RU2647420C1 - Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs - Google Patents

Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs Download PDF

Info

Publication number
RU2647420C1
RU2647420C1 RU2016147502A RU2016147502A RU2647420C1 RU 2647420 C1 RU2647420 C1 RU 2647420C1 RU 2016147502 A RU2016147502 A RU 2016147502A RU 2016147502 A RU2016147502 A RU 2016147502A RU 2647420 C1 RU2647420 C1 RU 2647420C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
minutes
reaction
distilled water
semitinous
Prior art date
Application number
RU2016147502A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юлия Петровна Следнева
Валентин Васильевич Яглов
Наталья Валентиновна Яглова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт морфологии человека"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт морфологии человека" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт морфологии человека"
Priority to RU2016147502A priority Critical patent/RU2647420C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647420C1 publication Critical patent/RU2647420C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/36Embedding or analogous mounting of samples
    • G01N2001/364Embedding or analogous mounting of samples using resins, epoxy

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to the field of experimental medicine and biology, in particular to histological studies, and is intended for microscopic studies of semitinous sections of organs and tissues filled in a mixture of epona and araldite. For this purpose, the fabricated semitinous sections are subjected to alkaline hydrolysis with 0.5–0.7 M solution of potassium hydroxide in absolute methanol for 10–15 minutes. Samples are washed three times for 3 minutes with absolute ethanol, and then with distilled water. Then samples are dried in air at room temperature and then incubated for 8 minutes with a 1 % aqueous solution of potassium periodate, followed by rinsing with distilled water. Samples are air dried and incubated with Schiff's reagent for 30 minutes in the dark, after which they are washed for 2–3 minutes with running water and then with sulfurous and distilled water.
EFFECT: invention makes it possible to detect deoxyribonucleoproteins, polysaccharides and carbohydrate components in semitinous sections of various organs without heating and damage to the sections.
1 cl, 7 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к экспериментальной медицине и биологии, а именно к гистологическим исследованиям. Наиболее часто используемыми гистохимическими реакциями для световой микроскопии являются реакция Фельгена и ШИК-реакция (реактив Шиффа-йодная кислота) [3]. ШИК-реакция выявляет в срезах полисахариды и углеводные компоненты гликопротеинов и заключается в окислении перйодатом калия или натрия полисахаридов с образованием из гидроксильных групп альдегидных, дающих реакцию с фуксинсернистой кислотой (реактив Шиффа) с образованием продуктов малинового цвета [4]. Реакция Фельгена выявляет пентозы в составе дезоксирибонуклеопротеинов и также основана на применении реактива Шиффа. Ее особенностью является предварительный кислотный гидролиз нуклеопротеинов при температуре 60°С вместо использования перйодата [4]. При кислотном гидролизе в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) разрываются гликозидные связи, соединяющие пентозу с азотистым основанием, вследствие чего в пентозах освобождаются реакционно-способные альдегидные группы у первого атома углерода, которые затем реагируют с реактивом Шиффа. Многие полимеры, содержащие углеводы, при этом гидролизуются, деполимеризуются и экстрагируются, вследствие чего реакция положительная Фельгена и ШИК-реакция одновременно не могут проявляться, и их совместное проведение нецелесообразно из-за высокой вероятности ложноотрицательных результатов.The invention relates to experimental medicine and biology, namely to histological studies. The most commonly used histochemical reactions for light microscopy are the Felgen reaction and the SIR reaction (Schiff-iodic acid reagent) [3]. The SIC reaction reveals polysaccharides and carbohydrate components of glycoproteins in the slices and consists in the oxidation of polysaccharides with potassium or sodium periodate to form aldehyde groups from the hydroxyl groups, which give a reaction with fuchsulfuric acid (Schiff's reagent) with the formation of raspberry colored products [4]. The Felgen reaction reveals pentoses in the composition of deoxyribonucleoproteins and is also based on the use of Schiff's reagent. Its peculiarity is preliminary acid hydrolysis of nucleoproteins at a temperature of 60 ° C instead of using periodate [4]. During acid hydrolysis in deoxyribonucleic acid (DNA), glycosidic bonds are broken that connect the pentose to the nitrogenous base, as a result of which reactive aldehyde groups at the first carbon atom are released in pentoses, which then react with the Schiff reagent. Many polymers containing carbohydrates are hydrolyzed, depolymerized and extracted, as a result of which the positive Felgen reaction and the SIR reaction cannot occur simultaneously, and their joint implementation is impractical due to the high probability of false negative results.

