在病理制片的整個(gè)流程中,固定是最關(guān)鍵的一步,也是最無法補(bǔ)救的一步。一旦組織自溶或腐敗,任何后續(xù)操作都無法逆轉(zhuǎn)。
所謂固定,就是組織離體后,通過各種方法使其細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)盡可能接近生活狀態(tài)時(shí)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和位置。
固定的核心目的是防止組織、細(xì)胞自溶與腐敗,抑制細(xì)胞內(nèi)酶對(duì)蛋白質(zhì)的分解作用,使細(xì)胞內(nèi)的各種成分——蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、酶類等——轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì),以保持原有的結(jié)構(gòu)與生活時(shí)相仿。
此外,固定還能使組織硬化,增加韌性,為后續(xù)的取材和脫水創(chuàng)造良好條件。
固定的八大注意事項(xiàng)
一、固定必須及時(shí)
組織離體后,必須在1小時(shí)內(nèi)立即固定。時(shí)間延誤,自溶開始,不可逆轉(zhuǎn)。
二、固定液的選擇
應(yīng)根據(jù)制作要求選擇合適的固定液。最常用的是4%甲醛液或4%中性緩沖甲醛液。
三、固定液的量
固定液體積必須大于組織體積的4至10倍。量不足,固定不。
四、固定液的濃度
濃度必須準(zhǔn)確。過稀或過濃都會(huì)影響組織形態(tài)和固定效果。
五、固定液的質(zhì)量
發(fā)現(xiàn)固定液變質(zhì)——如甲醛液體產(chǎn)生白色沉淀——應(yīng)立即更換,不可將就。
六、固定的溫度
室溫或35-37℃的全封閉組織處理機(jī)內(nèi)均可。溫度過高會(huì)加速組織自溶和過度收縮,并破壞細(xì)胞內(nèi)抗原和DNA。
七、固定的時(shí)間
新鮮標(biāo)本應(yīng)剖開固定12-24小時(shí)后再取材。取材后,大標(biāo)本需再固定4-6小時(shí),小標(biāo)本需再固定3-4小時(shí)。
新鮮小標(biāo)本取材后,應(yīng)再固定4-8小時(shí)。室溫低時(shí),固定時(shí)間需延長(zhǎng)?偣潭〞r(shí)間不宜超過48小時(shí)。
八、分子病理的特殊要求
需要做分子病理的標(biāo)本,從離體至脫水開始,總固定時(shí)間一般控制在6至24小時(shí)之間(組織厚度2mm)。
少于6小時(shí)固定不充分,超過24小時(shí)可能影響檢測(cè)結(jié)果。
最常用的固定液
4%甲醛液(10%福爾馬林液)
甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體。市售甲醛水溶液實(shí)際濃度為40%,易揮發(fā),日久會(huì)自行分解產(chǎn)生白色沉淀(副醛:多聚甲醛或三聚甲醛),并有甲酸生成,影響組織固定和細(xì)胞核染色。長(zhǎng)期保存應(yīng)加入碳酸鎂、碳酸鈣等碳酸鹽中和。
病理標(biāo)本固定常用的4%甲醛水溶液(9份水加1份濃甲醛液,實(shí)際含甲醛4%,俗稱10%福爾馬林液),通過使蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)而產(chǎn)生固定作用。
其組織穿透性好,組織收縮小,HE染色對(duì)比鮮明,能完好保存組織形態(tài)。但交聯(lián)和共價(jià)鍵的形成改變了蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)并覆蓋抗原決定簇,會(huì)降低組織抗原性。
