组织处理12种方式
1. 常规石蜡包埋处理
这是病理科最基础、最常用的一种方法。几乎所有送来的手术标本,比如切下来的阑尾、胃癌组织,最后都是走的这条路。它的核心目的是把软的组织变得又硬又脆,方便切成几微米厚的薄片。
具体流程像个流水线:
首先是“固定”。组织一离开身体,细胞就开始死亡分解,必须马上泡进福尔马林里,把它的形态“定格”在取下来的那一刻。 固定液的量要够,至少是组织体积的5到10倍,时间通常需要6到24小时。 一块1.5厘米 x 1.5厘米 x 0.3厘米的组织块是比较理想的大小。
然后是“脱水”。因为石蜡不溶于水,所以要用浓度从低到高的酒精(比如70%、80%、95%、100%)一步步把组织里的水换掉。 这一步如果没做好,组织就会发软,后面没法切。
接着是“透明”。酒精和石蜡也合不来,需要一个中间人,通常是二甲苯。二甲苯能溶于酒精也能溶于石蜡。 组织被二甲苯浸透后,会变得有点透明,所以叫这个名字。
最后是“浸蜡”和“包埋”。把组织放进融化的石蜡里,让蜡充分渗透进去,然后用蜡块把组织包起来,冷却凝固。 这样,一块适合切片的蜡块就做好了。
整个过程现在大多由全自动脱水机完成,设定好程序,机器会自动换液、加温,非常方便。
2. 冰冻切片处理
这种方法主打一个字:快。主要用在手术中,比如外科医生切下一个肿块,但不确定是良性还是恶性,就需要病理科医生在半小时内给出初步诊断,以决定接下来的手术范围。
它的原理很简单,就是利用低温把新鲜组织冻硬,然后直接切片。 不需要固定、脱水、透明这些复杂的步骤,所以特别快。
操作上,把新鲜组织放在一个金属托上,滴上一种叫OCT的包埋剂,然后迅速在零下20多度的恒冷箱里冷冻。 组织冻硬后,就可以用里面的切片机切片了。切出来的片子直接染色、看片子。
但是,冰冻切片的质量通常不如石蜡切片。因为快速冷冻会在细胞内外形成冰晶,对组织结构有破坏,图像会有点糙。 所以它一般只用于紧急的术中诊断,最终确诊还是要靠后面做的常规石蜡切片。
3. 骨组织脱钙处理
处理骨头或者有钙化点的组织时,必须多一个步骤:脱钙。因为钙质很硬,如果不去掉,切片刀的刀刃一下就废了,根本切不动。
脱钙就是在常规处理之前,用酸性液体把组织里的钙盐溶解掉。 常用的脱钙液有两大类:
一类是强无机酸,比如硝酸。 优点是速度快,但缺点也很明显,就是太“霸道”,容易破坏组织结构,影响后续的染色,尤其是免疫组化染色。
另一类是有机酸,比如甲酸和EDTA。甲酸比较温和,脱钙效果和对组织的损伤介于中间。 EDTA是最温和的,它通过螯合钙离子的方式脱钙,对组织结构和抗原的保护最好,但缺点是速度极慢,可能需要几周甚至几个月。
脱钙是否彻底很关键。可以用手捏一下,感觉组织从硬变软韧;或者用细针轻轻戳一下,如果能轻松穿过,就说明脱钙完成了。 脱钙完成后,要用水充分冲洗,把残留的酸洗掉,不然也会影响染色。
4. 细胞块处理
这个技术主要用来处理液体标本,比如胸水、腹水、尿液或者细针穿刺吸出来的东西。这些标本里的细胞是散的,没法直接做成蜡块。细胞块技术就是把这些分散的细胞收集起来,做成一个“人造组织”,然后按照常规石蜡流程处理。
做法通常是这样的:
先把液体标本离心,把细胞都沉淀到管子底下。
然后把上面的液体倒掉,用一些方法把沉淀下来的细胞凝聚成一个小团块。比如可以用琼脂糖凝胶把它包起来,冷却后就成了一个小果冻样的块。
之后,把这个含有细胞团的“果冻”放进包埋盒,像处理小块组织一样,进行脱水、透明、浸蜡和包埋。
这样做的好处是,可以把珍贵的细胞保存下来,不仅能观察形态,还能做免疫组化或者分子检测,对诊断帮助很大。
5. 微波组织处理
这是一种加速版的常规处理方法,利用微波的快速加热效应,缩短脱水、透明和浸蜡的时间。普通自动脱水机跑一个程序可能要十几个小时,而微波处理机能在两三个小时内完成。
微波能让液体分子快速震荡产热,使得酒精、二甲苯和石蜡能更快地渗透到组织内部。整个过程在严格的温度控制下进行,避免因为温度过高而把组织“煮熟”了。
这个方法对于需要快速出报告但又想保证切片质量的情况很有用,比如一些紧急的活检标本。它的效果比常规方法好得多,比冰冻切片质量高,是一种兼顾速度和质量的选择。
6. 透射电镜样本处理
