DE2429647A1 - Verfahren zum faerben von gewebe - Google Patents
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Description
DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMiKER · DR.-ΙΝΘ. ANNEKATE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE
D-8 MÜNCHEN 19 · FLÜSGENSTRASSE 17 · TELEFON 089/177061
1028 Wt/My
APPLIED BIOSCIENCE, Fairfield, N. J. 07006/USA
Verfahren zum Färben von Gewebe.
Die Erfindung betrifft ein überlegenes und sehr
schnell ablaufendes histologisches Färbungsverfahren, bei
dem gefrorenes Gewebe kurz in eine wäßrige, alkoholische Lösung, die Trichloressigsäure, Zinkchlorid und Formaldehyd
enthält, und dann in eine zweite Lösung, die Haematoxylin enthält, eingetaucht wird. Das Gewebe kann gewünschtenfalls
weiter gegengefärbt werden.
; Die Erfindung betrifft ein histologisches Färbeverfahren
für Gewebeproben, das vor der mikroskopischen Untersuchung durchgeführt wird. Das selektive Färben von Gewebezellen,
um sowohl verschiedene Teile der Zelle zu identifizieren als auch unterschiedeliche Arten der Zelle zu unterscheiden,
ist ein gut bekanntes diagnostisches Verfahren. Geeignete Verfahren ergeben reproduzierbare Ergebnisse, sie
sind jedoch oft zeitraubend und mühevoll. Bei einer typischen kryogenischen Anwendung werden zwei Hauptverfahren angewendet.
Das Gewebe wird schnell gefroren und in Teile geschnitten.
Diese Teile werden fixiert, beispielsweise in Formaldehyd oder Alkohol, mit einer einzelnen Farbe gefärbt, mit einem
Deckglas versehen und untersucht. Diese Präparation ist nicht dauernd und besitzt eine beschränkte Verwendungsdauer von
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nur einigen Stunden. Obgleich dies eine mehr oder weniger
schnelle Untersuchung' des Gewebes ermöglicht, besitzt das Verfahren verschiedene Nachteile. Der größte Nachteil ist
der, daß die Proben bei den unterschiedlichen mikroskopischen Präparationen verschieden aussehen, und dadurch wird die
Schwierigkeit einer richtigen Interpretation noch erhöht.
Um eine genauere mikroskopische Analyse und eine permanente Präparation des ursprünglichen Gewebes zu ermöglichen,
verwendet man ein zweites Verfahren. Hier wird ein gefrorenes Gewebe aufgetaut, fixiert, dehydratisiert, mit
organischen Lösungsmitteln durchtränkt, in Paraffin eingebettet und geteilt. Diese Teile werden ihrerseits von Paraffin
befreit, hydratisiert, gefärbt, enthydratisiert und mit einem
Deckglas versehen. Dies ermöglicht eine permanente mikroskopische Präparation des Materials, das ursprünglich mit
dem temporären kryogenischen Verfahren untersucht wurde. Wie angegeben, dauert dieses Verfahren extrem lange, es ist
mühevoll und die Proben sind keine genauen Wiedergaben des' ursprünglichen Gewebes. Zusätzlich zu einer möglichen Beschädigung,
die durch die Eiskristallbildung hervorgerufen wird, wird ein Teil des Gewebes im Verlauf der chemischen und
physikalischen Verarbeitung verloren.
Das Zusammenwirken dieser beiden Verfahren und ihre inhärenten Nachteile können beispielsweise im Falle von vermuteter
Bösartigkeit des Gewebes erläutert werden. Typischerweise wird von dem Patienten im Verlauf der Untersuchungsoperation
eine Gewebeprobe entnommen, und diese wird sofort dem ersten Verfahren unterworfen, damit der Chirurg eine
unmittelbare Entscheidung treffen kann, im Hinblick auf die Art und das Ausmaß des gesamten chirurgischen Eingriffs. Die
Herstellung von permanenten mikroskopischen Proben zur Bestätigung der Diagnose kann so viel v/ie 24 Stunden oder langer
erfordern, und dadurch wird die mikroskopische Unter-
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suchung von Geweben, die während·eines chirurgischen Eingriffs
entfernt werden., auf die weniger genauen temporären Präparationen begrenzt, da der Patient im Operationssaal
nicht während der langen Zeit verbleiben kann, die für die permanente Präparation erforderlich ist. Weiterhin sind die
Endergebnisse der Gev/ebeuntersuchungen erst nach einigen
Tagen begannt, und dadurch werden die natürlichen Sorgen des
Patienten oder seiner Familie erhöht oder verlängert. Da die .Proben, die für die Diagnose verwendet werden, oft nicht
für die Bewahrung geeignet sind, müssen mühevollen Konservierungsstufen
durchgeführt werden, wenn der medizinische Zustand oder die Politik des Krankenhauses eine Aufbewahrung
der Proben für mehr als einige Tage erfordert.