Особую сложность представляет гистохимическое выявление дезоксирибонуклеопротеинов и углеводных структур в полутонких срезах тканей и органов, залитых в смолы для электронно-микроскопического исследования. Изготовление полутонких срезов толщиной 1-2 мкм предшествует электронно-микроскопическому исследованию биологических препаратов и необходимо для выявления клеток и неклеточных структур, интересующих исследователя, для последующего изготовления ультратонких срезов. Гистохимические методики, широко применяемые при исследовании гистологических препаратов, изготовленных из обезвоженных в спиртах и залитых в парафин кусочков ткани, не всегда воспроизводятся на полутонких срезах, так как при подготовке ткани для электронно-микроскопического исследования образцы контрастируются оксидом осмия, уранилацетатом, что существенно влияет на течение гистохимических реакций, а затем заливаются в эпоксидные смолы, которые, полимеризуясь, изменяют свойства биополимеров [1]. Проведение гистохимических реакций, направленных на выявление основных биополимеров в клетках, таких как нуклеиновые кислоты, полисахариды и гликопротеины позволило бы существенно повысить точность выявления органелл и включений, а также дифференцировки сходных по строению структур, таких как фрагментированные ядра, секреторные гранулы, лизосомы, что значительно повысило бы точность отбора участков тканей и органов для электронной микроскопии, избавило от необходимости заливки и исследования большего количества объектов, а соответственно, снизило стоимость исследования. Помимо этого данные методики позволили бы существенно расширить использование полутонких срезов в гистологических и цитологических исследованиях с использованием световой микроскопии, так как полутонкие срезы позволяют визуализировать структуры, недоступные для исследования классических гистологических препаратов. Использование гистохимических реакций, выявление и дифференцировка внутриклеточных образований могли бы в ряде случаев проводиться и без использования электронной микроскопии, что также существенно позволяет снизить стоимость исследования.Of particular difficulty is the histochemical detection of deoxyribonucleoproteins and carbohydrate structures in semi-thin sections of tissues and organs embedded in resins for electron microscopy. The manufacture of semi-thin sections with a thickness of 1-2 μm precedes the electron microscopic examination of biological preparations and is necessary to identify cells and non-cellular structures of interest to the researcher, for the subsequent manufacture of ultra-thin sections. Histochemical methods that are widely used in the study of histological preparations made from pieces of tissue dehydrated in alcohols and embedded in paraffin do not always reproduce on semi-thin sections, since when preparing the tissue for electron microscopy, the samples are contrasted with osmium oxide, uranyl acetate, which significantly affects the course of histochemical reactions, and then poured into epoxy resins, which, when polymerized, change the properties of biopolymers [1]. Conducting histochemical reactions aimed at identifying the main biopolymers in cells, such as nucleic acids, polysaccharides and glycoproteins, would significantly increase the accuracy of detection of organelles and inclusions, as well as the differentiation of structures similar in structure, such as fragmented nuclei, secretory granules, lysosomes, which is significantly would increase the accuracy of the selection of tissue and organ sections for electron microscopy, eliminate the need to fill and study more objects, and accordingly Twain, reduced the cost of the study. In addition, these techniques would significantly expand the use of semi-thin sections in histological and cytological studies using light microscopy, since semi-thin sections allow visualization of structures inaccessible to the study of classical histological preparations. The use of histochemical reactions, the identification and differentiation of intracellular formations could in some cases be carried out without the use of electron microscopy, which also significantly reduces the cost of the study.

Реакция Фельгена на полутонких срезах затруднена, так как смолы и контрастирующие вещества ингибируют проявление окраски [2]. Наиболее близким аналогом реакции Фельгена в полутонких срезах является методика, разработанная для неконтрастированных препаратов [9]. Образцы для исследований фиксируют в глутаровом альдегиде без постфиксации оксидом осмия и заливают в Эпон. Изготавливают полутонкие срезы толщиной 1-2 мкм. Кислотный гидролиз проводят в течение 1 ч при комнатной температуре в 5 н. растворе соляной кислоты. Затем на срезы наносят реактив Шиффа и инкубируют в темноте в течение 1-2 ч. Ядра окрашиваются в ярко-розовый цвет.The Felgen reaction on semi-thin sections is difficult, since resins and contrast agents inhibit the manifestation of color [2]. The closest analogue of the Felgen reaction in semi-thin sections is the technique developed for non-contrasted preparations [9]. Samples for research are fixed in glutaraldehyde without postfixation with osmium oxide and poured into Epon. Semi-thin sections of 1-2 microns thick are made. Acid hydrolysis is carried out for 1 h at room temperature in 5 N. hydrochloric acid solution. Then Schiff's reagent is applied to the sections and incubated in the dark for 1-2 hours. The nuclei are painted in bright pink.

Недостатком метода является получение аналогичного окрашивания и без кислотного гидролиза, который является определяющим фактором в развитии реакции Фельгена, только за счет реакции реактива Шиффа с глутаровым альдегидом, присутствующим в образце, то есть окрашивание является неспецифической реакцией, что было установлено самим разработчиком метода [9]. Помимо этого подготовка образцов не позволяет использовать их в дальнейшем для электронно-микроскопических исследований.The disadvantage of this method is to obtain a similar stain without acid hydrolysis, which is a determining factor in the development of the Felgen reaction, only due to the reaction of the Schiff reagent with glutaraldehyde present in the sample, that is, staining is a nonspecific reaction, which was established by the developer of the method [9] . In addition, sample preparation does not allow their further use for electron microscopic studies.

Известно несколько способов проведения ШИК-реакции на полутонких срезах [5, 6]. Их общими недостатками являются сильное повреждающее воздействие на ткань дополнительных окислителей, например перекиси водорода, а также способность давать специфическое окрашивание препаратов только при использовании определенного типа заливочной смолы (метакрилат, Эпон, Аралдит). В настоящее время, как правило, для изготовления препаратов применяется комбинированная смесь смол Эпон и Аралдит, а метакрилат практически не применяется в электронной микроскопии.Several methods are known for conducting a SEC reaction on semi-thin sections [5, 6]. Their common disadvantages are the strong damaging effect on the fabric of additional oxidizing agents, such as hydrogen peroxide, as well as the ability to give specific staining of drugs only when using a certain type of filling resin (methacrylate, Epon, Araldit). Currently, as a rule, a combined mixture of Epon and Araldit resins is used for the manufacture of drugs, and methacrylate is practically not used in electron microscopy.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ, предложенный R. DiBella и K. Hashimoto [7], по проведению ШИК-реакции на полутонких срезах. На препараты биологических образцов, залитых в Аралдит, наносят несколько капель 0,5%-ного перйодата калия на 10 мин и нагревают стекла на нагревательном столике до 65°C. Чтобы избежать испарения по мере надобности перйодат добавляют на срезы. Затем погружают стекла в дистиллированную воду, а затем снова прогревают до испарения воды. На прогретый до 65°C препарат наносят капельно реактив Шиффа на 5 мин, периодически добавляя для предупреждения испарения. Реактив изменяет цвет на пурпурный, после чего срезы отмываются в дистиллированной воде.The closest analogue to the claimed method is the method proposed by R. DiBella and K. Hashimoto [7], to conduct the SEC reaction in semi-thin sections. A few drops of 0.5% potassium periodate are applied to the preparations of biological samples poured into Araldit for 10 minutes and the glasses are heated on a heating table to 65 ° C. To avoid evaporation, periodate is added to the slices as needed. Then the glass is immersed in distilled water, and then heated again until the water evaporates. Schiff's reagent is applied dropwise to a preparation warmed up to 65 ° C for 5 minutes, periodically adding to prevent evaporation. The reagent changes color to purple, after which the sections are washed in distilled water.

