细胞化学
定义与范畴编辑本段
细胞化学是研究细胞化学成分及其在细胞生命活动中的变化和定位的学科。它旨在不破坏细胞形态结构的前提下,运用生化和物理技术对细胞组分进行定量分析,探索细胞代谢过程中各组分的作用。发展趋势是定量细胞化学,强调在原位、活体状态下对细胞及细胞外产物进行化学定量。 ADFASDFAF23RQ23R
历史发展编辑本段
奠基时期(19世纪)
细胞化学与组织化学的发展密不可分,均建立在细胞学、组织学和生物化学基础上。1825-1829年,法国植物学家F·V·拉斯帕伊在研究禾本科植物受精作用时,首次发现淀粉的碘反应,并建立了蛋白质的黄色反应(xanthoproteic reaction)及硫酸对糖醛和蛋白质(色氨酸)的醛基反应等鉴定方法,被公认为组织化学创始人。动物组织化学研究较晚:1867年M.珀尔斯用普鲁士兰显示细胞铁质;1868年H·I·克文克用硫化铵显示铁质;1844年A·N·E·米利翁提出蛋白质反应(后确定为酪氨酸测定法);1868年E.克莱布斯和1872年H·施特鲁韦首次显示组织中过氧化物酶的存在;1895年P.埃尔利希用“纳笛”反应显示细胞色素氧化酶。同期,异色性染色技术发展,如甲基紫显示糖蛋白(1875),天竺牡丹显示肥大细胞和唾液腺粘液(1890),亚甲蓝等染料对多糖的异色性染色相继被发现。
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20世纪发展
20世纪40年代,随着形态学和生物化学基础巩固,苯胺染料技术达到高峰,组织化学和细胞化学活跃起来。1936年比利时组织化学家L.利松的《动物组织化学》总结了优缺点与发展方向,推动学科进入高潮。1982年日本大田用分子细胞化学方法研究染色质结构与功能,揭示了SV40核蛋白复合物的核小体结构,为染色质研究提供模型;1983年他结合细胞化学技术与超微结构研究SV40染色质的转录和复制。
研究方法编辑本段
细胞光度法
利用细胞组分对紫外光吸收特性(如核酸260 nm,蛋白质280 nm)或染色反应产物的可见光谱吸收能力,用细胞光度计定量分析。常用方法包括:
- 吸收量度法:测定细胞内化学反应最终产物的吸收光(红内到紫外)或X射线。
- 荧光测定法:定量测定荧光性最终产物。
- 干涉量度法:测定半透性产物或整个细胞干物质。
- 反射量度法:定量测定细胞内颗粒沉积物(如银颗粒)。
原位定量测定
涉及切片厚度测定、特殊化学反应区域定量、放射自显影颗粒计数和自动影像分析。自动影像分析将光扫描系统(如扫描显微光密度测定法)与电子计算机结合,是定量细胞化学分析的最好方法。 ADFASDFAF23RQ23R
荧光显微镜技术
检测细胞自发荧光或与荧光染料结合后的次级荧光。自发荧光如维生素、类脂质、色素等;次级荧光通过荧光染料(如吖啶橙)显示细胞组分。重要进展是副甲醛固定冰冻干燥组织与儿茶酚胺和吲哚胺的冷凝作用产生荧光,用于研究交感神经节中小强荧光细胞内儿茶酚胺。 ADSFAEQWER353423413434
免疫细胞化学
应用标记抗体测定细胞内抗原,可在光学和电子显微镜水平定位抗原。常用A.H.孔斯技术:抗体与荧光异氰酸盐偶联(直接法)或使用酶标记第二抗体(间接法)。常用过氧化物酶-DAB反应产生电子密度大的沉积物。1974年麦克莱恩和纳卡内发现副甲醛混合液稳定抗原;1976年文德尔沙弗-克拉布等用未标记抗体酶法研究病毒抗原超微结构定位,优于铁蛋白标记法。该技术广泛用于细胞骨架蛋白(微管蛋白、肌动蛋白、调钙蛋白)定位。 ADSFAEQWER353423413434
核的细胞化学与定量技术编辑本段
核酸显示
孚尔根氏反应(亚硫酸品红染水解后DNA)呈紫红色沉淀,是定量DNA的标准方法。甲基绿-焦宁染色使DNA绿、RNA红。吖啶橙荧光染色中RNA呈红色、黄色或绿色。超薄切片中可用溴酸氨络合物显示DNA特异性着色,对比鲜明,可显示病毒感染核内30埃病毒DNA细丝。
蛋白质定量
常用萘酚黄S及二硝基氟苯染色法,可与孚尔根氏反应联合,互不影响地测定蛋白质与DNA。联合染色证明生长旺盛细胞中非组蛋白蛋白质与DNA比率高于静止期细胞。副品红孚尔根氏反应可同时染色DNA与蛋白质,吖啶黄-茚三酮染色用于妇科细胞学鉴别癌细胞。
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应用与展望编辑本段
细胞化学已用于染色质结构、基因表达调控、肿瘤细胞鉴定等。未来发展方向包括:将细胞超微结构与局部化学分析结合;开发新染色方法以提升自动影像分析对比度;发展电视分析定量细胞化学。但仍有困难:固定方法、反应化学计量和产物弥散问题;组织切片中分离所需容量不易;需建立合适标准或模式系统,并与其他方法比较验证。 ADFASDFAF23RQ23R
参考资料编辑本段
- 拉斯帕伊, F. V. (1829). 禾本科植物受精作用的研究. 法国科学院通报.
- 利松, L. (1936). 《动物组织化学》. 比利时.
- 大田. (1982). SV40核蛋白复合物的结构与功能. 《细胞化学杂志》.
- Pearse, A. G. E. (1980). Histochemistry: Theoretical and Applied (4th ed.). Churchill Livingstone.
- Bancroft, J. D., & Gamble, M. (2008). Theory and Practice of Histological Techniques (6th ed.). Churchill Livingstone.
- Kiernan, J. A. (1999). Histological and Histochemical Methods: Theory and Practice (3rd ed.). Butterworth-Heinemann.
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