石蜡切片的免疫荧光(Immunofluorescence on Paraffin Sections,简称IFPS)是将免疫学与荧光显微镜技术相结合,用于检测和定位组织切片中的特定蛋白质或抗原。该技术广泛应用于医学研究和诊断,尤其在肿瘤学、病理学和细胞生物学等领域具有重要价值。
一、实验原理
石蜡切片免疫荧光(IF-P)是一种应用于组织切片的免疫标记技术。在这项技术中,荧光物质(如荧光素)被标记于抗体上,然后将其与切片中的特定抗原结合。通过荧光显微镜观察,可以呈现出组织中特定分子的位置和分布情况。
IF-P技术可分为直接法和间接法两种。直接法是直接将荧光标记的一抗与目的蛋白结合,而间接法则是先将一抗与目的蛋白结合,再利用荧光标记的二抗进行检测。间接法是IF-P中最常用的方法,因其灵活性和灵敏度而受到青睐。
在实际操作中,进行IF-P实验需要先对组织样本进行固定、脱水和包埋等处理,然后进行切片。接着,样本经过抗原修复、蛋白阻断和抗体孵育等步骤,最终通过荧光显微镜观察并获得荧光信号。
二、实验仪器、耗材及试剂
组织包埋机、组织脱水机、切片机、摊片烤片机、荧光显微镜或共聚焦显微镜、摇床、微波炉、纯水机、粘附载玻片、盖玻片、组织包埋盒、免疫组化笔、抗原修复盒组合式染色缸、湿盒、吸水纸、镊子、毛刷、计时器、乙醇、二甲苯、石蜡、一抗、二抗、PBS缓冲液、柠檬酸盐抗原修复液、DAPI染色液、山羊血清、中性树脂等。
三、实验步骤
1.取材及固定
在进行石蜡切片的免疫荧光实验时,首先需要注意取材的重要性。选取想要观察的组织部位,并确保采集的材料是新鲜的,最好在处死动物后立即取材。长时间放置可能导致组织蛋白降解或理化性质改变,从而影响观察结果。固定组织的主要目的是保持其原有结构以便后续观察。
固定可以使用4%多聚甲醛进行,通常固定约24小时左右便可完成。然而,固定时间也会受到组织类型、大小、固定液种类等因素的影响,因此在具体操作时需根据情况进行调整。固定完成后,可以继续进行后续的抗原修复、蛋白阻断、抗体孵育等步骤,最终进行荧光显微镜观察,以获取组织中特定分子的定位和分布信息。
2.脱水
免疫荧光实验中的脱水步骤是非常关键的一步,它有助于有效地去除样品中的水分,使组织结构更加坚固,以确保后续处理过程中不会造成组织变形或破坏。脱水的适度是至关重要的,过度或不彻底的脱水都会对接下来的浸蜡和染色步骤产生负面影响。
通常在免疫荧光实验中,可以采用不同浓度的乙醇梯度来进行脱水处理。比如,可以先将样品依次置于75%乙醇中脱水4小时,接着转移到85%乙醇中脱水2小时,然后依次在90%乙醇、95%乙醇、无水乙醇Ⅰ和无水乙醇Ⅱ中继续脱水,每一步骤的时间需要根据实际情况进行微调。
3.透明
透明有助于去除残留的脱水剂并使组织透明化,以便更清晰地观察和分析样品。透明的处理过程可以根据实际需要进行调整,虽然一般的操作顺序是无水乙醇与二甲苯的混合,但实际操作中也存在多种不同的方案。
通常,透明过程可以采用无水乙醇与二甲苯按照不同比例混合的方式进行。例如,可依次将样品放置在无水乙醇与二甲苯混合(1:1)的溶液中处理10分钟,接着转移到纯二甲苯中处理10分钟,然后继续进行二甲苯Ⅰ和二甲苯Ⅱ的处理步骤,每一步处理时间都要适当控制。
在实践中,不同的实验室可能会根据具体情况采用不同的透明处理方案,有些地方可能直接使用二甲苯进行透明处理,而有些则更倾向于采用混合处理以避免二甲苯挥发过快。此外,无水乙醇与二甲苯的混合比例也可能会因地区不同而异,有些地方可能会设置不同比例的混合梯度,例如2/3无水乙醇+1/3二甲苯、无水乙醇:二甲苯=1:1等,以满足实验的需求。
4.浸蜡
浸蜡的主要目的是使石蜡能够充分地进入组织,从而为后续的实验操作提供必要的支撑。通常情况下,选用熔点约在56℃~58℃范围内的石蜡进行浸蜡操作,以确保最佳效果(不同石蜡的熔点可能略有差异,应酌情调整浸蜡温度)。
为了确保浸蜡的充分性,一般建议进行三次浸蜡操作,每次持续1小时。这样的操作流程通常标记为石蜡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,每一次浸蜡过程都至关重要,以保证样本组织能够充分地被石蜡所包裹和渗透。
5.包埋
