1818年皮尔特·德·里默(Pieter de Riemer)首创冰冻切片技术,1905年路易斯·威尔逊(Louis B Wilson)在梅奥诊所(Mayo Clinic)成功地完成了第一例冰冻切片诊断,距今已有100多年的历史。
冰冻切片的原理及意义
01冰冻切片原理
冰冻切片是将组织进行冰冻至坚硬后切片的特殊切片。被冷冻时,组织中的水变成冰而使组织变得坚硬,其硬度可通过改变温度加以调节。降温会使组织块更加坚硬,反之,提高温度则可使组织变软。大多数非脂肪不固定组织切片时最好控制在在-20~-25℃。
02冰冻切片的意义
在冰冻切片前组织不经过任何化学药品处理或加热过程,大大缩短了制片时间。同时,由于此法不需要经过脱水、透明和浸蜡等步骤,能够完好的保存多种抗原的免疫活性,尤其是细胞表面抗原,因此比较适合手术中快速病理、显示组织中的脂质、显示酶活性和免疫荧光等方面的研究,并作为快速切片的方法应用在临床诊断。主要有直接冰冻切片法、明胶冰冻切片法、冰冻切片粘片法及冰冻包埋液(OCT Compound)包埋切片法。
冰冻切片与石蜡切片的区别
01冰冻切片
优点
制片快速时间短
步骤简单
组织保持原有形态
抗原活性及酶的活性保存较好
缺点
组织不宜过大
不能连续切片
保存时间短
02石蜡切片
优点
细胞定位准确
可常温长期保存
细胞形态结构保存完好
可连续切片
缺点
程序步骤制片时间长
制片中抗原活性会降低,可能影响后续检测
冰冻切片使用仪器耗材介绍
使用耗材:冰冻头、包埋盒、刀片
使用试剂(HE):冷冻包埋剂、苏木素、伊红、二甲苯、盐酸、氨水等
使用试剂(油红O):冷冻包埋剂、苏木素、10%福尔马林、油红O试剂、无水乙醇/异丙醇等
使用仪器:冰冻切片机、染色机
冰冻切片技术和要点介绍
01取材
新鲜组织取材不能接触水、血液等液体,若组织自身带水或血液或多,可用滤纸吸干,可一定程度上防止冰晶空洞等现象的发生;
其次所用器械要保持干燥,取材时尽量避开出血坏死区域及脂肪区域;
所取组织块可根据组织大小选择包埋盒,一般不宜过大。若组织过大,切片时阻力加大,可能会产生刀痕及褶皱,加大制片的难度,影响冰片质量。
02包埋
根据组织块大小选择包埋盒后,在包埋盒底部滴加一层包埋剂,注意不能有气泡;
将组织根据不同的制片要求放入底部,随后加满包埋剂,放入液氮上方迅速冷冻,包埋剂彻底变白后取出。
如需要立刻制片,则将包埋块放入冰冻切片机中30min左右调节温度后即可切片,若不需要立即制片,则放入-80℃冰箱长期保存。
注意:冰冻的温度与时间是制作冰冻切片的关键因素,需要根据组织的种类、厚度和大小来调节;冰冻温度过低,会造成组织过硬,切片碎裂;温度过高会造成组织硬度不够,难以切片。
03切片
将冻好的组织放入冰冻切片机调节温度后,在冷冻头上滴加包埋剂,将包埋盒中的组织平行放在冷冻头上,开始切片。
切片前先进行粗修,修至组织最大面后,调整刀片进行切片。
切片时右手摇轮转要力道均匀、柔和、缓慢,切片厚度掌握在6-8μm(根据不同组织进行调节),左手持毛笔在切片形成时按住组织边缘,使其不发生卷曲。
将切片展平粘贴在干净的载玻片上,立即放入固定液中固定(一般使用丙酮固定5-10s,可根据不同需求调节固定时间和固定液),如果固定不及时,会发生细胞退变,切片中细胞核模糊不清呈雾状。
固定后可将切片放入-20℃/-80℃冰箱中保存,使用前用纯水洗去包埋剂即可。
04制片注意事项
冰冻切片的组织要尽可能新鲜,吸取水、血等液体,动作要迅速。
取材大小要厚薄适中,在确保取到主要病变的前提下,尽量避开钙化、坏死、脂肪等。
冰冻切片机的温度和厚度要根据不同组织进行调节。
切片时速度不宜过快,否则易形成冰晶,破坏组织。
05形成冰晶的原因及解决方法
超速冷冻会导致组织内的水份快速结冰,形成较大的冰晶。
解决方法:使组织受冷均匀。
冷冻速度过慢,会导致冷冻过程中逐渐形成冰晶,时间越长,冰晶越多。
解决方法:选择适当的冷冻方式如液氮。
组织自身含水量过多,会导致大量冰晶形成,破坏组织,造成切片困难。
解决方法:调整组织大小。
切片刀温度过高,会导致组织样本表面快速融化,融化后又重新冷冻会形成大量冰晶。
解决方法:刀的温度保持在-17℃—-20℃之间。
切片速度过快,刀片与组织的接触时间较短,组织无法充分冻结。这会导致切片表面出现冰晶。
解决方法:控制切片速度,匀速切片。
切片刀角度不正确会导致切割力不均匀,造成切片表面的压力不均。这可能会使组织样本变形或破裂,进而增加冰晶的形成。
解决方法:将到头调整到合适的角度,时刻观察。
冰冻切片的应用
冰冻切片快捷、简便,多应用于手术中的快速病理诊断。常见的染色多为HE染色,油红O染色及免疫组组化、免疫荧光等。
染色HE
油红O染色
小鼠结肠瑞士卷冰冻切片HE染色
小鼠肝脏冰冻切片油红O染色
(上图不染细胞核,下图染细胞核)
小鼠脾脏冰冻切片免疫荧光染色
小鼠肿瘤冰冻切片免疫组织化学染色