第四章放射自显影技术

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程那么严格。定影完成后,充分水洗,除去定影剂和硫化
物,然后凉干。
•四、宏观自显影(Macor-autoradiography)的观察 •1、肉眼观察 观察发黑的部位和程度,如果放射性只分布在个别部 位,或放射性比较弱,发黑不明显,必须有实物照片比较观察。用X- 看片灯可以观察的比较清楚。 •2、光密度测量 肉眼观察只能获得不同器官或组织放射性多少的相 对印象,不能给出具体的数据。光密度测量是用光密度计测量透过部 位的光的强弱,对底片黑化程度能给出定量数据。因此能较客观评价 各部位、器官、组织的放射性的相对分布。这种自显影定量的关键在 于制备和应用放射性阶标。即用逐级降低的已知放射性活度的阶梯性 标准(简称为放射性阶标),与待测样本一起曝光和加工,通过与阶 标的黑度相比,来确定标本的放射性(参考王成方等“大豆光合产物 运转分配的定量自显影研究”原子核农业应用,1985,4:26-29)。 •由于标本各处的组织结构的差异,自吸收及对乳胶接触的几何条件不 同,因而必须对用阶标法测出的标本的放射性活度进行修正后,才是 标本的实际放射性活度。即在自显影后,将标本的代表性部位取下, 称量,并液体闪烁计数仪测量放射性,与自显影片的值相比较,求出R 值(R=标本液闪测得放射性活度/自显影测得的放射性活度),再进行 校正。(参见刘鼎新,放射自显影技术的一些新进展,1980,1,核医 学进展;Rogers A.W.,Practical Autoradiograph,England Review, 1979,(20))。
• 二、自显影的制作 • 1、感光材料 通常为乳胶,其基本组成为溴化银晶体、支持 物、明胶(溴化银晶体的支持物)。 • 各种感光材料主要由于银盐的浓度,结晶颗粒的大小和乳胶层 的厚度不同而具有不同的敏感度和分辨能力,适于不同目的的 自显影。颗粒越大、越多,即越容易形成潜影。而分辨力与颗 粒的大小和乳胶层的厚度相关。 • 照相乳胶的类型有X光片、幻灯片或电影正片、核乳胶、乳胶 干板、加强膜(荧光片增强感光)、照相底片。 • 2、自显影的制作 一般采用接触曝光,将样本平整的一面与X 光片或其它固体照相材料紧密接触,样本的另一面填上泡沫塑 料等松软材料。X光片上覆盖一层薄纸,压紧,使其和样本紧 密接触。市售的X光曝光盒底层有泡沫塑料,放一张保护纸后, 放样本,X光片在样本上面,再覆盖保护纸将盖子扣紧,就能 完全曝光。为防止薄层板上分离的纯化学物质或土壤中的化学 物质对感光材料的作用,可再薄层板或剖面上加保护膜,这对 32P样品没有影响,对14C、35S等软β 核素,可能将一部分射线 挡除,而对3H则完全把射线隔断。
放射自显影技术
rat
Northern 杂交
brainG既是一种辐射探测方法,又是一项完整的同位素示踪技术。 它与一般用制备的放射性样品,通过电离或闪烁探测器检测放 射性的示踪技术相比,有下列主要优点: • 1、能够准确定位 依自显影的类型不同能检测放射性物质在 器官、组织、亚细胞结构、甚至在生物大分子中的分布。至于 用自显影获得的细胞,亚细胞和分子水平上放射性物质的分布 是用一般的生物化学分离法难以获得或不能获得的。 • 2、具有很高的灵敏性 因为照相乳胶对射线的反应具有累积 作用,所以通过延长曝光时间可以检测到样品中微弱放射性。 • 3、资料形象,易于保存 获得的自显影图像能清晰反映放射 性物质在器官、组织、和各结构部位的分布情况,形象、客观 并能长期保存。
• 曝光时间的长短和射线的种类(能量、半衰期)、活度和感光材料的 类型及自显影的种类有关,同时也要考虑到放射性分布的无均匀性。 • 对X-光片,105 ~106 粒/cm2 能产生可显影的潜影,107 ~1010 粒子/ cm2 产生好的潜影。因此可以此数除以单位面积样品的放射性活度 (dpm/ cm2)来粗略的估计曝光时间(t=(dpm/ cm2)/( 107~1010粒 子/ cm2),再结合实验曝光确定适宜的曝光时间,即在正式制片的 同时,压制相同样品的预备片,在不同时间取出显影,直至出现清 晰的图象。 • 2、显影 显影过程是在显影剂的作用下,使感光的银颗粒还原,使 潜影显现出来。是一个自催化的过程,在还原已开始的晶粒中比还 原还没有作用的晶粒还原的快,因此在含有潜影银的晶粒中首先开 始作用,溴化银转化成银原子,聚积在潜影形成的位置上,溴离子 从晶粒中扩散出去。在没有潜影的银粒中也能显影,但要慢的多, 显影要掌握在正好使感光晶粒还原,而未感光的晶粒还未还原,结 果使形象显示出来。 • 显影液一般用D19-6或市售的显影粉配置。温度在19±1℃,时间一般 在2~3 min。
