本文描述了一种方法,即利用量子点(QD)纳米颗粒对环氧树脂包埋的人类病理组织进行相关免疫细胞化学研究。我们采用 commercially available 的抗体片段偶联量子点,可通过宽场荧光显微镜和透射电子显微镜进行观察。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文描述了一种方法,即利用量子点(QD)纳米颗粒对环氧树脂包埋的人类病理组织进行相关免疫细胞化学研究。我们采用 commercially available 的抗体片段偶联量子点,可通过宽场荧光显微镜和透射电子显微镜进行观察。
本文介绍了一种方法,即利用量子点(QD)纳米颗粒对人类病理组织进行相关免疫细胞化学研究,结合宽场荧光光学显微镜与透射电子显微镜(TEM)进行分析。为展示该实验方案,我们对人类生长抑素瘤肿瘤的超薄环氧切片进行了免疫标记:首先使用针对生长抑素的一抗,随后加入生物素化二抗,并用与链霉亲和素偶联的发射波长为585 nm的硒化镉(CdSe)量子点(QDs)进行显影。将切片置于TEM样品载网上,再放置于玻片上,用于宽场荧光光学显微镜观察。光学显微镜下可见585 nm量子点标记在肿瘤细胞胞质内呈现明亮的橙色荧光,呈颗粒状分布。在低倍至中倍放大条件下,可清晰识别标记模式,并评估非特异性或背景标记水平。此步骤对于后续通过TEM解读免疫标记模式及评估其形态学背景至关重要。随后将同一张切片 blot 干燥后进行TEM观察。结果显示量子点探针结合于单个分泌颗粒内的无定形物质上。从光学显微镜所观察到的同一感兴趣区域(ROI)采集图像,用于相关性分析。随后可将两种模态获得的对应图像进行融合,将荧光数据叠加至相应区域的TEM超微结构图像上。
相关联的光学显微镜与电子显微镜技术(CLEM)是一种用于分析瞬时动态事件1、稀有事件2, 3以及复杂系统4的强有力方法。根据所研究问题的不同,存在多种不同的技术组合方式5,但一个共同的要求是,需对同一样本中的相同结构6采用多种显微成像模式进行观察。我们所采用的CLEM方法专为研究存档的人类病理组织而开发,本研究中使用的案例此前已被充分表征并发表7。该方法的目标首先是最大限度地从单个活检或手术样本中获取分析数据,其次利用荧光光学显微镜帮助阐明在超微结构水平上观察到的免疫细胞化学标记模式的背景信息。
量子点纳米晶体(QDs)具有成为通用标记系统的潜力,可通过荧光显微镜和电子显微镜进行观测8, 9, 10。其晶体核心结构使得不同尺寸的量子点在远偏离其发射光谱波长的光激发下,能够产生广泛的荧光发射峰11。它们的原子量足够高,可产生可通过透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜(STEM)或场发射扫描电子显微镜检测到的电子密度。量子点特别适用于免疫细胞化学研究,因为即使单个量子点也可被观察到,从而实现每个靶分子对应一个量子点的极高灵敏度12。此外,根据所使用的量子点类型,它们可能具有适合进行元素定位的独立元素特征。
人体病理学样本为转化生物医学研究提供了重要优势。手术组织和活检样本通常会被提交用于生物样本库保存,在获得适当伦理审批后,可供研究项目使用。与动物或 体外 疾病模型。然而,病理样本的制备往往并不理想,可能存在组织固定延迟、固定剂选择不当(例如透射电镜应使用戊二醛而非福尔马林)以及取样不恰当等问题。关联显微成像技术(CLEM)有望从单个人体样本中获取更优化的诊断与预后信息。然而,一些新近开发的关联成像方法,例如使用微型单线态氧生成器(miniSOG)的技术,由于需要将标签基因编码至目标细胞中,因此无法应用于病理学检测13因此,我们探索了在常规制备的透射电镜组织样本中使用量子点(QD)标记进行相关免疫细胞化学研究的可行性。将量子点应用于经轻度醛类固定后的活检及组织样本的刻蚀环氧或丙烯酸树脂切片,有望从同一样本中获得相关的荧光显微镜与透射电镜数据。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
1. 组织解剖与固定
2. 组织处理与包埋
3. 超薄切片
4. 免疫标记
5. 荧光显微镜观察
6. 透射电子显微镜
7. CLEM 成像
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本研究所用的生长抑素瘤肿瘤标本由形成导管结构的肿瘤细胞与胶原性间质组织混合构成。通过荧光显微镜观察,含有丰富分泌颗粒的单个肿瘤细胞对生长抑素激素呈阳性标记。细胞核表现为暗色空洞,仅见极少量非特异性标记(图1)。在低倍镜下,这些特征明确的肿瘤细胞胞质中可见强度不一的颗粒状橙色荧光。荧光的橙色由所用量子点(QD)的尺寸决定。本研究采用585 nm量子点,其在365 nm光激发下发射橙色信号。
