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SCI生物论文必备:电镜样品固定液戊二醛

戊二醛,分子式为C5H8O2,是一种有机化合物,呈带有刺激性气味的无色透明油状液体,常用作杀菌剂、食品工业加工助剂、消毒剂、鞣革剂、木材防腐剂、药物和高分子合成原料等。


戊二醛和多聚甲醛分子中的醛基均能与蛋白质结合形成分子间的交联, 影响蛋白质构象而使之固定, 而戊二醛与蛋白质分子中的氨基、肽链N-端氨基等伯胺基、杂环上的亚胺基、巯基、羟基以及酰胺基反应形成更加稳定的产物,故戊二醛与多聚甲醛常常用在生物组织固定上。               


在分子形态学实验中, 免疫组化组织标本的固定标本用4%多聚甲醛(paraform, PFA)固定, 电镜标本则用2.50%戊二醛(glutaraldehyde,GA)固定, 而免疫电镜的标本则用0.05%~0.50% GA和4% PFA混合固定液固定。这样会存在取材不同, 因小鼠个体差异, 造成实验对比可能产生差异。


如果有一种统一的固定试剂可以实现多种场景下的应用,就可以有效的避免这种差异。该研究中配制了两种不同规格的固定液(0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液和0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液)分别进行灌注固定, 直接让固定液在脉管系统内迅速达到动物体内各器官进行固定, 缩短了将实验动物处死、剖开胸腔、取出组织修剪并投入固定液固定的时间,从而减少了组织离体时间对免疫组化结果的影响, 也能达到电镜标本快速固定并同时取得多种脏器的要求。然后再将组织投入相应的固定液(电镜的2.50%戊二醛和免疫反应的4%多聚甲醛)中保存以完成后续实验。



▲图1:A: 用0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠; B: 用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠; C: 用4%多聚甲醛固定液灌注的小鼠; D: 阴性对照。

荧光标记免疫组织化学 用0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠和用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠骨架结合蛋白表达量无明显差异(图1)。


▲图2 用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠心肌的免疫胶体金标记:A: 胶体金标记; B: 阴性对照。

冷冻超薄切片及免疫胶体金标记 电镜观察到在闰盘处有较多胶体金颗粒的标记(图2), 表明心肌闰盘处有该骨架结合蛋白的表达, 也说明这一固定液配比能较好保存抗原活性。


▲图3 透射电镜下各种灌注液灌注的小鼠心肌的超微结构:(A、B)用0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠; (C、D)用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠; (E、F)用2.50%戊二醛灌注的小鼠。*: 肌丝;→: 内质网。


▲图4 透射电镜下各种灌注液灌注的小鼠肾脏的超微结构:(A、B)用0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠;(C、D)用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠;(E、F)用2.50%戊二醛灌注的小鼠。←: 溶酶体;▲: 线粒体。


▲图5 透射电镜下各种灌注液灌注的小鼠肝脏的超微结构:(A、B)用0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠; (C、D)用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠; (E、F)用2.50%戊二醛灌注的小鼠。▲: 线粒体;→: 内质网。

不同固定液处理后超微结构观察:用0.05%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠超微结构保存较差, 肌丝(图3A)、溶酶体(图4A)、内质网(图3A和图5A)和线粒体(图4A和图5A)等细胞结构不清晰。而用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液灌注的小鼠组织超微结构保存较好, 能清晰显示细胞核、细胞膜、内质网(图5C)、线粒体(图4C和图5C)、溶酶体(图4C)和肌丝(图3C)等细胞结构。
 
本文设计了戊二醛0.10%和0.05%的两种低浓度比例的混合液。结果表明, 采用0.10%戊二醛+4%多聚甲醛混合液可以大大减少实验动物个体差异所带来的实验结果偏差, 减少了实验动物的需求量并简化了实验的过程。灌注的小鼠组织既能够较好地保存抗原的免疫原性而得到较满意的免疫组织化学结果, 又能够较好地固定细胞超微结构, 从而达到较好的电镜标本的固定效果。

参考文献:杨 洁 et,al.,兼顾免疫组化和电镜样品的戊二醛–多聚甲醛混合固定液的应用,ChineseJournal of Cell Biology 2016, 38(12): 1518–1522




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