• 第三节 光学显微自显影(IMARG)的制作 • IMARG是在光学显微镜的水平上观察放射性物质的分布,所用的样品 通常是粘在载玻片上的切片。根据所研究物的性质和观察的结构部 位的大小,制作不同厚度的包埋切片或细胞涂片。然后在切片上覆 盖乳胶膜。经暴光,显影,定影后,连同切片一起观察乳胶中的银 粒分布。 • 一、固定和包埋材料及切片的制备 • 1、石蜡包埋切片 取新鲜的组织块(经放射性标记, 0.5cm×0.5cm×0.5cm)→固定(保持新鲜状态的结构,一般采用卡 诺氏Ⅰ(96%乙醇:冰醋酸=3:1 V/V)或卡诺氏Ⅱ(96%乙醇:氯仿: 冰醋酸=6:3:1 V/V/V) 固定液固定24小时,若要保存核蛋白, 可采用甲醛:70%乙醇:冰醋酸=5:90:5(V/V/V)固定液)→脱水 (用逐级酒精脱水)→浸透(1/2二甲苯+1/2酒精→二甲苯) →透 明(1/2二甲苯+1/2石蜡)→包埋(将融化石蜡中的组织块,量于用 纸折成或特殊的包埋盒内的适宜位置,灌入融化石蜡,投入冰水中 冷却) →修块(将样本周围所涂石蜡切掉,修成适宜切片的一定形 状的蜡块)→切片→展片→脱蜡→复水→干燥。 • 若要在高倍显微镜下观察,制作0.5~1μ m的半薄切片,则采用树脂 包埋。其处理过程与上述基本相同,但要求更精细的操作,要用性 能良好的切片机和玻璃刀。
• 2、冰冻切片 冰冻切片用以研究可溶性的小分子放射性成分 的分布,必须将新鲜组织块量于液氮冷却的异戊烷或丙烷中或 干冰丙酮中快速冷冻,固定活体结构,防止冰晶形成,然后以 不同方法进一步处理。 • (1)组织块处理 • ① 冻干-渗蜡 首先深冻组织块,低温真空干燥,通过升华 使组织脱水;然后真空渗蜡:冻干组织块置于试管固体石蜡上, 抽真空后,在60℃水浴渗蜡。 • ② 冷冻取代 用有机溶剂取代水分子而使组织脱水。吉林农 科院:在广口热水瓶中放入干冰,在有胶塞的试管中充入经无 水硫酸钠反复脱水和蒸馏后的纯丙酮,插入干冰中预冷。速冻 的组织块于低温干燥条件下迅速转入试管中,密封。并置于冰 箱中,每天加干冰,一周后,拉试管胶塞于冰面中,自然升温 至室温,取代完毕。 • (2)恒冷切片箱中切片 冰块装于恒冷箱切片机上,在低温 下切片,切片浮于益玻片上,再将盖玻片于黑暗中沾于乳胶干 板上,在低温下曝光,即为融表法。
• 二、显影的制作 • 1、固体乳胶法 在低温显微镜下观察比较厚的组织切片的自显影, 可用电影正片、幻灯片、乳胶干板或涂有液体乳胶膜的玻片,可用 下列方法制备自显影: • (1)接触法 • (2)湿贴法 • (3)湿贴-接触法 • 2、液体乳胶法 将核乳胶于40-50℃水浴中融化,稀释,轻轻搅拌 均匀,用涂布法,滴加法,常用浸蘸法制备乳胶膜覆盖于切片上, 待乳胶冷却、凝固、干燥后,置于暗盒中,加入干燥剂,黑纸包裹。 为防止胀力显影,干燥过程不要太快。 • 核乳胶是对射线敏感,对普通光线相对不敏感,专为自显影而制造 的照相乳胶。呈淡黄色,在常温呈牛乳状,平时必须保存于4~8℃ 冰箱中。 • 3、揭膜法 揭膜乳胶如AR-10是10 nm的明胶层上加一层5μ m的乳胶 层,使用时将其从玻片上连同明胶一起揭下来,漂浮于25℃蒸馏水 中,将玻片插入水中,切片朝上,对准乳胶膜,将其置于标本上。 揭膜法的优点是厚度一致,重复性好。但由于明胶层的覆盖,增加 染色的困难。