可对同一细胞进行CLEM分析(图2)。通过在透射电子显微镜(TEM)检查中使用与光学显微镜观察相同的载网,可在两种成像模式下识别并成像同一感兴趣区域(ROI)。在光学显微镜下观察到的组织结构与载网条之间的相对位置关系,在TEM中同样可见,并可用于导航定位。通过参考20倍光学显微镜图像,并记录组织特征与载网条的相对位置,即可找到ROI。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本研究已证明量子点(QDs)作为CLEM研究通用探针的潜在用途。所使用的585 nm量子点纳米颗粒在宽场光学显微镜下表现出明亮且稳定的荧光,并可被透射电子显微镜轻松观察到。先前由本文作者之一进行的一项研究显示,量子点也适用于超分辨率光学显微镜7。其光稳定性在长时间观察和长时成像曝光中尤为有用。此外,量子点还可用于多重免疫组织化学分析,不同尺寸的探针可在相同激发波长下同时发射不同颜色的光谱。
量子点(QDs)具有足够的原子量,可通过透射电子显微镜(TEM)进行观察,但其可视性取决于所用纳米颗粒的大小,实际操作中存在一定挑战。在光学显微镜下,我们发现525 nm的量子点(绿色)相比更大的585 nm(橙色)和655 nm(红色)形式,产生的背景标记更少。然而,在本研究中我们选择使用较大的585 nm量子点,以便更方便地通过TEM观察标记情况。较小的525 nm量子点尺寸约为3–5 nm,而较大的585 nm形式约为6–8 nm,655 nm量子点则约为8–10 nm。在TEM下观察,585 nm量子点呈不规则的晶体形态,具有中等电子密度。它们的外形不如传统的胶体金...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
作者声明无利益冲突。
作者希望感谢澳大利亚新南威尔士州利物浦市新南威尔士州卫生病理学悉尼西南病理服务(SSWPS)解剖病理学部门及免疫组织化学实验室吴小娟(Xiao Juan Wu)的支持。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 二甲胂酸钠 | Proscitech | C0205 | 有害化学品 |
| 四氧化锇 | Proscitech | C010 | 仅可在通风橱中使用 |
| 醋酸铀酰 | Univar-Ajax | 569 | 危险化学品 |
| 乙醇 100% | Fronine | JJ008 | |
| 丙酮 100% | Fronine | JJ006 | |
| ERL 4221 | Proscitech | C056 | |
| DER 732 | Proscitech | C047 | |
| NSA | Proscitech | C059 | |
| DMAE | Proscitech | C050 | |
| 偏高碘酸钠 | Analar BDH | 10259 | |
| 生长抑素抗体 | Dako | A0566 | |
| 抗体稀释液 | Dako | S3022 | |
| Qdot 585 链霉亲和素偶联物 | Invitrogen | Q10113MP | |
| 生物素化山羊抗兔 IgG 抗体 | Sigma | B7389-1ML | |
| 戊二醛 50% | EMS | 16320 | |
| 正常山羊血清 | Invitrogen | PCN5000 | |
| PBS "Dulbecco A" | Oxoid | BR0014G | |
| 牛血清白蛋白 c (10%) | Aurion | 900.022 | |
| 封口膜 | Pechiney PP | M | |
| pH 指示试纸 (pH 2.0 - 9.0) | Merck | 1.09584.0001 | |
| 微型模具 | Proscitech | RL063 | |
| 金刚石刀 | Diatome | Ultra 45 | |
| 透射电子显微镜 | FEI | Morgagni 268D | |
| 荧光光学显微镜 | Carl Zeiss | Axioscope A1 | |
| 镍网 300 目(细条型) | Agar Scientific | G2740N | |
| 超薄切片机 | RMC | Powertome | |
| 透射电镜相机控制软件 | Soft Imaging System | AnalySIS | Version 3.0 |
| 图像处理软件 | Adobe Systems Incorporated | Photoshop CS2 |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。