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)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(1:3V/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,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:Carnoy8分钟;Genker5分钟;Susa18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Methygreen-Pyronin显示DNA和RNA法⑶菊花青铬明矾(GC)显示核酸法⑷丫啶橙AcridineOrange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NaNO20.15g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。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4ml0.1巴比妥缓冲液(pH9.2)20ml24ml⑶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0.4g0.1M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)1.0309g②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19.1ml0.1N盐酸0.9ml20ml2.其它的显示蛋白质的方法⑴米朗反应(MillonReastion)→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Alcianblue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:①Carnoy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B70%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