如果想看细胞内部更微观的结构,比如线粒体、内质网,普通的光学显微镜就不够用了,需要用透射电子显微镜。但电镜的样本制备比石蜡切片要复杂得多,对组织损伤的要求也更苛刻。
关键点在于“小”和“快”。取的组织块必须非常小,通常小于1立方毫米,这样固定液才能快速渗透。 而且动作要快,组织离体后要立刻放进固定液里。
固定液也不同,除了用戊二醛做初固定,还要用锇酸做后固定,目的是更好地保存细胞膜和细胞器结构。
脱水后,不是用石蜡包埋,而是用环氧树脂这类更坚硬的材料包埋。 因为电镜切片要切到纳米级别(通常是50-70纳米厚),比石蜡切片薄几十倍,必须用更硬的包埋剂支撑。
整个过程对操作要求很高,每一步都要小心翼翼,避免造成人为的结构损伤。
7. 振动切片机处理
振动切片机主要用于处理新鲜的、未经固定的组织,特别是脑组织。 它的特点是在切片时,刀片会高频振动,像一把微型电锯,而不是像普通切片机那样直接推过去。
这种振动的方式可以减少对组织的挤压和撕扯,最大限度地保持细胞的活性和结构的完整性。 切下来的组织片通常比较厚,几十微米,可以直接用于电生理实验或者某些特殊的染色。
操作时,需要把组织块用胶水粘在一个样品座上,然后沉浸在冰冷的缓冲液里进行切片。 缓冲液的低温环境有助于减缓细胞的代谢,保持其活性。
8. 整体透明化处理
这是一项比较新的技术,也叫“组织透明术”。它可以让整个器官(比如整个小鼠大脑)或者大块的组织变得像玻璃一样透明。
它的原理是用特殊的化学试剂,把组织中造成光散射的主要成分——脂质给洗掉,同时调整组织的折射率,让它和周围的介质一致,这样光线就能直接穿过,而不会被散射。
透明化之后,再结合荧光标记技术,就可以用激光共聚焦显微镜直接对整个器官进行三维成像,观察内部精细的神经元网络或者血管分布,而不需要把它切成一张张的薄片。这对神经科学等领域的研究很有用。
9. 塑料包埋处理
除了用于电镜的树脂,有些特殊情况下,光镜样本也会用塑料(比如甲基丙烯酸甲酯)进行包埋。
这种方法主要用于需要观察硬组织和软组织连接界面的情况,比如带有人工关节的骨组织、牙齿和牙周组织等。因为塑料比石蜡硬得多,可以很好地支撑硬组织,在切片时不容易导致硬组织和软组织分离。
另外,对于需要切很薄的半薄切片(比如1微米厚)来获得更高分辨率的图像时,也会用到塑料包埋。它的处理流程和树脂包埋类似,但要求没有那么极端。
10. 免疫组化样本的特殊处理
虽然免疫组化(IHC)是染色步骤,但它对前期的组织处理有特殊要求。IHC的目标是检测组织中的特定蛋白质(抗原)。
在固定阶段,福尔马林虽然能很好地保存形态,但它会在蛋白质之间形成交联,像一张网把抗原给“罩住”了,可能会导致抗体无法识别。因此,在染色前,通常需要一个“抗原修复”步骤,比如用高温高压或者特定的酶(如胰蛋白酶)处理切片,把这个“罩子”打开。
所以,从组织处理的一开始就要考虑到后续要做什么检测。如果固定时间太长,抗原被过度交联,可能就怎么修复都“救”不回来了。
11. 替代试剂的处理流程
传统的组织处理流程中使用二甲苯作为透明剂,但二甲苯有毒性,对操作人员健康和环境都不友好。因此,现在有很多实验室开始使用更环保、更安全的替代品。
市面上有很多种二甲苯替代品,大多是基于柠檬烯或者烷烃类的溶剂。它们的作用和二甲苯一样,都是作为酒精和石蜡之间的桥梁。
更换成替代试剂后,脱水机里的程序参数,比如处理时间、温度,可能需要根据具体试剂的特性进行调整和优化,以达到最好的处理效果。这是一个趋势,让病理实验室变得更安全。
12. 全自动封闭式脱水机处理
这是对常规处理方式的设备升级。老式的自动脱水机是开放式的,组织篮在一个个试剂缸之间移动,试剂的味道会散发到空气中。
而全自动封闭式脱水机,组织篮是固定不动的,试剂通过管道自动注入和排出处理仓。 整个过程在一个密闭的系统里完成,排出的废气也会经过活性炭过滤,大大减少了有害气体的暴露。
这类设备通常更智能,可以设置更复杂的程序,比如压力和真空交替,加速试剂渗透。 有些高端型号甚至可以同时运行两个不同的程序,处理不同类型的组织,提高了工作效率。

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