- •ПРЕДИСЛОВИЕ ПЕРЕВОДЧИКА
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
- •1. Введение
- •1.1. Освещение по Кёлеру
- •1.1.1. Принципы метода
- •1.1.2. Предварительная проверка оборудования
- •1.2. Установка света по Кёлеру
- •2.1. Преломление
- •2.1.1. Числовая апертура
- •2.2. Отражение, поглощение и пропускание
- •2.3. Флуоресценция/фосфоресценция
- •2.4. Поляризация
- •2.5. Дифракция
- •2.5.1. Тестовые пластинки Аббе
- •2.5.2. Формирование первичного изображения
- •2.5.3. Разрешающая способность
- •2.5.4. Роль конденсора в разрешении микроскопа
- •2.5.5. Увеличение
- •2.5.6. Увеличение и разрешение
- •4. Поле зрения
- •5. Резюме
- •6. Литература для дальнейшего чтения
- •1. Введение
- •1.1. Определение контраста
- •2. Светлопольная микроскопия
- •3. Фазовый контраст
- •3.2. Дифрагированный свет в фазовом контрасте
- •4. Темнопольная микроскопия
- •4.1. Освещение по Рейнбергу
- •4.2. Темнопольные конденсоры высокого разрешения
- •4.3. Темнопольное изображение
- •5. Поляризованный свет
- •5.1. Использование одиночного поляризатора
- •5.2. Использование скрещенных поляризаторов
- •5.2.2. Направление двулучепреломления
- •6.3. Интерференционная отражательная микроскопия
- •6.3.2. Физические основы метода
- •6.3.3. Интерпретация результатов
- •7.1. Красители
- •7.2. Использование светофильтров
- •7.3. Срезы
- •7.4. Качество препарата
- •8. Другие методы
- •8.1. Дисперсионное окрашивание
- •10. Благодарности
- •11. Литература
- •ФИКСИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ
- •1. Введение
- •2. Рисование
- •3. Фотомикрография
- •4.1. Разрешение
- •4.2. Разрешающая способность и размер отпечатка
- •4.4. Освещение
- •5. Микроскоп для фотомикрографии
- •5.1. Штатив микроскопа
- •5.2. Оптика
- •5.2.1. Числовая апертура и увеличение объективов
- •5.2.2. Исправление аберраций
- •5.2.4. Иммерсионные объективы
- •5.2.5. Глубина резкости
- •5.2.6. Кривизна поля зрения
- •5.2.7. Типы конденсоров
- •5.2.8. Чистка линз
- •6. Камера для фотомикрографии
- •6.1. Выбор размера пленки
- •6.3. Специальная фотомикрографическая камера
- •6.4. Микроскопы со встроенными фотосистемами
- •6.5. Камера с мехами
- •7. Наведение на фокус и определение экспозиции
- •7.1. Наведение на фокус
- •7.2. Определение экспозиции
- •7.3. Контроль экспозиции
- •8. Выбор условий для фотомикрографии
- •8.1. Фотографический процесс
- •8.1.1. Чувствительность пленки
- •8.1.2. Зернистость
- •8.1.3. Контрастность
- •8.2. Черно-белая фотомикрография
- •8.3. Цветная фотомикрография
- •8.3.1. Цветные отпечатки или слайды
- •8.3.2. Печать со слайдов
- •8.3.3. Цветовая температура
- •8.3.4. Коррекция цветовых искажений
- •8.3.6. Выбор чувствительности пленки
- •8.4. Поляроидные клетки
- •8.4.2. Камера Поляроид SX70
- •8.4.3. Поляроидные слайды
- •8.5. Хранение неэкспонированной пленки
- •9. Фотомакрография
- •9.1.1. Стереомикроскопы для фотомикрографии
- •9.1.2. Макроскопы
