冰冻切片(Frozen Section)基本原理、实验操作及注意事项

1 基本原理
冰冻切片(Frozen Section)是快速组织切片,通过在低温(-15至-23℃)恒温器的中将冰冻组织切割成需要的厚度(5-20μm) [1-2]。组织样本的快速冷冻将水转化为冰,组织内的坚硬冰充当切割组织的包埋介质,冰冻组织切片一般用于免疫荧光(immunofluorescence, IF)实验。冰冻切片主要用于术中处理病灶的快速诊断,了解病灶范围,进行酶免疫细胞化学和免疫荧光研究,以及对组织中的脂质和某些碳水化合物进行染色,当然也适用于普通的基础生物学研究。

(图1 冰冻切片组织处理基本流程)
2 组织处理基本操作
2.1 新鲜组织固定
(1)洗涤:使用PBS将组织洗涤干净后;
(2)固定:在4℃使用4% 多聚甲醛在摇床上固定组织2-4H(根据组织大小,避免固定组织超过 24 小时,因为组织抗原可能会被掩盖或破坏);
(3)蔗糖沉降:使用30%蔗糖在4℃沉降组织2H(目的减少组织内水分,避免冰晶破坏细胞);
(备注:实践过程中可以直接忽略(2)和(3),其中(2)可以在冰冻切片完成后再进行,此外,有的实验还不能用多聚甲醛固定,因此需要提前做好准备)
2.2 组织包埋与保存
(1)OCT包埋组织:将组织盛于做好标记的包埋盒中,加入预冷的OCT将整个组织覆盖;
(2)速冻组织:将盛有组织的包埋盒底部与液氮接触,可快速(10-20s)冷冻组织(速冻目的是防止细胞内形成冰晶);
(3)组织冻存:一般情况下,将冻存保存-80℃冰箱中备用;

(图2 低温恒温切片机基本功能台展示 [2])
3 冰冻切片
(1)品托准备:将OCT添加至平托表面(2-3mm),然后放置于4℃冷处理10min备用;
(2)组织固定于品托:将保存于-80℃的包埋组织水平放置于品脱上,并置于低温恒温切片机载物台;
(3)组织复温:将(2)装载好的组织放置于低温恒温切片机载物台/速冻架上复温30min(如果标本太冷,切片会卷曲。如果太热,它会粘在刀上);
(4)品托组装:将平托组长至组织固定台(rotary microtome);
(5)刀片安装:将刀片按照5-7°进行安装,并固定好;
(6)修片:开始切割的时候,可以进行较厚的厚度进行切割,切割刀组织后换成低厚度切片;
(7)切片:现目前冰冻切片机的载片平台包含两种,一种是类似于石蜡切片的载片平台,需要将切片用毛笔将切片接住然后转移至载玻片;另外一种是切片直接进入载片平台,同样需要用毛笔将切片转移至载玻片;
(8)切片室温复温:将盛有组织切片的载玻片在30-37℃放置30min复温后进行后续实验。

(图3 低温恒温切片示意图。(a)用 OCT 覆盖品托,(b)现在将组织放在品托上,(c)OCT 淹没在组织上,(d)现在将组织放入冷却室,(e)刷子/毛笔引导组织尖端,(f)组织切片轻轻铺在防卷板上,然后通过刷子/毛笔转移切片至载玻片 [2])
4 注意事项
提高实验成功率的关键在于明白冰冻切片的基本原理以及注意事项,对于实践操作是一个熟能生巧的事儿,需要时间和精力去磨练。提高组织切片成功率需要注意如下事项:
(1)使用各种试剂耗材前认真阅读说明书,尤其是其中的注意事项;
(2)组织固定:室温下浸入10% 福尔马林溶液中 4 至 8 h完成固定。普遍认为,固定剂的体积应比浸没组织的大小大50倍。避免固定组织超过 24h,因为组织抗原可能会被掩盖或破坏;
(3)一般来说灌注固定是比较常见的固定方式,除了肺、脾和胚胎组织,它们都是浸入固定的;
(4)低温恒温器温度在 -15 至 -23 °C 之间,如果标本太冷,切片会卷曲。如果太热,它会粘在刀上;
(5)将切片转移至含有明胶包被的组织学载玻片上,载玻片预先涂有明胶以增强组织的粘附性;
(6)将玻片在 30-37 °C 需要进行必要的复温操作,一般执行30min;
(7)速冻很关键,液氮,干冰速冻可以降低细胞内形成破坏性冰晶的可能性;
爱自己!!!做科研!!! 每文格言英国哲学家罗素说:“一个人的命运,往往取决于一些不为人知的细节。它看似微不足道,但很可能就是改变你人生的基石。”如果有用,关注楼主GBhouse,点赞+讨论,攻击型人格请请请不要关注和阅读!!!
参考
[2] https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-10-8252-8_6
[3] https://www.uptbio.com/news/view/bingdongqiepiancaozuozhuyishixiang.html
[4] https://www.uptbio.com/news/view/246.html
[5] https://www.cellsignal.cn/learn-and-support/protocols/protocol-ihc-frozen
[6] https://www.sohu.com/a/546650118_120994945
[7] https://www.larc.tsinghua.edu.cn/post/730/31