Недостатком данного метода является необходимость неоднократного инкубирования срезов при повышенной температуре, которая вызывает пересушивание препарата, а в дальнейшем при отмывании в дистиллированной воде отклеивание и потерю срезов. Метод не окрашивает биологические образцы, залитые в другие заливочные смолы. Не комбинируется с другими гистохимическими методиками.The disadvantage of this method is the need for repeated incubation of sections at elevated temperature, which causes the drug to dry out, and then, when washing in distilled water, peeling and loss of sections. The method does not stain biological samples embedded in other casting resins. It is not combined with other histochemical methods.

Задача изобретения - разработать методику, позволяющую одновременно проводить гистохимическое выявление ДНК, полисахаридов и углеводных компонентов различных классов биополимеров (гликопротеинов) в полутонких срезах образцов, залитых в комбинированные смолы, дающую специфическое окрашивание различных тканей и органов, с минимальным повреждающим воздействием на срезы.The objective of the invention is to develop a technique that allows simultaneous histochemical detection of DNA, polysaccharides and carbohydrate components of various classes of biopolymers (glycoproteins) in semi-thin sections of samples poured into combined resins, giving specific staining of various tissues and organs, with minimal damaging effects on the sections.

Заявленный способ одновременного гистохимического выявления ДНК, полисахаридов и углеводных компонентов биополимеров в полутонких срезах биологических образцов, залитых в смесь смол эпона и аралдита, заключается в погружение срезов в 0,5 М раствор гидроксида калия в абсолютном метаноле на 10 мин при комнатной температуре, переносе срезов в первый абсолютный этиловый спирт на 3 мин, затем - во второй и третий абсолютный этанол также с инкубацией 3 мин. Затем срезы промываются в трех сменах дистиллированной воды по 3 мин. После третьей промывки избыток воды осторожно удаляется со стекол вокруг срезов фильтровальной бумагой, и предметные стекла со срезами оставляют для подсушивания при комнатной температуре на 3-4 мин. Затем на срезы капельно наносят 1%-ный водный раствор перйодата калия и инкубируют при комнатной температуре 8 мин. Погружают стекла в дистиллированную воду на несколько секунд для удаления перийодата. Затем избыток воды удаляют со стекол вокруг срезов фильтровальной бумагой. Срезы подсушивают при комнатной температуре в течение 3-4 мин. На срезы капельно наносят реактив Шиффа и помещают срезы в темноту на 30 мин. После окончания инкубации срезы погружают на 2-3 мин в проточную холодную воду. В это время приготовляют сернистую воду добавлением к 100 мл дистиллированной воды 0,5 г метабисульфита натрия и 5-6 капель 1 н. соляной кислоты. Затем переносят на 1 мин в сернистую воду, после чего промывают в дистиллированной воде в течение 1 мин. Удаляют избыток воды со стекол фильтровальной бумагой, оставляют срезы при комнатной температуре на 5 мин для высыхания, затем наносят среду для заключения препаратов и покрывают покровным стеклом.The claimed method for simultaneous histochemical detection of DNA, polysaccharides and carbohydrate components of biopolymers in semi-thin sections of biological samples embedded in a mixture of epon and araldite resins consists in immersing the sections in a 0.5 M solution of potassium hydroxide in absolute methanol for 10 min at room temperature, transferring the sections in the first absolute ethanol for 3 minutes, then in the second and third absolute ethanol also with an incubation of 3 minutes. Then the sections are washed in three shifts of distilled water for 3 minutes. After the third washing, excess water is carefully removed from the glasses around the sections with filter paper, and the slides with sections are left to dry at room temperature for 3-4 minutes. Then, a 1% aqueous solution of potassium periodate is added dropwise to the sections and incubated at room temperature for 8 minutes. Immerse the glass in distilled water for a few seconds to remove the periodate. Then, excess water is removed from the glasses around the sections with filter paper. Slices are dried at room temperature for 3-4 minutes. Schiff's reagent is applied dropwise to the sections and the sections are placed in the dark for 30 minutes. After incubation, the sections are immersed for 2-3 minutes in running cold water. At this time, sulphurous water is prepared by adding 0.5 g of sodium metabisulfite and 5-6 drops of 1N to 100 ml of distilled water. of hydrochloric acid. Then it is transferred for 1 min into sulphurous water, after which it is washed in distilled water for 1 min. Remove excess water from the glasses with filter paper, leave the slices at room temperature for 5 minutes to dry, then apply the medium for the conclusion of the preparations and cover with a coverslip.