- •9.1.3. Фотомакрографические объективы
- •9.2. Освещение для фотомакрографии
- •9.3. Определение экспозиции при фотомакрографии
- •10. Завершение процесса фотомикрографии
- •10.1. Содержание записей
- •10.2. Хранение негативов
- •10.3. Хранение слайдов
- •10.4. Монтаж слайдов
- •10.5. Хранение отпечатков
- •10.6. Определение и указание увеличения
- •11. Практическое руководство
- •11.2. Начальная калибровка экспонометра
- •12. Литература для дальнейшего чтения
- •ИММУНОГИСТОХИМИЯ
- •1. Введение
- •2. Антитела
- •2.1. Структура иммуноглобулинов
- •2.2. Поликлональная антисыворотка
- •2.3. Моноклональные антитела
- •2.4. Очистка антител
- •2.5. Специфичность реакций антител
- •2.6. Хранение антител
- •3.1. Выбор условий обработки ткани
- •3.2. Выявление скрытых антигенов
- •4. Выбор способа мечения
- •4.1. Флуоресцентные метки
- •4.2. Ферментные метки
- •4.2.1. Пероксидаза хрена
- •4.2.2. Щелочная фосфатаза
- •4.2.3. Глюкозооксидаза
- •4.2.4. Галактозидаза
- •4.3. Коллоидное золото
- •4.4. Выбор метки
- •5. Методы окраски
- •5.1. Прямой метод
- •5.2. Непрямой метод
- •5.4. Системы с использованием биотин — авидина
- •5.5. Другие методы
- •6. Экспериментальные методы
- •6.1. Общее описание метода
- •6.2. Выбор правильного разведения антител
- •6.3. Флуоресцентные метки
- •6.4. Пероксидаза
- •6.4.1. Ингибирование эндогенного фермента
- •6.5. Щелочная фосфатаза
- •6.5.1. Блокирование эндогенного фермента
- •6.5.2. Мера предосторожности
- •6.6. Глюкозооксидаза
- •6.7. Галактозидаза
- •6.9. Некоторые общие процедуры
- •6.9.1. Покрытие предметных стекол
- •6.9.2. Дополнительное окрашивание
- •7.1. Контрольные препараты
- •7.2. Решение проблем
- •9. ДНК-зонды для гибридизации in situ
- •9.1. Принцип метода гибридизации
- •9.2. Экспериментальная процедура
- •9.2.1. Выявление Y-хромосомы
- •9.2.2. Выявление цитомегаловируса
- •10. Цитологические препараты
- •11. Количественная оценка
- •12. Оборудование
- •13. Благодарности
- •14. Литература
- •ГИСТОХИМИЯ И СВЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ
- •1. Введение
- •1.1. Объекты для гистохимического окрашивания
- •1.1.1. Что такое окрашивание?
- •2. Приготовление и хранение срезов препаратов
- •2.1. Необходимые характеристики препарата
- •2.2. Методы приготовления и хранения препаратов
- •2.2.1. Получение тонких слоев
- •3. Что можно выявлять? Некоторые примеры
- •3.1. Выявление химических свойств
- •3.1.1. Химические фрагменты
- •3.1.2. Специфические вещества
- •3.1.3. Классы веществ
- •3.2. Выявление биологических объектов
- •3.2.1. Биологические объекты
- •3.2.2. Биологические процессы
- •3.3. Морфологические исследования
- •4. Выбор методов
- •5.1. Оценка селективности методов
- •5.2. Оценка локализации окрашивания
- •5.4. Оценка чистоты реагентов
- •5.5. Номенклатура реагентов
- •6. Что необходимо для гистохимической работы
- •6.1. Оборудование и материалы
- •6.2. Как научиться работать?