.-■■-■ In der·deutschen Patentschrift (Patentanmeldung
P 24 11 003.0 entsprechend der US-Anmeldung mit der Serial No. 333,732) wird ein neues histologisches Fixiermittel
beschrieben, das eine Lösung aus Trichloressigsäure, Zinkchlorid und Formaldehyd in einem wäßrigen niedrigen
Alkanol enthält. Dieses Fixiermittel verursacht gegenüber den Zellen eine minimale Schädigung, es ist bei der
tatsächlichen Verwendung praktisch und es kann bei einer
Vielzahl von Gewebearten verwendet werden. Es wurde nun gefunden, daß dieses Fixiermittel bei einem überlegenen Verfahren
zur Färbung von Gewebeproben verwendet werden kann. Das gesamte Färbüngsverfahren kann in einigen Minuten beendigt
sein, und die entstehenden, gefärbten Proben sind ausreichend beständig, so daß sie während Monaten ohne besondere
Vorsichtsmaßnahmen aufbewahrt werden können.
Das Gewebe, das gefärbt werden soll, wird schnell nach irgendeinem der gut bekannten Verfahren gefroren. Das
gefrorene Gewebe wird dann mit einem üblichen Mikrotom geschnitten
und die Teile werden dann in eine Fixierlösung,
die eine wäßrige, niedrige alkanolische Lösung von Trichlor-
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essigsaure, Zinkchlorid und Formaldehyd enthält, eingetaucht.
Der Schnitt taut natürlich bei dieser Eintauchung auf, aber er ist in wenigen Sekunden fixiert. Eine typische Eintauchzeit
beträgt 5 Sekunden, -und obgleich diese Zeit ausgedehnt werden kann, erhält man bei längerem Eintauchen keine Vorteile.
Der Schnitt wird anschließend in eine .wäßrige Lösung
aus Haematoxylin eingetaucht. Haematoxylin ist ein gut bekanntes Färbemittel und chemisch ist es 7,11b-Dihydrobenz[b]-indeno[i,2-d]pyran-3,4,6a,9,10(6H)-pentol.
Diese Stufe des Verfahrens kann einstufig oder zweistufig durchgeführt v/erden. Bei einer Ausführungsform wird der Schnitt in die Lösung
aus Haematoxylin eingetaucht, bis die Einfärbung vollständig ist, im allgemeinen 10 bis 30 Sekunden. Bei einer
zweiten Ausführungsform wird die Probe während einer bestimmten Zeit in die erste Haematoxylin-Lösung eingetaucht, entnommen
und mit V/asser gespült und dann in eine zweite Haematoxylin- Lösung eingetaucht. Bei einer bevorzugten zweiten
Ausführungsform wird vor dem Eintauchen der Probe in die
zweite Haematoxylin-LÖsung ein kurzes Eintauchen in eine Lösung aus Lithiumcarbonat durchgeführt, welches als Beschleuniger
wirkt. So kann man beispielsweise den Schnitt, der aus der ersten Fixierlösung entnommen wird, in eine erste
Haematoxylin-Lösung während einer Zeit von ungefähr 15 Sekunden
eintauchen, dann spült man durch Eintauchen in Wasser und taucht kurz in eine Lösung aus Lithiumcarbonat, beispielsweise
während einer Zeit von 4 Sekunden, ein und dann wird erneut in eine Haematoxylin-Lösung während ungefähr
5 Sekunden eingetaucht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Probe bzw. der Schnitt fixiert und die Zellkerne sind mit einem
bläulich-purpurfarbenen Ton gefärbt. Die Probe kann dann zur Lagerung gewaschen und getrocknet werden, wobei das
letztere auf bekannte Weise durch stufenweises Eintauchen in progressiv stärker hydrophile organische Medien, beispielsweise
95%iges Äthanol, absolutes Äthanol und Xylol, erfolgt.
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Gewünschtenfalls können die Proben gegengefärbt
oder ergänzend gefärbt werden, wobei man irgendwelche der gut bekannten Unterscheidungsfarben verwendet, beispielsweise
Eosin, ein Fuchsin wie Rosanilin, Pararosanilin, .