Технический результат заключается в появлении стабильного специфического окрашивания структур, содержащих ДНК и углеводы, в оттенки от розово-сиреневого до малиново-фиолетового в различных органах и тканях, залитых в смесь Эпона и Аралдита, без потери и термического повреждения полутонких срезов.The technical result consists in the appearance of stable specific staining of structures containing DNA and carbohydrates in shades from pink-lilac to raspberry-violet in various organs and tissues embedded in a mixture of Epon and Araldite, without loss and thermal damage to semi-thin sections.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе кислотный гидролиз ДНК при повышенной температуре заменен на обработку спиртовым раствором щелочи. Для выявления ДНК в полутонких срезах образцов необходимо было сделать пентозы ДНК доступными для проведения ШИК-реакции, как с другими полисахаридами и гликопротеинами, то есть освободить их гидроксильные группы для реакции с перйодатом, что позволит избежать разрыва гликозидных связей и окисления пентоз кислотой. Для образования в пентозах реакционно-способных альдегидных групп провели щелочной гидролиз в 0,5 М растворе гидроокиси калия в метаноле. Воздействие щелочи вызывает отщепление от нуклеотидов остатков фосфорной кислоты с образованием нуклеозидов. Разрыва гликозидных связей при этом не происходит, но освобождается гидроксильная группа у третьего атома углерода пентозы. Это дает возможность окислить ее перйодатом, а затем провести реакцию с реактивом Шиффа. Выбор в качестве растворителя абсолютного метанола обусловлен следующим: спирты облегчают проникновение реактива в срезы, но при приготовлении водно-спиртового раствора может произойти реакция Каниццаро с образованием из углеводов спиртов и кислот [4], что может помешать выявлению ДНК. Поэтому был выбран абсолютный спирт. Выбор метанола обусловлен тем, что он не способен вступать в реакцию с щелочами, но понижает рН раствора, что важно для сохранности биополимеров. Одновременно это позволяет также увеличить реакционную способность углеводов в ДНК и в других сложных соединениях за счет растворения смол, а также облегчить взаимодействие перйодата калия с гидроксилами углеводов. Известно, что некоторые полисахариды, например гликозаминогликаны, плохо реагируют с перийодатом, так как их карбоксильные и сульфатные группировки вызывают отталкивание перйодат-иона, вследствие чего ШИК-реакция может их не выявлять [8]. Обработка срезов щелочью должна была минимизировать эти явления. Для повышения специфичности после щелочного гидролиза использовали многократную отмывку препарата сначала в полярных (абсолютном этаноле), затем в неполярных растворителях (дистиллированной воде) для удаления органических и неорганических гидрофобных и гидрофильных соединений, в том числе фиксатора, так как ШИК-реакция может давать ложноположительные результаты на биологических образцах, фиксированных глутаровым альдегидом (наиболее распространенным фиксатором для электронно-микроскопических исследований), поскольку считается, что свободные альдегидные группы могут вступать в реакцию с реактивом Шиффа. Концентрацию перийодата калия повысили с 0,5 до 1% для повышения эффективности окисления при комнатной температуре. Усиление реакции с реактивом Шиффа за счет повышения температуры реакционной среды заменили увеличением длительности инкубации с реактивом Шиффа при комнатной температуре.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method, acid hydrolysis of DNA at an elevated temperature is replaced by treatment with an alcohol solution of alkali. To identify DNA in semi-thin sections of the samples, it was necessary to make DNA pentoses available for the SHIC reaction, as with other polysaccharides and glycoproteins, that is, to free their hydroxyl groups for reaction with periodate, which will avoid breaking glycosidic bonds and oxidation of pentoses with acid. To form reactive aldehyde groups in pentoses, alkaline hydrolysis was carried out in a 0.5 M solution of potassium hydroxide in methanol. The action of alkali causes the removal of phosphoric acid residues from nucleotides to form nucleosides. There is no rupture of glycosidic bonds, but the hydroxyl group at the third carbon atom of pentose is released. This makes it possible to oxidize it with periodate, and then carry out the reaction with Schiff's reagent. The choice of absolute methanol as a solvent is due to the following: alcohols facilitate the penetration of the reagent into sections, but during the preparation of a water – alcohol solution, the Canizzaro reaction can occur with the formation of alcohols and acids from carbohydrates [4], which may interfere with DNA detection. Therefore, absolute alcohol was chosen. The choice of methanol is due to the fact that it is not able to react with alkalis, but lowers the pH of the solution, which is important for the preservation of biopolymers. At the same time, it also makes it possible to increase the reactivity of carbohydrates in DNA and in other complex compounds by dissolving resins, as well as to facilitate the interaction of potassium periodate with carbohydrate hydroxyls. It is known that some polysaccharides, for example, glycosaminoglycans, react poorly with periodate, since their carboxyl and sulfate groups cause repulsion of the periodate ion, as a result of which the SIR reaction may not reveal them [8]. The treatment of slices with alkali was to minimize these phenomena. To increase the specificity after alkaline hydrolysis, multiple washing of the drug was used, first in polar (absolute ethanol), then in non-polar solvents (distilled water) to remove organic and inorganic hydrophobic and hydrophilic compounds, including the fixative, since the SIR reaction can give false positive results on biological samples fixed with glutaraldehyde (the most common fixative for electron microscopic studies), since it is believed that of free aldehyde groups may react with Schiff's reagent. The potassium periodate concentration was increased from 0.5 to 1% to increase the oxidation efficiency at room temperature. The enhancement of the reaction with the Schiff reagent due to an increase in the temperature of the reaction medium was replaced by an increase in the duration of incubation with the Schiff reagent at room temperature.

Для оценки эффективности заявленного способа провели следующие исследования.To evaluate the effectiveness of the claimed method conducted the following studies.

