如果你見(jiàn)到文章標(biāo)題“激光捕獲顯微鏡切割”這八個(gè)字時(shí),腦海中里想起了哪些?
激光,從街邊小攤販的激光筆到技術(shù)工程師手上的激光測(cè)距儀,從救死扶傷的激光手術(shù)治療到科幻大片里的非常激光武器裝備……好像并沒(méi)什么新奇,但激光捕獲又是什么呢?
切割,從兒時(shí)用水果刀切橡皮擦到長(zhǎng)大以后拿水果刀切白菜,從伐木工拿鋼鋸切割木材到焊工切割金屬材料……針對(duì)切割,大家好像也并不陌生,但顯微鏡切割又是什么呢?
激光捕獲 顯微切割=???
Part 1 顯微鏡切割
顯微切割(microdissection)是在顯微鏡情況或光學(xué)顯微鏡注視下,根據(jù)顯微鏡電腦操作系統(tǒng),從組織切成片或細(xì)胞玻片上對(duì)欲選擇的原材料,如組織、細(xì)胞群、細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)成分或性染色體區(qū)帶等,開(kāi)展切割分離出來(lái),并搜集用以后面分析的技術(shù)性。
實(shí)際上早在1912年,Tschachotin逐漸在分子生物學(xué)和醫(yī)藥學(xué)中運(yùn)用對(duì)焦光開(kāi)展微操作,這類(lèi)方式被稱作 “Strahlenstich”。而在1962年,Bessis初次將激光藕合到光學(xué)顯微鏡中,運(yùn)用紫外光或紅外線激光束切割組織,巨大的程度上減少了顯微鏡切割對(duì)目地細(xì)胞周邊組織的損害。
Part 2 激光捕獲顯微鏡切割
1996年英國(guó)我國(guó)癌病研究室病理生理學(xué)試驗(yàn)室的Michael R. Emmert-Buck和國(guó)家衛(wèi)生研究院的Robert F. Bonner等人明確提出了激光捕獲顯微鏡切割技術(shù)性(Laser capture microdissection)。其基本上操作過(guò)程如下所示:
1、將配制好的組織切成片根據(jù)倒置顯微鏡測(cè)角儀中的機(jī)械泵固定不動(dòng)。
2、依據(jù)標(biāo)本采集挑選倒置顯微鏡方式,調(diào)整光學(xué)顯微鏡,精準(zhǔn)定位總體目標(biāo)地區(qū)。
3、將含有EVA膜(丁二烯乙酸乙烯酯膜)的搜集帽置放于目地組織或細(xì)胞,運(yùn)用低動(dòng)能近紅外光譜儀激光直射其底端,使EVA膜變軟造成黏附力,粘附總體目標(biāo)組織或細(xì)胞于EVA膜上,進(jìn)而使其與周邊組織或細(xì)胞分離出來(lái)。
4、將切割的組織或細(xì)胞遷移到加上萃取液的離心管架中,獲取DNA、RNA或蛋白,用以下有剖析。
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技術(shù)性概述:
激光捕獲顯微鏡切割是一項(xiàng)在顯微鏡下從組織切成片中分離出來(lái)、提純單一種類(lèi)細(xì)胞群或單獨(dú)一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)性,具備迅速、簡(jiǎn)易、精準(zhǔn)、非特異強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),變成科學(xué)研究組織或細(xì)胞的非特異表述和分子結(jié)構(gòu)體系的主要專用工具。
基本概念:
激光捕獲顯微鏡切割(LCM)是根據(jù)一束低要紅外線激光單脈沖激話熱塑封膜,并在注視下可選擇性地將總體目標(biāo)細(xì)胞或組織殘片黏在該膜上。熱塑封膜即丁二烯乙酸乙烯酯膜,其薄厚約為100~200 μm,較大消化吸收峰貼近紅外線激光光波長(zhǎng),可以消化吸收激光造成的絕大多數(shù)動(dòng)能,并在一瞬間將激光束直射地區(qū)的溫度提升到90°C,隨后在維持?jǐn)?shù)ms后快速制冷,以確保分子伴侶不受損。試驗(yàn)中通常選用低動(dòng)能紅外線激光以防止損害性光化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生。
LCM系統(tǒng)軟件包含倒置顯微鏡、固體紅外線激光二極管、激光操縱設(shè)備、操縱光學(xué)顯微鏡測(cè)角儀的操作手柄、電藕合照相機(jī)及液晶顯示器等。LCM中用以捕獲總體目標(biāo)細(xì)胞的熱塑封膜直徑通常為6 mm,通常是覆在全透明的塑料帽上的,其正巧與后續(xù)試驗(yàn)中常用到的規(guī)范 0.5 ml離心管架相符合。
機(jī)械手臂懸架可以操縱覆有熱塑封膜的塑料帽,將其存放在脫干組織切成片上的總體目標(biāo)位置上,并在光學(xué)顯微鏡注視下開(kāi)展總體目標(biāo)細(xì)胞的挑選,它發(fā)送的激光單脈沖可一瞬間提溫使 EVA膜部分融化。熔化的EVA膜滲入切成片上微乎其微的組織空隙中,并在幾ms內(nèi)快速凝結(jié)。當(dāng)組織與膜的粘結(jié)力超出了其與蓋玻片間的粘結(jié)力時(shí),便可完成可選擇性地遷移總體目標(biāo)細(xì)胞的全過(guò)程。激光單脈沖通常會(huì)不斷0.5~5.0ms,且可在全部塑料帽表層反復(fù)多次開(kāi)展,進(jìn)而快速分離出來(lái)很多的總體目標(biāo)細(xì)胞。塑料帽蓋在配有緩沖溶液的離心管架上,把所挑選的細(xì)胞遷移*離心管架中,根據(jù)分離出來(lái)出有興趣的分子結(jié)構(gòu)以完成后期試驗(yàn)。
論文參考文獻(xiàn):
Michael R. Emmert-Buck, Robert F. Bonner, Paul D. Smith, et al. Laser Capture Microdissection. Science, 1996, 274(5289): 998-1001.
S. Thalhammer, J. Geigl, A. Zink, et al. AFM and Laser Microdissection as Tools for Life Sciences. Acta Microscopica, 2003, 12(sup A) :1-4.