Magenta II, Magenta III oder saures Fuchsin, Picrinsäure
oder ähnliche Verbindungen.
Wie oben angegeben, enthält das Fixiermittel eine Lösung aus Trichloressigsäure, Zinkchlorid und Formaldehyd
in einem wäßrigen niedrigen Alkenol. Das niedrige Alkanol kann irgendeines der gut bekannten Alkohole sein mit 1 bis
4 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol und die verschiedenen ■
verzweigten Butanole. Methanol ist sehr zufriedenstellend und im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und seine
Lösungsmittelkraft bevorzugt. Der wäßrige niedrige Alkohol wird ein Volumenverhältnis von Alkanol zu gesamtem V/asser
von ungefähr 1:1 bis ungefähr 1:3 besitzen. Ein bevorzugtes
Verhältnis beträgt ungefähr 1:1,1 bis ungefähr 1:1,5. In dem
wäßrigen Alkanol ist eine Mischung aus Trichloressigsäure,
Zinkchlorid und Formaldehyd gelöst. Ein Verhältnis'von Zinkchlorid
zu Trichloressigsäure, bezogen auf Gewichtsbasis, beträgt von ungefähr 2:1 bis ungefähr 4:1. Ein Verhältnis
von 3:1 ist besonders zufriedenstellend. Das Verhältnis von Formaldehyd zu Trichloressigsäure beträgt von ungefähr 8:1
bis ungefähr 10:1, ein typisches ,Verhältnis beträgt 9:1.
Eine bevorzugte Endkonzentration beträgt ungefähr
10% Gew./Vol. Trichloressigsäure, Zinkchlorid und Formaldehyd in dem wäßrigen niedrigen Alkanol.
Das Haematoxylin kann in irgendeiner der üblichen Formen
vorliegen. Diese umfassen Harris1 Haematoxylin, Mayer's
Haemalum, Erlich1s Haematoxylin, das Alaun-haematoxylin,
wie es von Lie et al, Mayo Clinic Proceedings, 46, 319 (Mai
1971), beschrieben wird, u.a.
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Eine besonders nützliche Präparation ist jene, die Haematoxylin, gelbes Quecksilber(II)-oxyd und Aluminiumammoniumsulfat
in wäßrigem Glycerin enthält; dieses Reagens ist im allgemeinen als Alaun-haematoxylin bekannt.
Im folgenden wird die Präparation der verschiedenen Lösungen näher erläutert.
Präparationen
A. Fixierlösung
A. Fixierlösung
400 g Zinkchlorid werden mit 120 g Trichloressigsäure
und 2,64 1 37%igem Formaldehyd (entsprechend 1055 g 100?6igem Formaldehyd) in 7,3 1 95%igem Methanol (entsprechend
7 1 100?6igem Methanol) und 7 1 Wasser vermischt. Es
tritt eine leichte exotherme Umsetzung auf und nachdem die · Lösung Zimmertemperatur wiedererlangt hat, wird sie filtriert
und in Behälter abgefüllt. Diese Lösung, die leicht als Gewebefixiermittel verwendet werden kann, entspricht
einer 9,8%igen Gew./Vol. Lösung von Trichloressigsäure, Zinkchlorid
und Formaldehyd, wobei das Gewichtsverhältnis von Zinkchlorid zu Trichloressigsäure ungefähr 3,33:1 beträgt
und das Gewichtsverhältnis von Formaldehyd zu Trichloressigsäure ungefähr 9:1 beträgt, in wäßrigem Methanol,
wobei das Volumenverhältnis von Alkanol zu gesamtem Wasser (einschließlich des getrennt zugefügten Wassers, welches
in dem 95%igen Methanol enthalten ist, und des Wassers, das in dem 37%igen Formaldehyd enthalten ist) ungefähr 1:1,3
beträgt.
B. (1) Färbelösung
Zu einer Lösung aus 0,67 g Haematoxylin in 33 ml absolutem Äthanol fügt man 33 ml destilliertes Wasser, 33 ml
Glycerin, 3,3 ml Eisessig und einen Überschuß an Kalium-
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" . _■'■.;■■■■ - 7 -
aluminiumsulfat. Die Mischung wird gut geschüttelt und mehrere Wochen stehengelassen, danach kann sie verwendet
werden. ■
B. (2) Färbelösung
1 g Haematoxylin, 0,5 g gelbes Quecksilber(II)-oxyd
und 12 g;Aluminium-ammoniumsulfat werden mit 140 ml destilliertem
Wasser vermischt. Die Mischung wird 10 Minuten gekocht, gekühlt und mit destilliertem Wasser auf das ursprüngliche
Volumen aufgefüllt. 60 ml Glycerin und 8 ml
Eisessig werden zugegeben und die Mischung wird dann filtriert.