Пример 1. Определение специфичности развивающейся окраскиExample 1. Determination of the specificity of developing color

Для установления специфичности одновременного определения углеводных компонентов и ДНК провели гистохимические реакции заявленным способом в образцах органов, имеющих биологические структуры, которые должны давать положительную реакцию на углеводные компоненты и ДНК, а также отрицательную реакцию на ДНК и углеводы. Объектом исследования были полутонкие срезы щитовидной железы и сосудов. Препараты щитовидной железы являются положительной пробой на ШИК-реакцию из-за содержания в полостях фолликулах большого количества коллоида - высокогликозилированного белка тироглобулина. Также положительную ШИК-реакцию дают базальные мембраны фолликулярных тироцитов и капилляров. Одновременно ядра клеток щитовидной железы дают положительную реакцию Фельгена. Плазма крови в просветах сосудов содержит большое количество гликопротеинов, дающих ШИК-положительную реакцию. Эритроциты не имеют ядер и не содержат большого количества углеводов в цитоплазме, вследствие чего не дают ни ШИК-реакции, ни реакции Фельгена, то есть являются отрицательным контролем.To establish the specificity of the simultaneous determination of carbohydrate components and DNA, histochemical reactions were performed by the claimed method in samples of organs having biological structures that should give a positive reaction to carbohydrate components and DNA, as well as a negative reaction to DNA and carbohydrates. The object of the study was the semi-thin sections of the thyroid gland and blood vessels. Thyroid preparations are a positive test for the CHIC reaction due to the content in the follicle cavities of a large amount of colloid - a highly glycosylated thyroglobulin protein. Also, a positive CHIC reaction is provided by the basement membranes of follicular thyrocytes and capillaries. At the same time, the nuclei of thyroid cells give a positive Felgen reaction. Blood plasma in the lumen of blood vessels contains a large number of glycoproteins, giving a SIC-positive reaction. The erythrocytes do not have nuclei and do not contain a large amount of carbohydrates in the cytoplasm, as a result of which they do not give either the SIR reaction or the Felgen reaction, i.e. they are a negative control.

Материал фиксировали 1%-ным глутаровым альдегидом с постфиксацией 1%-ным раствором тетраокиси осмия в какодилатном буфере и 5%-ным водным раствором уранилацетата и заливали в смесь Эпона и Аралдита с добавлением дибутилфталата в качестве пластификатора и додецил-янтарнокислого ангидрида в качестве уплотнителя и DMP30 в качестве катализатора. Провели окрашивание изготовленных полутонких срезов по заявленной методике. На фиг. 1 представлены результаты гистохимических реакций в щитовидной железе. Коллоид в просвете фолликулов окрашен в малиново-фиолетовый цвет, ядра тироцитов - в сиренево-розовый цвет с более интенсивной окраской ядрышек, цитоплазма клеток не окрашена, в цитоплазме видны ШИК-положительные включения тироглобулина (указаны стрелками), в просветах сосудов неокрашенные эритроциты. На фиг. 2 представлены результаты окрашивания срезов сосуда, в виде окрашенной в розово-малиновый цвет плазмы в просвете сосуда и неокрашенных эритроцитов (указаны стрелками). Сохранность срезов была стопроцентной.The material was fixed with 1% glutaraldehyde with postfixation with a 1% solution of osmium tetrooxide in cacodilate buffer and a 5% aqueous solution of uranyl acetate and poured into a mixture of Epon and Araldit with the addition of dibutyl phthalate as a plasticizer and dodecyl succinic anhydride DMP30 as a catalyst. We stained the manufactured semi-thin sections according to the claimed methodology. In FIG. 1 shows the results of histochemical reactions in the thyroid gland. The colloid in the lumen of the follicles is colored raspberry-violet, the nuclei of thyrocytes are lilac-pink with a more intense color of the nucleoli, the cytoplasm of the cells is not stained, in the cytoplasm you can see the SHIK-positive inclusions of thyroglobulin (indicated by arrows), in the lumen of blood vessels unpainted erythrocytes. In FIG. 2 presents the results of staining sections of the vessel, in the form of a plasma painted in pink and crimson in the lumen of the vessel and unpainted red blood cells (indicated by arrows). The safety of the slices was one hundred percent.

Таким образом, заявленный способ характеризуется эффективностью при постановке реакции на образцах, залитых в комбинированные эпоксидные смолы, не дает ложноположительных и ложноотрицательных реакций и, следовательно, является специфичным методом выявления углеводных компонентов и ДНК.Thus, the claimed method is characterized by efficiency in the formulation of the reaction on samples embedded in combined epoxy resins, does not give false positive and false negative reactions and, therefore, is a specific method for identifying carbohydrate components and DNA.

Пример 2. Определение чувствительности выявления ДНК и углеводного компонентаExample 2. Determining the sensitivity of detection of DNA and carbohydrate component

Яркость развивающейся окраски ядер зависит от количества гетерохроматина, имеющего высокую компактизацию нуклеопротеинов, и более рыхлого эухроматина, соответственно, дающего более слабую окраску дезоксирибонуклеопротеинов. Аналогично насыщенность окраски углеводных компонентов зависит от их количества в исследуемом объекте, что дает возможность при необходимости для спектрофотометрического определения количества данных соединений. Для определения чувствительности заявленного способа провели гистохимическое выявление гликопротеинов и ДНК в щитовидной железе в фолликулах с различным функциональным состоянием клеток. Фиксация и заливка материала проводилась аналогичным способом, как и в примере 1.The brightness of the developing color of the nuclei depends on the amount of heterochromatin, which has a high compaction of nucleoproteins, and more loose euchromatin, respectively, giving a weaker color of deoxyribonucleoproteins. Similarly, the color saturation of carbohydrate components depends on their quantity in the studied object, which makes it possible, if necessary, for spectrophotometric determination of the amount of these compounds. To determine the sensitivity of the claimed method, histochemical detection of glycoproteins and DNA in the thyroid gland in follicles with different functional state of the cells was performed. Fixation and filling of the material was carried out in a similar manner as in example 1.