因此,目前國(guó)際上都提倡使用10%中性緩沖福爾馬林液。
4%甲醛液的優(yōu)點(diǎn):滲透能力較強(qiáng),固定均勻;組織收縮;能保存脂肪和類脂體(適用于冰凍切片);增加組織韌性;有利于嗜銀染色;可固定高爾基體和線粒體。
4%甲醛液的缺點(diǎn):不能沉淀核蛋白和白蛋白;溶解組織內(nèi)尿酸鹽結(jié)晶;經(jīng)甲醛固定的陳舊組織容易產(chǎn)生色素沉淀(可用堿性乙醇去除:濃氨水1ml加入75%乙醇200ml,切片脫蠟后浸入30分鐘;或1%氫氧化鉀1ml加入80%乙醇100ml,切片脫蠟后浸入10分鐘。如未去除干凈可延長(zhǎng)時(shí)間,處理后流水沖洗5分鐘,常規(guī)染色)。
4%中性緩沖甲醛液(10%中性緩沖福爾馬林液)
這種固定液能完好保存組織形態(tài),使蛋白質(zhì)、核酸等大分子在細(xì)胞內(nèi)原位凝固沉淀,防止崩解和彌漫流失,對(duì)大多數(shù)抗原和腫瘤基因保存較好,是免疫組織化學(xué)和分子病理最常用的固定液。固定時(shí)間以24-36小時(shí)為宜。
配方:甲醛100ml,蒸餾水900ml,磷酸二氫鈉(NaH₂PO₄·H₂O)4g,磷酸氫二鈉(Na₂HPO₄)6.5g,用1N NaOH調(diào)整pH至7.0。由于國(guó)內(nèi)甲醛質(zhì)量不穩(wěn)定,實(shí)際應(yīng)用中取甲醛120ml,蒸餾水880ml,磷酸二氫鈉4g,磷酸氫二鈉13g,效果更好。
關(guān)于固定液的選擇:10%福爾馬林液是最常用的病理標(biāo)本固定液。隨著免疫組化和分子病理的普及,提倡使用10%中性緩沖福爾馬林液,以更好地保存抗原及腫瘤基因。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示,雖然多數(shù)抗原保存差異不明顯,但對(duì)少數(shù)組織的抗原和FISH癌基因檢測(cè)(如Her-2)影響較為明顯。固定時(shí)間結(jié)束后,如遇周末休息,應(yīng)將組織長(zhǎng)時(shí)間停留在75%乙醇或95%酒精中。
關(guān)于細(xì)胞核染色:HE染色細(xì)胞核的等電點(diǎn)pH為3.3-3.6。經(jīng)10%中性緩沖福爾馬林液固定后,在一定程度上改變了細(xì)胞核的pH值,影響細(xì)胞核與蘇木精染料的結(jié)合,特別是固定不充分時(shí),細(xì)胞核容易發(fā)灰。
關(guān)于固定與脫水的關(guān)系:固定不佳的組織,由于脫水劑(乙醇)能使蛋白質(zhì)發(fā)生凝固,導(dǎo)致脫水劑難以滲入組織內(nèi)部,造成脫水不佳;同時(shí)乙醇又起到凝固性固定的作用,使交聯(lián)與凝固性固定混合,對(duì)抗原保存產(chǎn)生不良影響。固定充分的組織,由于固定液已全部滲透到組織內(nèi)部并與組織結(jié)合,脫水劑很容易將固定液和水分置換出來,脫水順暢。固定不足對(duì)抗原的影響,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過固定過度造成的影響。
關(guān)于固定時(shí)間、濃度與滲透速度:手術(shù)切除的器官及腫瘤標(biāo)本,由于具有一定的立體外形和包膜,固定液濃度過高會(huì)引起周圍組織收縮,影響液體滲透至深處,造成中央固定不佳;濃度過低則容易造成邊緣水腫、中央固定不佳。大標(biāo)本如脾、腎、全胃、腸等臟器,10%福爾馬林液24小時(shí)只能穿透2-3mm的實(shí)體組織和5mm的多孔疏松組織(滲透速度受標(biāo)本致密度、包膜厚度、脂肪包裹、固定液量、溫度等因素影響)。取材后的組織,兩面被刀切過,固定液容易滲透。如標(biāo)本厚度超過5mm,經(jīng)24小時(shí)固定后,通常只有邊緣1-2mm的組織固定好,中央部分固定不佳甚至腐爛。因此,大標(biāo)本應(yīng)剖開固定,厚度以3-5mm為佳。