在石蜡切片的免疫荧光实验中,包埋步骤是至关重要的环节。一旦浸蜡完成,将处理好的组织样本放入包埋盒中,并将熔化的石蜡倒入盒中。在将盒子小心置于冷台上待其冷却凝固的过程中,需格外小心谨慎,以防止组织在移动的过程中发生变形、折叠或损坏的情况发生。特别是对于小体积样本,操作时必须更加细心,以免由于疏忽而导致组织的丢失。
选择合适尺寸的包埋盒也至关重要,应根据组织的大小和形状进行选择,确保组织能够被完整包裹在其中。此外,在组织放置的过程中,也要注意组织的摆放方位,以确保后续的切片过程能够得到准确的结果。
6.切片及展片
切片及展片的步骤是非常关键的环节。首先,在切片前,需预先将蜡块冷却片刻以便更好地进行切片。调整切片机的厚度为较厚的层次(如:7 μm)进行修片,修片完成后建议更换刀片的位置以避免刀钝造成组织损坏,以确保切片质量。当能够清晰看到组织时,再将切片机的厚度调整至3 μm(常用石蜡切片厚度),以确保切出连续完整的组织片。
完成切片后,用毛刷轻轻沾取切好的片子,首先将其置于冷水中进行展片。随后,将片子转移至约42℃的温水中进行二次展片,确保组织能够平整展开,尽可能避免出现褶皱。
7.捞片及烤片
首先,使用镊子轻轻拨去多余的组织片,并利用报纸或其他较硬纸张轻轻带走水面上的碎片,确保样本表面清洁。接着,取出载玻片,在固定载玻片两侧面的同时,用中指辅助抵住载玻片背面以稳定载玻片的位置。将载玻片以适当的角度(约45°)斜插入水中,靠近组织片,等待组织片与载玻片接触后,轻轻提起载玻片即可完成捞片过程。
完成捞片后,将片子放置在约60℃的烤片机上烤片1小时。这个步骤至关重要,因为时间不足可能导致脱片,而时间过长则可能破坏组织结构。
8.脱蜡复水
首先,在二甲苯Ⅰ中处理组织10分钟,接着进行二甲苯Ⅱ的处理10分钟,然后进行二甲苯Ⅲ的处理10分钟,以确保充分去除蜡质。随后进行无水乙醇Ⅰ处理5分钟,继而进行无水乙醇Ⅱ处理5分钟,紧接着浸泡在95%酒精中3分钟,接着浸泡在90%酒精中3分钟,然后是80%酒精2分钟,70%酒精2分钟,随后进行蒸馏水Ⅰ处理3分钟,最后完成脱蜡复水过程的最后一步是蒸馏水Ⅱ处理3分钟。
9.抗原修复
抗原修复有助于恢复样本中的抗原性,提高实验的准确性和可靠性。为了配制柠檬酸盐抗原修复液(pH 6.0),可以采用微波炉进行如下步骤:首先将微波炉设置为中高火(80%火力)并加热样本液8分钟,然后停火静置8分钟,最后调至中低火(50%火力)再加热7分钟。待其自然冷却后,将样本用PBS缓冲液洗涤3次,每次洗涤5分钟。
10.封闭
完成清洗后,轻轻吸干水分后,可以利用组化笔在组织周围绘制一个圈,以确保后续试剂能够均匀地覆盖整个组织。接着,滴加山羊血清于室温下封闭1小时,这一步骤可以有效地阻断非特异性结合,提高抗体的特异性和灵敏度。封闭结束后,用PBS缓冲液进行3次洗涤,每次持续5分钟,以去除多余的血清和保证后续试剂的准确结合。
11.一抗孵育
首先需滴加适量一抗液覆盖整个切片组织,然后将切片置于4℃条件下进行孵育过夜。孵育结束后,通过使用PBS缓冲液进行三次洗涤,每次洗涤时间为5分钟。
12.二抗孵育
滴加适量的荧光二抗液以覆盖整个组织,然后将切片放入暗盒内,置于避光条件下的室温孵育1小时(注意:之后的所有步骤均需在避光操作下进行)。孵育结束后,使用PBS缓冲液进行三次洗涤,每次洗涤时间为5分钟。
13.DAPI染色
在进行石蜡切片的免疫荧光实验中,建议采用DAPI染液在避光条件下对样本进行染色处理,室温下染色时间为10分钟。随后,使用PBS缓冲液进行三次洗涤,每次洗涤时间为5分钟。在完成洗涤后,轻轻蘸干水分,然后滴加抗荧光衰减封片剂,并盖上盖玻片。
14.观察
将样本放置在荧光显微镜或共聚焦显微镜下进行观察,以研究目的蛋白的分布情况。
注意事项
1.抗体选择:选择高特异性和高亲和力的抗体,尽量避免交叉反应。
2.抗原修复:根据目标抗原和组织类型选择合适的抗原修复方法和条件。
3.荧光标记:选择稳定性好、亮度高的荧光染料,以获得清晰的荧光图像。
五、应用
石蜡切片的免疫荧光广泛应用于以下领域:
1.肿瘤研究:检测肿瘤组织中的特异性标志物,了解肿瘤发生、发展和转移的机制。
2.疾病诊断:通过检测组织中的病理标志物,辅助疾病的诊断和分型。
3.细胞生物学:研究细胞中蛋白质的表达和定位,了解细胞功能和信号通路。