是主要研究细胞器的内部 结构,它对观察样品的要求十分严格。所以 在样品的制备过程中一定要慎重的对待每一 操作步骤,否则会造成实验结果的失败。因 为有很多材料不能重复取材(如人的病理组 织),所以一旦结果不好或失败, 是不可彌补的。
PH为4.0~5.0 。它的穿透能力很强,是蛋白 质的优良交联剂,对细胞膜系统、细胞骨架、 糖元、核蛋白和细胞基质的固定效果较好。 但不能保存脂类物质,不能有效地提高样品 的电子反差。 (2)、锇酸 是一种强氧化剂,分子量为 254.2,水溶液为中性。它对脂类物质固定效 果很好,对核蛋白、蛋白质都有较好的固定 效果,能有效地提高样品的电子反差。但不 能保存糖类物质,对人体的粘膜组织刺激很 强,毒性大。用时一定要在通风条件好的环 境中进行。
戊二醛的最终浓度(%) 0.2M磷酸缓冲液(ml) 25%戊二醛水溶液(ml) 双蒸水加至(ml) 1.0 50 4 100 1.5 50 6 100 2.0 2.5 50 50 8 10 100 100 3.0 50 12 100 4.0 50 16 100 5.0 50 20 100
B、 0.1M二甲砷酸钠缓冲戊二醛固定液
化学固定又可分为: (1)、单一固定法。即对样品只用一种固定剂进行固定, 这种方法只是在一些特殊要求的样品制备中使用(如电 镜细胞化学样品制备时),常规制样一般不使用。 (2)、双重固定法。用两种或两种以上的性质不同的固 定剂对同一种样品进行固定,这种方法是最常选用的。 它可以相互彌补固定剂各自的不足,使细胞内的各种结 构都得到充分的固定。 (3)、原位固定法。主要用于动物深层组织取材过程中 使用的方法,可以防止细胞的自溶。 (4)、灌流固定法。也是在动物组织取材时选用的一种 临时固定方法,从动脉向组织内灌注固定液,使组织在 短时间内得到充分的固定,本方法适用于独立性好的器 官取材时的的临时固定。
一、取材
从动、植物体上获得所需实验材料的过程叫 取材。 1、取材的方法 动物和植物的取材方法稍有不同。 动物组织的取材:取动物材料时需要先处死动 物,然后要在尽短的时间内(要求在1分钟之 内)把所需要的组织取出放入预冷( 40C )的 固定液中,稍加固定后再切成适当大小的块(要 求1立方毫米大小); 植物组织的取材:植物材料可直接切成适当大 小的块,放入预冷的固定液中,
四、浸透与包埋
1、置换:由于脱水剂酒精不能与包埋剂互溶, 所以在浸透之前必须用既能和脱水剂互溶又能与 包埋剂互溶的溶剂对经过脱水的样品进行处理 (即置换),以便包埋剂渗透到组织细胞的各部 位中。常用的置换剂是环氧丙烷。置换的方法 是逐渐提高置换剂的浓度,使样品最后进入纯置 换剂中,一般用纯酒精和环氧丙烷等量混合液处 理样品20~30分钟,再用纯环氧丙烷处理30分钟。 即可进行包埋剂的浸透处理。 2、浸透:用包埋剂逐渐取代组织中的置换剂并 渗透到细胞的各个部位的过程叫浸透。