- •7. Почему используются гистохимические методы
- •8. Благодарности
- •ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ МИКРОСКОПИЯ
- •1. Введение
- •2. Флуорохромы
- •3. Флуоресцентный микроскоп
- •3.1. Способы освещения
- •3.1.1. Освещение проходящим светом
- •3.1.2. Освещение падающим светом
- •3.2. Источники света
- •3.3. Домики для ламп
- •3.4. Фильтры
- •3.4.1. Возбуждающие фильтры
- •3.4.2. Запирающие фильтры
- •3.4.3. Цветные светоделительные зеркала
- •3.5. Объективы и окуляры
- •4. Применение флуоресцентных красителей
- •4.1. Нуклеиновые кислоты
- •4.1.1. Прижизненное окрашивание флуорохромами
- •4.2. Иммунофлуоресценция
- •4.3. Флуоресценция нейромедиаторов
- •4.4. Двойное окрашивание
- •5. Микрофлуориметрия
- •5.1. Введение
- •5.2. Стандарты флуоресценции
- •5.3. Оборудование
- •5.3.1. Инвертированные микрофлуориметры
- •5.3.2. Сканирующие микрофлуориметры
- •5.4. Измерения содержания ДНК
- •5.4.1. Оборудование
- •5.4.2. Подготовка материала
- •5.4.3. Процедура окрашивания
- •5.4.4. Проведение измерений
- •6. Анализ изображения при флуоресценции
- •7. Сканирующая лазерная микроскопия
- •8. Литература
- •МИКРОМЕТРИЯ И АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЯ
- •1. Введение
- •2. Простая микрометрия
- •2.1. Измерения длины
- •2.1.3. Окуляр-микрометр сдвига
- •2.1.4. Другие методы измерения длины
- •2.2 Измерения углов
- •2.3. Измерение толщины
- •2.4. Счетные камеры
- •2.4.2. Техника работы с гемоцитометром
- •3.1.1. Определение АA в двухфазном препарате
- •3.2. Принципы измерения площади поверхности
- •4. Измерения с использованием дигитайзера
- •5.2. Измерения с помощью компьютера
- •6. Приборы и математическое обеспечение работ
- •7. Литература
- •ВИДЕОМИКРОСКОПИЯ
- •1. Видеомикроскопия и оборудование для нее
- •1.1. Введение
- •1.1.1. Видеоусиление
- •1.1.2. Видеоинтенсификация
- •1.1.3. Цифровая обработка изображения
- •1.2.1. Условия ограниченного числа фотонов
- •1.3. Различные методы видеомикроскопии
- •1.3.1. Видеомикроскопия с усилением
- •1.3.2. Аналоговое усиление контраста
- •1.3.3. Цифровая обработка изображения
- •1.4.1. Камеры и контроллеры камер
- •1.4.5. Видеопроцессорные платы
- •1.4.6. Монофункциональные процессоры
- •1.4.7. Взгляд в будущее
- •1.5. Условия, налагаемые на микроскоп
- •1.6. Как соединить телекамеру с микроскопом
- •2.1. Различные виды VEC-микроскопии
- •2.2. Приготовление препаратов
- •2.3. Получение изображения
- •2.4. Интерпретация изображений
- •2.5. Типичные применения и ограничения метода
- •2.5.1. Светлопольная микроскопия
- •2.5.2. Темнопольная микроскопия
- •2.5.4. Фазовый контраст
- •2.5.5. Поляризационная микроскопия
- •2.5.7. Отражательная контрастная микроскопия
- •2.5.8. Флуоресцентная микроскопия
- •2.5.9. Примеры применения в биологии и биохимии
- •3.1. Введение
- •3.2. Процесс формирования изображения
- •3.2.1. Условия, касающиеся микроскопа
- •3.2.2. Получение статических изображений
- •3.2.3. Получение изображений подвижных объектов
- •3.3. Типичные приложения
- •3.3.2. Картирование отношений
- •3.3.4. Визуализация молекул
- •3.3.6. Люминесценция
- •3.3.7. Нейробиология
- •4.1. Пространственные измерения
- •4.2. Измерения по интенсивности
- •5.1. Видеозапись и редактирование
- •5.1.1. Стандарты видеотехники
- •5.1.2. Форматы видеопленок
- •5.1.3. Качество видеопленок
- •5.1.4. Видеомагнитофоны
- •5.1.5. Видеомагнитофоны с цейтраферной записью
- •5.1.6. Запись при видеомикроскопии
- •5.1.8. Копирование и редактирование видеозаписей
- •5.2.1. Оборудование
- •5.3. Перенос видеозаписей в видеофильм
- •5.4. Рисование с монитора
- •6. Благодарности
- •7. Литература
- •1. Введение
- •2. Классификация сегментов хромосом
- •2.1. Гетерохроматиновые сегменты
- •2.2. Эухроматиновые сегменты
- •2.3. Ядрышковые организаторы
- •2.4. Кинетохоры
- •4.2. G-окрашивание
- •4.2.1. ASG-метод
- •4.2.3. Метод Галлимора и Ричардсона
- •4.3. R-окрашивание
- •4.4. Q-окрашивание
- •4.4.1. Q-окрашивание с помощью акрихина
- •4.5.2. Процедура окраски
- •5.1. Окрашивание ДАФИ/дистамицином
- •5.2.1. Метод культивирования клеток
- •5.2.2. Методика окраски
- •5.3.2. Синхронизация с помощью БУДР [39]
- •5.3.3. Синхронизация с помощью ФУДР [13, 40]
- •6. Наблюдение и регистрация сегментов хромосом
- •6.3. Фотографирование сегментированных хромосом
- •6.4.1. Получение профилей сегментов
- •6.4.2. Отражательная микроскопия
- •6.4.3. Измерение полиморфизма хромосом
- •7. Благодарности
- •8. Литература
- •9. Литература для дальнейшего чтения
причем краситель в концентрированном растворе стабилен. Другие модификации красителя Гимза и сходного с ним красителя Романовского (например, модификации Лейшмана, Райта, МакНила) тоже могут успешно использоваться, но каждый новый краситель следует проверить на материале, который заведомо дает хорошие результаты при С-окрашивании. На том же материале надо подобрать концентрацию и время окрашивания. Разбавленные растворы красителя Гимза нестабильны, и их следует использовать только свежеприготовленными.