C. Gegenfärbungslösung
Diese kann gekauft werden und umfaßt wäßrige Lösungen
aus Eosin, basischem Fuchsin, Picrinsäure u.a.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
B eis pi ell
Gefrorene Gewebeproben werden in einem Mikrotom zu einer Dicke von ungefähr 5yu geschnitten. Die einzelnen
Schnitte werden in die Fixierlösung während ungefähr 5 Sekunden und dann in die Färbelösung B(2) während ungefähr
15 Sekunden eingetaucht. Nachdem man in destilliertes Wasser während ungefähr 3 Sekunden eingetaucht hat, wird der Schnitt
in eine gesättigte Lösung aus Lithiumcarbonat während ungefähr
4 Sekunden eingetaucht und dann unmittelbar danach sofort wieder in eine Färbelösung B(2) während ungefähr
5 Sekunden eingetaucht. Der fixierte und gefärbte Schnitt
wird dann 3 Sekunden mit destilliertem Wasser gespült und
nacheinander in 95?£ges Äthanol, absolutes Äthanol, Xylol Nr.1
und Xylol Nr. 2 eingetaucht, wobei jedes Eintauchen ungefähr
2 Sekunden beträgt, und dann wird er mit einem Deckglas bedeckt. 409883/1261
Ein gegengefarbter Schnitt wird entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 erhalten, wobei man die Probe mit
destilliertem Wasser während 3 Sekunden nach ihrer Entfernung aus dem zweiten Eintauchen in die Färbelösung B(2)
spült, sie in 95#iges Äthanol während 2 Sekunden eintaucht und sie dann in eine Standard-Eosinlösung während ungefähr
15 Sekunden eintaucht. Der so differenzierte Schnitt wird dann nacheinander in 95%iges Äthanol, absolutes Äthanol
und Xylol, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingetaucht.
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Claims (7)
- PatentansprücheVerfahren zum Färben von Gewebe für die mikroskopische Untersuchung, dadurch gekennzeichnet, daß man(a) gefrorenes Gewebe in eine 8 bis 20%ige Gew./Vol. Lösung aus einer Mischung aus Trichloressigsäure, Zinkchlorid und Formaldehyd, worin das Gewichtsverhältnis von Zinkchlorid zu Trichloressigsäure von ungefähr 2:1 bis ungefähr 4:1 beträgt und das Gewichtsverhältnis von. Formaldehyd zu Trichloressigsäure von ungefähr 8:1 bis ungefähr 10:1 beträgt, in einem wäßrigen Alkanol, worin das Volumenverhältnis von Alkanol zu gesamtem Wasser ungefähr 1:1 bis ungefähr 1:3 beträgt, eintaucht, und(b) anschließend das Gewebe mindestens ein Mal in eine wäßrige Lösung eintaucht, die-0,1 bis 2% Haematoxylin enthält.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösung (a) eine 9 bis 11?£ige Gew./Vol. Lösung aus einer Mischung aus Trichloressigsäure, Zinkchlorid ,und Formaldehyd ,worin das Gewichtsverhältnis von Zinkchlorid zu Trichloressigsäure von ungefähr 3:1 bis ungefähr 3,5:1 und das Gewichtsverhältnis von Formaldehyd zu Trichloressigsäure von ungefähr 8:1 bis ungefähr 10:1 beträgt, in wäßrigem Methanol verwendet, worin das Volumenverhältnis von Methanol zu gesamtem Wasser ungefähr 1:1,1 bis ungefähr 1:1,5 beträgt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haematoxylin mit Alaun komplex gebunden ist.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Eintauchen des Gewebes in die Lösung aus Haematoxylin ein Eintauchen des Gewebes in eine Lösung aus Lithiumcarbonat vorangeht.\ 4 09883/1261
- 5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe mindestens ein Mal nach dem Eintauchen in
die Lösung aus Haematoxylin gegengefärbt wird. - 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gegenfarbe Eosin verwendet.
- 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gegenfarbe : Fuchsin verwendet.-4098 83/1261
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