На фиг. 3 представлены результаты выявления тироглобулина в группе фолликулов щитовидной железы с различным содержанием этого гликопротеина с соответствующей окраской содержимого полостей фолликулов от светлого розово-сиренево до насыщенного малинового цвета. Эухроматин ядер дает слабую положительную реакцию, гетерохроматин вдоль ядерной оболочки и ядрышки окрашиваются более интенсивно. Цитоплазма клеток не окрашивается. Положительная ШИК-реакция наблюдается в базальных мембранах фолликулярных тироцитов.In FIG. Figure 3 presents the results of the detection of thyroglobulin in the group of thyroid follicles with different contents of this glycoprotein with a corresponding coloration of the contents of the follicle cavities from light pink-lilac to saturated raspberry color. Euchromatin of nuclei gives a weak positive reaction, heterochromatin along the nuclear membrane and nucleoli stain more intensely. Cell cytoplasm does not stain. A positive SIC reaction is observed in the basement membranes of follicular thyrocytes.

На фиг. 4 представлены результаты гистохимической реакции в клетках щитовидной железы с различным состоянием ядер. Пикнотизированные ядра погибающих, десквамированных в полость фолликулов, клеток (указаны стрелками) дают более интенсивную окраску за счет более высокой концентрации нуклеопротеинов.In FIG. 4 presents the results of a histochemical reaction in thyroid cells with different nuclear states. The pycnotized nuclei of dying cells desquamated into the cavity of the follicles (indicated by arrows) give a more intense color due to a higher concentration of nucleoproteins.

Таким образом, заявленный способ гистохимического выявления обладает чувствительностью.Thus, the claimed method of histochemical detection is sensitive.

Пример 3. Выявление полисахаридов, затрудняющих протекание ШИК-реакцииExample 3. The identification of polysaccharides that impede the course of the SIC reaction

К углеводам, в структуре которых имеются группировки, препятствующие образованию альдегидных групп в углеводах, относятся гликозаминогликаны. Для определения эффективности заявленного метода провели гистохимическое выявление гепарина тучных клеток - протеогликана, состоящего из белка и гликозаминогликанов. Для избежания неправильной трактовки отрицательных результатов провели реакцию вышеописанным способом на полутонких срезах дающей положительную ШИК-реакцию щитовидной железы, в соединительнотканных перегородках которой часто встречаются тучные клетки.Carbohydrates, in the structure of which there are groups that prevent the formation of aldehyde groups in carbohydrates, include glycosaminoglycans. To determine the effectiveness of the claimed method, histochemical detection of mast cell heparin, proteoglycan, consisting of protein and glycosaminoglycans, was performed. To avoid misinterpretation of negative results, the reaction was carried out as described above on semi-thin sections giving a positive SHIK reaction of the thyroid gland, in which connective tissue septa there are often mast cells.

На фиг. 5 показаны результаты в виде резко положительной реакции с развитием насыщенной малиново-фиолетовой окраски гранул в цитоплазме тучных клеток, ярким розово-сиреневым окрашиванием коллоида в фолликулах и малиново-фиолетовым окрашиванием гетерохроматина и ядрышек ядер фолликулярных тироцитов.In FIG. Figure 5 shows the results in the form of a sharply positive reaction with the development of a saturated raspberry-violet color of the granules in the cytoplasm of mast cells, bright pink-purple staining of the colloid in the follicles, and raspberry-violet staining of heterochromatin and nucleoli of follicular thyrocyte nuclei.

Таким образом, заявленный способ позволяет выявлять гликозаминогликаны, что повышает применимость ШИК-реакции.Thus, the claimed method allows the detection of glycosaminoglycans, which increases the applicability of the SIK reaction.

Пример 4. Отсутствие органоспецифичности заявленного способаExample 4. The lack of organ specificity of the claimed method

Для установления эффективности заявленного метода провели выявление ДНК и углеводов в различных органах. Препараты коркового вещества надпочечников и семенников крыс были изготовлены вышеописанным в примере 1 способом. Корковое вещество надпочечников представлено клетками, в цитоплазме которых содержится большое количество крупных митохондрий овальной формы и единичные липидные капли, не дающие положительной реакции с реактивом Шиффа. Клетки окружены капиллярами, чья базальная мембрана ШИК-положительна. В семенниках сперматогенный эпителий содержит крупные ядра с деконденсированным хроматином низкой плотности, дающим слабую реакцию Фельгена. Сперматозоиды содержат в головке сильно конденсированный хроматин, а в хвостике - большое количество гликопротеинов на плазмолемме, вследствие чего дают резко положительную ШИК-реакцию и реакцию Фельгена.To establish the effectiveness of the claimed method, DNA and carbohydrates were detected in various organs. Preparations of the cortical substance of the adrenal glands and testes of rats were made as described above in example 1. The cortical substance of the adrenal glands is represented by cells whose cytoplasm contains a large number of large oval-shaped mitochondria and single lipid droplets that do not give a positive reaction with Schiff's reagent. Cells are surrounded by capillaries, whose basement membrane is CHIC-positive. In the testes, the spermatogenous epithelium contains large nuclei with decondensed chromatin of low density, giving a weak Felgen reaction. Sperm cells contain highly condensed chromatin in the head, and a large amount of glycoproteins on the plasmolemma in the tail, resulting in a sharply positive SIR reaction and the Felgen reaction.

На фиг. 6 показаны результаты реакции на корковом веществе надпочечников. Ядра клеток имеют сиренево-розовую окраску, в цитоплазме видны крупные неокрашенные капли липидов (указаны стрелками) и более мелкие неокрашенные митохондрии. Яркую окраску дают базальные мембраны капилляров.In FIG. Figure 6 shows the results of the reaction on the adrenal cortex. The cell nuclei have a lilac-pink color, large unpainted lipid drops (indicated by arrows) and smaller unpainted mitochondria are visible in the cytoplasm. The basement membranes of the capillaries give a bright color.