取材后的標(biāo)本,脫水前還應(yīng)再固定6-8小時(shí)。
在一定范圍內(nèi),固定液濃度越高,所需固定時(shí)間越短(但濃度過高會(huì)使組織發(fā)硬、細(xì)胞收縮明顯);濃度越低,所需時(shí)間越長(zhǎng)(濃度過低會(huì)導(dǎo)致組織水腫,甚至變質(zhì))。因此,選擇合適的固定液濃度,不僅能快速固定組織,還能保存優(yōu)良的細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和抗原。
關(guān)于固定速度與溫度的關(guān)系:固定液溫度越高,固定速度越快,所需時(shí)間越短,但細(xì)胞收縮也越明顯,抗原丟失越多,過高的溫度還會(huì)加速組織腐爛(固定液尚未滲透到的部分因溫度升高而變質(zhì))。溫度越低,固定速度越慢,過慢同樣會(huì)使未滲透到的組織變性。因此,選擇合適的組織厚度和固定溫度非常重要。大標(biāo)本應(yīng)剖開后在室溫下固定,取材后的標(biāo)本可選擇室溫18-25℃固定。室溫下降時(shí),應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)固定時(shí)間,在37-45℃恒溫箱或全自動(dòng)恒溫密封式脫水機(jī)內(nèi)固定。
其他常用固定液乙醇(CH₃CH₂OH):易燃、易揮發(fā),還原劑,能被氧化成乙醛,不能與鉻酸、重鉻酸鉀等氧化劑配成固定液。優(yōu)點(diǎn)是有固定、硬化和脫水作用,保存糖原可用100%乙醇固定,保存漿膜抗原優(yōu)于10%中性福爾馬林。缺點(diǎn)是滲透力較弱,易造成表面發(fā)硬;能沉淀核蛋白但沉淀物溶于水,導(dǎo)致核著色不良;可溶解血紅蛋白,損害多種色素;固定速度較慢;對(duì)某些抗原有損傷,對(duì)核抗原保存不利;易引起組織細(xì)胞收縮。95%乙醇常用于細(xì)胞涂片固定,組織標(biāo)本固定一般不采用,只有在無福爾馬林時(shí)臨時(shí)使用,待送達(dá)有福爾馬林的科室后應(yīng)立即更換。目前許多環(huán)保固定液均為醇性固定液。
乙酸(冰醋酸):在氣溫16.6℃以下會(huì)結(jié)成冰狀固體,故稱冰醋酸。乙酸能沉淀核蛋白,使未分裂細(xì)胞核的染色質(zhì)沉淀成塊狀,可清晰顯示細(xì)胞核結(jié)構(gòu)。滲透性強(qiáng)、固定快,能使組織膨脹,與其他液體配合使用,如甲醛乙酸液(10ml甲醛,5ml乙酸,85ml水)對(duì)HE切片固定效果好,細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰,染色對(duì)比鮮明。但乙酸不能沉淀白蛋白,也不能固定脂肪、糖和類脂。
苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚):黃色晶體,常制成飽和溶液貯藏。能沉淀蛋白質(zhì),具有軟化組織和脫鈣作用,常與其他液體配合使用,如Bouin液(飽和苦味酸水溶液75ml,甲醛20ml,乙酸5ml)。Bouin液是骨髓、睪丸等組織固定的良好固定液,適用于結(jié)締組織染色,尤其是三色染色。由于pH約1.7,對(duì)抗原有損害,不適宜長(zhǎng)期保存,固定時(shí)間12-24小時(shí)。經(jīng)苦味酸或Bouin液固定的組織必須流水沖洗4小時(shí)以上。
B-5固定液(乙酸鈉--甲醛固定液):滲透力較強(qiáng),多用于固定淋巴組織。配方:無水乙酸鈉1.25g,6g,甲醛10ml(用時(shí)加入),蒸餾水90ml。不加甲醛即為B-4固定液。用含汞成分固定的組織,染色前必須先用0.5%碘酒(70%乙醇加入碘)脫汞處理。
重鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇):橙紅色板狀結(jié)晶,有毒性。常用1%-3%水溶液作固定,穿透力極強(qiáng),組織收縮;可使蛋白質(zhì)變?yōu)椴蝗苄缘荒苁蛊涑恋恚尤胍宜岷罂墒沟鞍踪|(zhì)沉淀);對(duì)線粒體、高爾基氏體固定效果較好。缺點(diǎn)是可溶解染色質(zhì)。經(jīng)重鉻酸鉀固定的組織必須流水沖洗12小時(shí)以上。
戊二醛(C₅H₈O₂):無色透明油狀液體,有刺激性氣味。對(duì)糖蛋白、糖原、微管、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞基質(zhì)等固定作用較好,穿透力強(qiáng)于,能保存某些酶活力,長(zhǎng)時(shí)間固定不會(huì)使組織變脆。但不能保存脂肪,對(duì)細(xì)胞膜顯示較差,也無電子染色作用。常用2.5%水溶液作電鏡組織處理的前固定,固定時(shí)間2小時(shí)以上。
(OsO₄):白色或淡黃色晶體,劇毒,強(qiáng)氧化劑。對(duì)蛋白質(zhì)、脂肪、脂蛋白固定良好,有較強(qiáng)的電子染色作用,圖像反差好。常用1%水溶液作電鏡組織處理的后固定,固定時(shí)間視溫度而定:室溫高于18-20℃時(shí)1小時(shí),低于18-20℃時(shí)1.5-2小時(shí)。缺點(diǎn):固定時(shí)間過長(zhǎng)易使組織發(fā)脆,不易切片;需臨用前幾天配制以確保充分溶解。
Carnoy液:對(duì)染色體固定較好,能很好顯示DNA和RNA。固定速度快,3mm厚組織塊固定1小時(shí)左右,較厚組織不超過4小時(shí)。配方:乙酸10ml,30ml,無水乙醇60ml。
Helly液(Zenker福爾馬林液):對(duì)細(xì)胞質(zhì)固定較好,特別是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)特殊顆粒、胰島以及心肌閏盤保存效果良好。因含汞成分,染色前需用0.5%碘酒脫汞處理。配方:重鉻酸鉀2.5g,5g,蒸餾水100ml,甲醛5ml。
Kanovsky液:對(duì)細(xì)胞抗原、微細(xì)結(jié)構(gòu)的保存優(yōu)于單純戊二醛,常用于免疫電鏡標(biāo)本的前固定。先灌注、再浸泡,固定時(shí)間10-30分鐘,緩沖液漂洗后用蔗糖液浸泡,恒溫冷凍切片。配方:25%戊二醛10ml,40%甲醛5ml,0.2mol/L二甲胂酸鈉緩沖液49ml,無水氯化鈣50mg,蒸餾水33.5ml(加入),pH7.3。
Rossman液:常用于糖原固定。組織固定12-24小時(shí)后,用95%乙醇洗,無水乙醇脫水。配方:無水乙醇苦味酸飽和液90ml,甲醛10ml。
Zenker液:對(duì)免疫球蛋白、病毒包涵體(如Negri小體)固定效果較好,細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)染色清晰,常用于三色、磷鎢酸-蘇木精等特殊染色。不適合含血量較多的標(biāo)本。固定時(shí)間12-36小時(shí),加熱可加快固定。配方:儲(chǔ)存液由重鉻酸鉀2.5g,5g,蒸餾水100ml組成,用時(shí)加入乙酸5ml。配制時(shí)加溫至40-50℃溶解,冷卻后過濾,保存于棕色玻璃磨砂瓶?jī)?nèi)。此液不能用金屬容器盛放,組織固定后也不能用金屬鑷子夾取。用Zenker液固定的組織必須流水沖洗12小時(shí)去除重鉻酸鉀,脫水前用0.5%碘酒脫汞處理。
4%多聚甲醛液:常用于免疫組織化學(xué)組織固定。配方:4g多聚甲醛溶于100ml蒸餾水,加溫至60℃攪拌溶解。多聚甲醛不易溶解,也可將液體放入密封瓶中,60℃溫箱過夜溶解。
固定,是整個(gè)制片流程中無法回頭的一步。這一步做扎實(shí)了,后續(xù)的脫水、切片、染色才有意義。這一步馬虎了,后面再怎么補(bǔ)救,都很難得到一張真正合格的切片。