• 二、制作放射自显影的基本过程 • 生物材料的标记→自显影样品的制备→自显影的制作→曝光→显影 →定影→观察与分析(定位及放射性测量)。 • 三、放射自显影的基本类型 • 依样品和观察部位的大小,分宏观和微观自显影;后者又有光学自 显影(IMARG)和电镜自显影(EMARG)。 • 1、宏观自显影 将宏观的标记样品与固体照相乳胶接触曝光,显影, 定影后,形成黑白图象,用肉眼观察或光密度计测量黑度来分析放 射性物质在器官组织中的分布情况。 • 2、光学显微自显影 通常在常规的组织学切片或涂片上涂上一层液 体乳胶膜,经曝光,显影,定影后,在显微镜下观察银颗粒的分布, 来了解放射性标记物在细胞间或细胞显微结构中的分布情况。观察 的范围很小,要求分辨力高,在材料标记,切片制作,乳胶膜的制 作及观察分析上要求更高的技术。 • 3、电镜自显影 在超薄切片上涂上单层乳胶膜,经曝光、显影、定 影后,在电子显微镜下观察银颗粒的分布,来了解放射性物质在细 胞超微结构中的分布情况。甚至可观察到生物大分子的标记部位。 观察的结构部位很小,要求分辨力高,在材料标记,切片制作,乳 胶膜的制作及观察分析上要求更高的技术。
• 3、定影
定影剂的主要成分是Na2S2O3(硫代硫酸钠),
目的是去掉未显影的晶体颗粒,使图像得以长久保存。 • 其反应式如下: • Na2S2O3+AgBr→NaAgS2O3+NaBr; • NaAgS2O3+ Na2S2O3→Na3Ag(S2O3)2。
• 定影的时间一般为15 min或更长,温度控制也没有显影过
• 三、照相过程 • 1、曝光 • (1)潜影的形成过程 射线粒子进入晶体,能从溴离子中打出电子, 形成电子与银离子的离子对,只要能量足够,这个电子能离开轨道, 进入导电带,在晶体内移动,并移向缺陷处,形成阴电层,银离子 向阴电层移动,获得电子,形成银原子,银原子聚集形成潜影。同 时,失去电子的溴离子成为溴原子,并从晶体表面释放出,跑到明 胶中。 • (2)曝光条件 紧密曝光,固定,安全曝光,无外源放射性,安全 位置,别人不会拿动或作上标记,湿度不能太高,低温下能增加敏 感度。 • (3)曝光时间 曝光时间不足,来不及形成潜影,不能得到显影形 象。因为在一般显影条件下,要使银粒显影,需要有一定的银粒数 及每粒含有一定数量的银原子数。曝光时间过长,本底增加,降低 了分辨力,特别是β 射线,由于散射使形象模糊。在曝光时间过长 情况下,有时感光度反而降低,因为银原子与溴原子重新结合,称 为潜影衰退(image fadding)。过量的水分,大气中的O2 、H2O2 过 大或不均匀的压力,过高的温度都能增加潜影衰退。因此在曝光之 前必须使乳胶完全干燥,如需长时间曝光,可除去空气,在N2 或氩 气中暴光,并且在低温下进行。
• 第二节 宏观放射自显影(Macro-autoradiography)的制作 • 以宏观材料制作的自显影,肉眼或光密度计观察组织、器官中 放射性物质的分布。 • 一、样品的制备 • 1、植物材料 整株或部分器官(枝条、叶片、花蕾等),压 制成标本要求干而不脆,平整。若植株过大可折转或剪断。若 观察放射性物质在茎杆中的分布,可制成茎杆的纵横切片。 • 2、动物材料 整体切片:纵剖面或横剖面,或组织的宏观切 片。 • 3、层析谱 纸层或薄层板展开后,充分干燥,可喷射聚氯乙 烯或硝化纤维(polyvinyl chloride or nituocellalose), 以防止自显影时薄层板上吸附剂粉的移动。 • 4、凝胶电泳块 为防止水分对乳胶的影响可采取:(1)干燥; (2)包蔽;(3)冰冻:在低温条件下曝光。 • 5、其他 如土壤剖面,可将土壤切成平整的剖面,用薄的聚 氯乙烯膜包蔽。
• 虽然放射自显影技术有着其他方法无法比拟的优点, 但同样存在一些不足之处: • 1、自显影的制备时间过长 手续较复杂,尤其显微
自显影要求较薄的技术;
• 2、不能直接定量 一般情况下只能相对定量。因此,
除了在细胞学、分子生物学和遗传学研究中的特殊目
的外,在一般的示踪实验中,放射自显影作为放射性 检测的一种手段,补充提供放射性物质的吸收,运转 和分布的资料。
第四章 放射自显影技术
• 第一节 放射自显影的基本概念 • 一、放射自显影的定义 • 利用放射性物质发出的射线能使照相乳胶感光的这一 特性,来检测样品中的放射性的技术,称为放射自显 影技术。 • 将放射性样品在黑暗中与照相乳胶接触在一起,即使 照相乳胶暴露于射线中,射线使乳胶中的溴化银感光, 产生潜影,经定影,定影后在乳胶上形成与样品中放 射性物质所在的部位和活度相对应的有银粒组成的图 象。 • 放射自显影技术是利用放射性样品能在照相乳胶上产 生图像的特性来检测样品中放射性及其分布的一种同 位素示踪技术。
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