На фиг. 7 представлены результаты гистохимических реакций заявленным способом в препаратах семенников. В сперматогенном эпителии розово-сиреневую окраску дают хромосомы, яркую малиново-фиолетовую окраску - головки, и малиново-сиреневую - хвостики сперматозоидов (указаны стрелками).In FIG. 7 presents the results of histochemical reactions of the claimed method in the preparations of the testes. In spermatogenous epithelium, pink-lilac color gives chromosomes, bright raspberry-violet color - heads, and raspberry-lilac color - tails of sperm (indicated by arrows).

Следовательно, заявленный способ характеризуется отсутствием органоспецифичности положительных реакций, то есть является универсальным для выявления ДНК и углеводных компонентов в органах и тканях.Therefore, the claimed method is characterized by the absence of organ-specificity of positive reactions, that is, it is universal for detecting DNA and carbohydrate components in organs and tissues.

Таким образом, заявленный способ является эффективным методом выявления ДНК, полисахаридов и углеводных компонентов биополимеров в полутонких срезах образцов разнообразных тканей и органов, залитых в смесь различных эпоксидных смол. Данный метод отличается также высокой сохранностью материала и простотой исполнения, так как не требует использования термостатов и нагревательных столиков.Thus, the claimed method is an effective method for detecting DNA, polysaccharides and carbohydrate components of biopolymers in semi-thin sections of samples of various tissues and organs embedded in a mixture of various epoxy resins. This method is also characterized by high material safety and ease of execution, since it does not require the use of thermostats and heating tables.

ЛитератураLiterature

1. Гайер Г. Электронная гистохимия. - М.: Мир, 1974. - 488 с.1. Gayer G. Electronic histochemistry. - M .: Mir, 1974. - 488 p.

2. Конарев В.Г., Тютерев С.Л. Методы биохимии и цитохимии нуклеиновых кислот растений. - Л.: Колос, 1970. - 204 с.2. Konarev V.G., Tyuterev S.L. Methods of biochemistry and cytochemistry of plant nucleic acids. - L .: Kolos, 1970 .-- 204 p.

3. Петрова А.С., Полонская Н.Ю. Глава 17. Основные методы окрашивания цитологических препаратов // Микроскопическая техника: руководство / Под ред. Д.С. Саркисова, Л.Ю. Перова. - М.: Медицина, 1996. - 544 с.3. Petrova A.S., Polonskaya N.Yu. Chapter 17. The main methods of staining of cytological preparations // Microscopic technique: manual / Ed. D.S. Sarkisova, L.Yu. Perova. - M.: Medicine, 1996 .-- 544 p.

4. Пирс Э. Гистохимия. Пер. с англ. - М.: Издательство иностранной литературы, 1962. - 962 с.4. Pierce E. Histochemistry. Per. from English - M .: Publishing house of foreign literature, 1962. - 962 p.

5. Carson F., Hladik С. Histotechnology: A Self-Instructional Text (3 ed.). - Hong Kong: American Society for Clinical Pathology Press, 2009. - P. 137-139.5. Carson F., Hladik C. Histotechnology: A Self-Instructional Text (3 ed.). - Hong Kong: American Society for Clinical Pathology Press, 2009 .-- P. 137-139.

6. Cerri PS, Sasso-Cerri E. Staining methods applied to glycol methacrylate embedded tissue sections // Micron - 2003. - Vol. 34. - No 8. - P. 365-372.6. Cerri PS, Sasso-Cerri E. Staining methods applied to glycol methacrylate embedded tissue sections // Micron - 2003. - Vol. 34. - No. 8. - P. 365-372.

7. DiBella R., Hashimoto K. A new method for PAS stain of osmium-fixed Araldite-embedded thick tissue section // J. Invest. Dermatol. - 1966. - Vol. 47. - P. 503-505.7. DiBella R., Hashimoto K. A new method for PAS stain of osmium-fixed Araldite-embedded thick tissue section // J. Invest. Dermatol. - 1966. - Vol. 47. - P. 503-505.

8. Scott J., Harbinson R. Periodate oxidation of acid polysaccharides. II. Rates of oxidation of uronic acids in hyalyuronides and acid mucopolysaccharides // Histochemie. - 1969. - Vol. 19. - P. 155-161.8. Scott J., Harbinson R. Periodate oxidation of acid polysaccharides. II. Rates of oxidation of uronic acids in hyalyuronides and acid mucopolysaccharides // Histochemie. - 1969. - Vol. 19. - P. 155-161.

9. Stockert J. Feulgen positive nucleoli in Epon semithin sections: Fact or artifact? // Experientia. 1978. - Vol. 33. - No 12. - P. 1669-1670.9. Stockert J. Feulgen positive nucleoli in Epon semithin sections: Fact or artifact? // Experientia. 1978. - Vol. 33. - No. 12 .-- P. 1669-1670.

Claims (1)

Способ одновременного гистохимического выявления дезоксирибонуклеопротеинов, полисахаридов и углеводных компонентов биополимеров в полутонких срезах тканей и органов, заключающийся в окислении срезов 1%-ным водным раствором перйодата калия в течение 7-10 мин с последующей отмывкой срезов в дистиллированной воде и подсушиванием срезов; инкубации в темноте с реактивом Шиффа в течение 25-40 мин с последующей отмывкой в течение 2-3 мин в проточной, по 1 мин в сернистой и дистиллированной воде и получением розово-фиолетового окрашивания в образцах, отличающийся тем, что образцы, предварительно залитые в смесь эпона и аралдита, гидролизуют 0,5-0,7 М раствором гидроксида калия в абсолютном метаноле при комнатной температуре с последующим удалением продуктов гидролиза при отмывании абсолютным этанолом и дистиллированной водой.A method for simultaneous histochemical detection of deoxyribonucleoproteins, polysaccharides and carbohydrate components of biopolymers in semi-thin sections of tissues and organs, which consists in oxidizing the sections with a 1% aqueous potassium periodate solution for 7-10 minutes, followed by washing the sections in distilled water and drying the sections; incubation in the dark with Schiff's reagent for 25-40 minutes, followed by washing for 2-3 minutes in flowing, 1 minute in sulphurous and distilled water and obtaining a pink-violet color in the samples, characterized in that the samples pre-filled in a mixture of epon and araldite is hydrolyzed with a 0.5-0.7 M solution of potassium hydroxide in absolute methanol at room temperature, followed by removal of the hydrolysis products by washing with absolute ethanol and distilled water.
RU2016147502A 2016-12-05 2016-12-05 Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs RU2647420C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147502A RU2647420C1 (en) 2016-12-05 2016-12-05 Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147502A RU2647420C1 (en) 2016-12-05 2016-12-05 Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647420C1 true RU2647420C1 (en) 2018-03-15