Для инкубации стекол при высокой температуре необходимо подобрать удобную посуду. Обычные стеклянные стаканчики, если их поместить в горячую водяную баню, часто лопаются. Этого недостатка лишены стаканчики из боросиликатного стекла, но они, по-видимому, больше не выпускаются. Пластиковые стаканчики для окрашивания, которые выпускаются различными фирмами, недостаточно массивны, чтобы устойчиво стоять на дне водяной бани, но их можно укрепить с помощью металлической пластины с отверстиями, которая накладывается на баню сверху. Отверстия в пластине надо сделать такого размера, чтобы стаканчик входил в него и удерживался за счет своего расширения у верхнего края, которое расположено под резьбой для крышки. Для окраски лучше использовать не полиэтиленовые стаканчики, а полипропиленовые (Azlon), так как последние не размягчаются при высоких температурах, требующихся для дифференциального окрашивания.
4.2. G-окрашивание
G-окраска занимает центральное место в цитогенетике, она является стандартным методом для идентификации хромосом млекопитающих и других высших позвоночных. Поскольку эта методика очень важна и в то же время очень капризна, в настоящем разделе будут описаны три различные процедуры G- окрашивания. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Начинающему исследователю следует самому попробовать все три методики и выбрать, какая из них дает на его материале лучшие результаты.
4.2.1. ASG-метод
Этот метод включает инкубацию препарата хромосом в растворе 2 х SSC с последующим окрашиванием по Гимза [21].
1.Проинкубируйте препарат хромосом в растворе 2 х SSC, предварительно нагретом до 60°С в течение 60 мин. Состав 2 х SSC указан в разд. 4.1.
2.Быстро ополосните препарат дистиллированной или деионизованной водой.
3.Окрасьте по Гимза (разд. 4.1) в течение 45 мин.
4.Промойте дистиллированной водой и насухо промокните.
5.Дав стеклам высохнуть на воздухе, заключите их в DPX или аналогичную заливочную среду. Окрашенный таким способом препарат хромосом человека показан на рис. 9.3. Для того чтобы с помощью
данного метода получить удовлетворительные результаты, необходимо использовать хорошие препараты, где окружающая хромосомы цитоплазма удалена настолько, насколько это возможно, и сами хромосомы не слишком сильно конденсированы. Если хорошая дифференциальная окраска не получается, то для улучшения результатов можно воспользоваться несколькими модификациями данного метода. Некоторые исследователи увеличивают время обработки раствором 2 х SSC до 16 часов, но это ведет к появлению разрыва в хромосомах. В некоторых случаях, если сегментация видна неотчетливо из-за слишком интенсивной окраски, можно добиться лучших результатов, уменьшая время окраски или воспользовавшись более разбавленным раствором красителя.
Если препарат заключен в хорошую заливочную среду, то окраска сохраняется стабильной годами. Однако если заливочная среда со временем портится и становится кислой, то может происходить не только выцветание препарата, но также изменение рисунка хромосом, который начинает напоминать таковой при R-окраске.
