JP2006036957A - 高親水性高分子による組織包埋方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】細胞内に水分とラジカルソースを含む組織を包埋標本化するに際して、高親水性高分子に架橋剤と重合開始制御剤を含有させた高親水性高分子モノマー溶液に浸漬し、窒素ガスバブリング後静置して重合させることを特徴とする高親水性高分子による組織包埋方法。
Description
主に耐久性確保の観点から開発された各種樹脂への包埋プロセスでは、組織は元来水分を多く含むことから、樹脂材料として一般に親水性の低い高分子材料を使用している。この親水性の低い高分子材料は、組織との親和性が低いため、該包埋プロセスは、組織からの真空脱水や置換といった工程が組み込まれる。
そこで本発明者等は、取り扱い上比較的安全な、高親水性高分子の応用に着目した。
しかし、この高親水性高分子のみを組織の包埋プロセスに単に応用したのでは、親水性が高いため組織が膨潤する問題、更に重合速度が早く、大きさにもよるが、組織内全域に浸透する前に、表層部などの初期浸透部のみ重合してしまう等の問題があり実用化できない。
(1)、細胞内に水分とラジカルソースを含む組織を包埋標本化するに際して、高親水性高分子に架橋剤と重合開始制御剤を含有させた、高親水性高分子モノマー溶液に浸漬し、窒素ガスバブリング後静置して重合させることを特徴とする高親水性高分子による組織包埋方法。
この方法では、包埋組織についてホルマリン固定等の前処理が必須でないことから、幅広い状態にある組織への応用が可能である。
これにより本発明は、更に次の優れた効果を有する。
(1)、真空ラインなどの実験設備を持たない、医学部等の研究室でも重合が可能である。
(2)、高分子化学の専門知識がなくても、安全に利用できるプロセスである。
(3)、組織への重合による熱の影響のない、低温で重合するプロセスである。
(4)、人体への毒性がほとんど無いため、教材として安全に使用することができる。
(5)、従来プロセスで必要であった、置換溶媒などの処理廃液の排出を激減させ、環境負荷を最小限にすることができる。
高親水性高分子モノマー溶液は、例えば、生理食塩水で洗浄したブタ肝臓5 mm厚の切片の場合、高親水性高分子としてN-vinyl-2-pyrolidoneをベースにし、架橋剤としてN,N'-Methlenebisacrylamideを2〜4 w%、重合開始制御剤としてN,N'-Di-sec-butyl-p-phenylenediamineを100〜400 ppm用いることにより、組織全域の細胞内水分を高親水性高分子モノマー溶液に置換させた後に組織細胞内のラジカルソースとの重合反応を開始させ組織全体の重合化を実現し、上記目標の包埋組織を得た。
本発明においては、ホルマリン等による前処理は必須ではない。従って、従来から行われてきた、ホルマリン処理を含むあらゆる組織固定法および未処理組織に適用可能である。しかし、以下のような場合、組織を予めホルマリン固定を行う。
感染性や変質が見られる試料の作成において、ホルマリン処理が適切であると判断される場合。
長期保存を前提として、高い防腐性を持たせたい場合。
また既にホルマリン固定がなされている、過去の保存試料に対しても、本発明を適用することが可能である。
入手し易く、比較的安価であること。
化学の専門知識を持たない者でも、安全に扱えること。
著明な毒性がないこと。
環境負荷が小さいこと。
理由:高親水性高分子のみでは、プラスチネーションや切片作製に必要とされる強度が得られない。また、保存時の吸湿による劣化・膨潤や、寸法精度を保つ必要がある。これらを解決する目的で、架橋剤による網目構造の構築が望ましい。
具体例:架橋剤としては、N,N'-Methylenebisacrylamide、Divinylbenzeneなどがある。
架橋剤の具体例個々の含有割合範囲:
1.N,N'-Methylenebisacrylamide:高親水性高分子モノマーに対して0.5〜4.5 wt.%が好ましい。
2.Divinylbenzene: 高親水性高分子モノマーに対して1.0〜6.5 wt.%が好ましい。
理由:組織内にはそのいたるところにラジカルソースが存在する。そのため高親水性高分子モノマーが水と置換された部分から速やかに重合が開始し、表層で重合が進行することで、内部の水分がモノマーに置換されることの障害となる。重合開始制御剤は、組織全体を均等に全量重合化反応させるために、組織全域の細胞内水分が高親水性高分子モノマー溶液に置換されるまでの間、組織表層部等の初期置換部細胞内のラジカルソースによる重合化反応を抑制するために含有させるものである。
具体例:重合開始制御剤としては、N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylenediamine、hydroquinone、2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxy, freeradical等がある。濃度は高親水性高分子モノマーに対して100〜400 ppmとすることが好ましい。
重合開始制御剤の具体例個々の含有割合(濃度)については、対象とする組織の種類により、水分量やラジカルソース含有率と置換速度が異なり、また同種でも大きさにより完全置換時間が変化するため、これらの要素と重合開始制御剤の種類に応じて実験的、経験的にその最適濃度範囲を設定することができる。組織のラジカル種の同定や定量は、例えばESRによるspin-trap法を用いるなど、臓器・組織別の最適値を求めることで、より広範な用途に応用することができる。
理由:本発明の基本反応はラジカル重合反応であることから、酸素除去を目的とする。
方法:室温において、窒素ガスを注射針から高親水性高分子モノマー溶液中に導入する。導入時間は浸漬する溶液の量に応じて0.2 l/min.の流量で5〜15分とする。
本発明において、窒素ガスバブリング後静置する理由と好ましい温度や所要時間は、次の通りである。
理由:高親水性高分子モノマー溶液の組織内への浸透、および重合反応を行うため。
St:Stylene
MBA:Methlene
DBPD:N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylenediamine
HQN:hydroquinone
DVB:Divinylbenzene
Claims (1)
- 細胞内に水分とラジカルソースを含む組織を包埋標本化するに際して、前記組織を高親水性高分子に架橋剤と重合開始制御剤を含有させた高親水性高分子モノマー溶液に浸漬し、窒素ガスバブリング後静置して重合させることを特徴とする高親水性高分子による組織包埋方法。
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