Family

ID=61629567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147502A RU2647420C1 (en) 2016-12-05 2016-12-05 Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647420C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2485209A (en) * 2010-11-05 2012-05-09 Inst Medical Informatics Curve fitting to histogram data for identification of chromatin types in nuclei

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2485209A (en) * 2010-11-05 2012-05-09 Inst Medical Informatics Curve fitting to histogram data for identification of chromatin types in nuclei

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pacific Medical Journal, 2004, 2, p. 18-23, найдено 09.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте http://tmj-vgmu.ru/files/old/PMJ_2004_2/PMJ_2004_2_18.pdf. *
МАЛЬКОВ П.Г. и др. Гиалинизирующая трабекулярная опухоль щитовидной железы. Российский онкологический журнал, 2010, 1 стр. 46-48, найдено 09.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте https://istina.msu.ru/media/publications/article/b72/369/999470/166.pdf. Разработка фундаментальных основ определения масс биополимеров, недоступных современным методам масс-спектрометрического анализа. *
Отчет о НИР. Новосибирск, 2009, стр. 32-35, найдено 05.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте http://ssrc.inp.nsk.su/CKP/biblio/INP_Report_1_Stage_02_552_11_7081.pdf. ХРУЛЕВ С.В. Солокализация серотонина и нитроксидсинтазы в нейронах подкоркового белого вещества мозга человека. *
ТИТОВ Л.П. Медицинская геномика. Oбзор. Известия национальной академии наук Беларуси, 2015, 4, стр. 97-114, найдено 09.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте http://csl.bas-net.by/xfile/v_med/2015/4/7sr5n.pdf. *
ТИТОВ Л.П. Медицинская геномика. Oбзор. Известия национальной академии наук Беларуси, 2015, 4, стр. 97-114, найдено 09.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте http://csl.bas-net.by/xfile/v_med/2015/4/7sr5n.pdf. МАЛЬКОВ П.Г. и др. Гиалинизирующая трабекулярная опухоль щитовидной железы. Российский онкологический журнал, 2010, 1 стр. 46-48, найдено 09.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте https://istina.msu.ru/media/publications/article/b72/369/999470/166.pdf. Разработка фундаментальных основ определения масс биополимеров, недоступных современным методам масс-спектрометрического анализа. Отчет о НИР. Новосибирск, 2009, стр. 32-35, найдено 05.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте http://ssrc.inp.nsk.su/CKP/biblio/INP_Report_1_Stage_02_552_11_7081.pdf. ХРУЛЕВ С.В. Солокализация серотонина и нитроксидсинтазы в нейронах подкоркового белого вещества мозга человека. Pacific Medical Journal, 2004, 2, p. 18-23, найдено 09.10.2017 в Интернете [on-line] на сайте http://tmj-vgmu.ru/files/old/PMJ_2 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sato et al. A simple rapid polychrome stain for epoxy-embedded tissue
Mitra et al. Histochemical staining of Arabidopsis thaliana secondary cell wall elements
Munger Staining methods applicable to sections of osmium-fixed tissue for light microscopy
Gurr Methods of analytical histology and histo-chemistry
Zalokar et al. Phase-Partition Fixation and Staining of Drosophzla Eggs
Baker The structure and chemical composition of the Golgi element
Baker The Histochemical Recognition, of Lipine
Sjöstrand et al. Fixation by freezing-drying for electron microscopy of tissue cells
Freeman A study of the jelly envelopes surrounding the egg of the amphibian, Xenopus laevis
US20080090269A1 (en) Compositions and methods for preparing specimens for microscopic analysis
Horobin Staining plastic sections: a review of problems, explanations and possible solutions
Hillman Limitations of clinical and biological histology
RU2647420C1 (en) Combined method of hystochemical detection of dezoxyribonucleoprotenins, polysaccharides and hydrocarbon components of bio polymers in semitinous sections of tissues and organs
Kiernan Dyes and other colorants in microtechnique and biomedical research
CN109470534A (en) A kind of transparent dewaxing liquid of novel pathological tissue and preparation method thereof
Simpson et al. Histochemical studies on microfilariae
GERSH Fixation and staining
Burkl et al. A study of osmium tetroxide fixation
Sobin et al. Histochemical characterization of the aging microvasculature in the human and other mammalian and non-mammalian vertebrates by the periodic acid-Schiff reaction
Bélanger Improvements to the melted emulsion technique of autoradiography
Woodruff et al. Advantages of glycol methacrylate embedding systems for light microscopy
Horobin et al. The influence of the embedding medium when staining for electron microscopy: the penetration of stains into plastic sections
Bharadwaj et al. Staining mitochondria with hematoxylin after formalin-sublimate fixation; a rapid method
Ajileye et al. Fixation and fixatives in histopathology: a review
Derksen Cytological analysis of Drosophila polytene chromosomes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201206