Поэтому, если вы сомневаетесь в качестве заливочной среды, ее следует выбросить и заменить свежей.
4.2.2. Окрашивание по Гимза после обработки трипсином
Данный метод достаточно сходен с тем, который описан Сибрайтом [22]; такая процедура является наиболее популярной из всех методик дифференциального окрашивания. Суть ее состоит в том, что препарат хромосом несколько секунд переваривается трипсином, а затем окрашивается по Гимза.
1.Обработайте трипсином препарат хромосом в течение 15 секунд. Концентрированный раствор трипсина можно приготовить, разведя флакон трипсина Bacto (Difco, каталожный № 0153—59) в 10 мл ФСБ; последний можно приготовить из таблеток, выпускаемых фирмой Oxoid. Рабочий раствор готовится путем дальнейшего разведения.
2.Промойте стекла в дистиллированной воде или растворе ФСБ.
3.Окрасьте по Гимза (разд. 4.1).
4.Промойте, промокните насухо и заключите, как описано в разд. 4.1.
196
Рис. 9.3. Метафазная пластинка лимфоцита человека (вверху) и кариотип (внизу) G-окраска в модификации ASG. Воспроизводится с разрешения по Nature New Biology, 232, p.p. 31—32. Copyright 1971, Macmillan Magazines Ltd.
Критический момент в данной методике — это время обработки трипсином, и точные условия можно подобрать только опытным путем. Результаты зависят от качества трипсина, его разведения, времени обработки и чувствительности хромосом. Для начального эксперимента концентрированный раствор трипсина можно разбавить в 10 раз раствором ФСБ, но весьма вероятно, что потребуется дальнейшее его разведение. В принципе, можно пользоваться трипсином любой фирмы, но время и разведение следует подбирать экспериментальным путем., Вместо того чтобы погружать все стекло в трипсин, налитый в стаканчик для окраски, лучше нанести на поверхность стекла несколько капель раствора трипсина. Трипсин в растворе постепенно теряет свои свойства, так что следует пользоваться достаточно свежим раствором.
Хотя для окрашивания рекомендуется краситель Гимза, но в оригинальной прописи использовался краситель Лейшмана [22]; можно попробовать воспользоваться им, если окрашивание по Гимза не дает удовлетворительных результатов.
Получаемый с помощью данного метода рисунок сегментации совпадает с тем, который получается при использовании ASG-метода (рис. 9.3), хотя общая морфология хромосом может быть видна по-разному. Обработанные трипсином хромосомы часто имеют вид рваных, что отчасти может быть следствием избыточной обработки трипсином. Другой особенностью, характерной для окрашивания по Гимза с обработкой трипсином, является наличие темного ободка вокруг хромосом. Это явление может быть полезным, однако ободок не следует путать с концевыми G-сегментами хромосом. После дифференциального окрашивания с помощью ASG-метода темного ободка вокруг хромосом нет, а поскольку концевые G-сегменты при этой окраске обычно выглядят светлыми, то концы хромосом бывает трудно идентифицировать.
4.2.3. Метод Галлимора и Ричардсона
Данный метод является комбинацией ASG-метода и окрашивания по Гимза с обработкой трипсином [23].
1.Проинкубируйте препарат хромосом в растворе 2 х SSC при 60 °С в течение 3 ч (разд. 4.1).
2.Охладите стекла до комнатной температуры, промывая их деионизованной водой.
3.Обработайте препарат хромосом в течение 90с при 10°С солевым раствором трипсина [трипсин Bacto (Difco — 0,9%-ный раствор NaCl, объемное соотношение 1 :99].
4.Промойте стекла деионизованной водой.
5.Окрасьте препарат по Гимза (красителем Гарра, R66), разведенным деионизованной водой в соотношении
1: 10, в течение 5 мин.
6.Промокните стекла, дайте им высохнуть на воздухе и заключите препарат.
По сравнению с двумя методами, изложенными выше, данная методика хороша тем, что с ее помощью сегментация выявляется более четко, чем при использовании просто ASG-метода, кроме того, не нарушается морфология хромосом, что часто происходит под действием трипсина. Так же как и в случае метода Гимза с обработкой трипсином, необходимые для получения оптимальных результатов концентрацию трипсина и
197