过碘酸希夫反应
过碘酸希夫反应(Periodic Acid-Schiff Reaction, PAS) 是一种经典的组织化学染色技术,通过特异性显示组织中的 多糖、糖蛋白和糖脂 等含糖基物质,在病理诊断中具有不可替代的价值。以下从反应原理、染色步骤、诊断应用及技术要点四方面系统解析:
一、反应原理(两步氧化-显色过程)
1. 氧化阶段:过碘酸(H<sub>5</sub>IO<sub>6</sub>)作用
靶基团:
特异性氧化糖分子中的 邻二醇基团(-CH(OH)-CH(OH)-) 或 氨基醇基团(-CH(OH)-CH(NH<sub>2</sub>)-)。产物:
生成 二醛化合物(如将葡萄糖单元氧化为二醛葡萄糖)。[糖] + H<sub>5</sub>IO<sub>6</sub> → 二醛 + HIO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O
2. 显色阶段:希夫试剂(Schiff Reagent)反应
机制:
二醛与希夫试剂中的 无色品红亚硫酸(fuchsin-sulfite) 结合 → 形成 醌型结构 → 产生 紫红色沉淀(最大吸收峰550nm)。化学本质:
醛基与亚硫酸品红的加成反应(恢复品红的共轭发色系统)。
⚠️ 特异性控制:
淀粉酶消化对照:染色前用α-淀粉酶处理组织 → 糖原染色消失(确认糖原存在)。
乙酰化阻断:乙酰化可封闭邻二醇基团 → PAS阴性(排除非糖类物质干扰)。
二、染色步骤(以石蜡切片为例)
| 步骤 | 试剂与操作 | 目的 | 时长 |
|---|---|---|---|
| 脱蜡水化 | 二甲苯→梯度乙醇→蒸馏水 | 去除石蜡,恢复组织水性环境 | 15 min |
| 氧化 | 1%过碘酸溶液 | 断裂邻二醇键生成醛基 | 5-10 min |
| 冲洗 | 流动蒸馏水 | 终止氧化反应 | 2 min |
| 希夫试剂反应 | Schiff试剂(避光) | 醛基与无色品红结合显色 | 15-30 min |
| 漂洗 | 亚硫酸水(3×2min) | 去除未结合试剂,减少背景 | 6 min |
| 复染 | 苏木素(细胞核蓝色) | 对比染色 | 1-2 min |
| 脱水封片 | 梯度乙醇→二甲苯→中性树胶 | 长期保存 | 10 min |
💡 关键提示:Schiff试剂需避光保存(见光分解变红即失效)。
三、诊断应用与组织定位
1. 正常组织阳性物质
| 组织类型 | PAS阳性物质 | 临床意义 |
|---|---|---|
| 肝脏 | 糖原(肝细胞胞质内颗粒) | 糖原贮积病诊断(如I型Von Gierke病) |
| 肾小球 | 基底膜(GBM)糖蛋白 | 糖尿病肾病基底膜增厚评估 |
| 肠杯状细胞 | 黏液(中性黏多糖) | 黏液性腺癌鉴别依据 |
| 软骨 | 软骨基质蛋白聚糖 | 软骨肉瘤与骨肉瘤鉴别 |
2. 病理诊断核心应用
| 疾病 | PAS染色特征 | 诊断价值 |
|---|---|---|
| 真菌感染 | 真菌细胞壁(假菌丝/孢子呈强阳性) | 确诊念珠菌、曲霉菌感染 |
| 腺癌鉴别 | 细胞内黏液(结直肠癌、胃癌阳性) | 区分腺癌与鳞癌 |
| 肾小球疾病 | 基底膜钉突(膜性肾病)或增厚(糖尿病) | 病理分型金标准 |
| 糖原贮积病 | 肝/肌细胞内糖原异常积聚 | 分型依据(如II型Pompe病溶酶体糖原) |
四、技术要点与问题排查
1. 常见问题与解决
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 背景染色深 | Schiff试剂氧化失效 | 更换新配试剂(无色透明为准) |
| 阳性信号弱 | 过碘酸浓度不足/时间过短 | 延长氧化时间至15min |
| 组织脱落 | 载玻片未充分包被 | 使用多聚赖氨酸包被玻片 |
| 非特异性染色 | 内源性醛基(如坏死组织) | 乙酰化封闭或硼氢化钠还原处理 |
2. 特殊改进法
PAS-D法:淀粉酶消化后染色 → 特异性显示非糖原多糖(如黏液)。
荧光PAS:用荧光希夫试剂(如吖啶橙) → 提升灵敏度(流式细胞术适用)。
电镜PAS:硫代卡巴肼-锇酸后固定 → 超微结构定位糖复合物。
五、与其他染色联用
| 联用方案 | 目的 | 案例 |
|---|---|---|
| PAS + 六胺银 | 肾小球基底膜与免疫复合物共定位 | 膜增生性肾炎分型 |
| PAS + 刚果红 | 淀粉样蛋白(刚果红+)与糖原鉴别 | 淀粉样变性确诊 |
| PAS + AB染色 | 区分中性(PAS+)与酸性黏液(AB+) | 胃肠化生类型鉴别 |
六、总结:不可替代的病理“糖探针”
核心优势:
✅ 高特异性:靶向邻二醇基团(糖类标志性结构)。
✅ 广谱性:覆盖糖原、黏液、基底膜等多种含糖物质。诊断价值:
⚠️ 真菌感染的快速确诊(优于常规HE染色)。
⚠️ 肾小球疾病病理分型的基石。现代延伸:
🔬 结合图像分析系统 → 量化糖原含量(如糖尿病肝糖原评估)。
📚 操作口诀:
“过碘酸破邻二羟,希夫试剂显紫红;
糖原黏液基底膜,真菌胞壁皆可现;
淀粉酶消作对照,乙酰封闭除干扰;
肾小球病诊金标,病理切片不可少!”
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