一.環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy Resin)
1.環(huán)氧樹(shù)脂簡(jiǎn)介
環(huán)氧樹(shù)脂是一類(lèi)具有末端環(huán)氧基的甘油多聚酯。它的分子中有兩種反應基團,即環(huán)氧基團(epoxide group)和氫氧基團(hydroxyl group)。其末端基團易與含有活性氫原子的化合物如胺類(lèi)(如DMP-30,DMAE,乙二胺等,又稱(chēng)催化劑或加速劑)反應,使單體首尾相連接形成長(cháng)鏈聚合物。此外,在單體中的氫氧基團能與有機酸酐(如MNA,DDSA,九烷基琥珀酸酐,NSA等,又稱(chēng)硬化劑或固化劑)結合,使單體分子形成橫橋。所以,環(huán)氧樹(shù)脂以單體滲入細胞組織,而這種單體在一定的溫度條件下,在硬化劑和加速劑作用下,就形成一個(gè)非常耐溶劑和耐化學(xué)腐蝕的交鏈穩定的三維空間聚合體。為了改善聚合體(包埋塊)的切割性能,還會(huì )在環(huán)氧樹(shù)脂包埋配方中加入增塑劑,以調節包埋塊的韌性。
環(huán)氧樹(shù)脂包埋劑對細胞微細結構有較好的保存性能,聚合后體積縮小較少,而且在真空中能經(jīng)受較長(cháng)時(shí)間的轟擊。但它的操作不太方便,反差較弱。
環(huán)氧樹(shù)脂的型號較多,常用Epon812,Spurr樹(shù)脂(ERL-4206)等。
2.最常用的兩種環(huán)氧樹(shù)脂
2.1 Epon812包埋劑
Epon812是一種進(jìn)口樹(shù)脂,它是一種長(cháng)鏈的脂肪族環(huán)氧化合物,是目前國際上普遍采用的一種優(yōu)良包埋劑,粘度為150-210cP(在25℃條件下)。該包埋劑的配制方法甚多,但一般都按1961年Luft提出的配方進(jìn)行。
其配方如下:
A液:Epon812 62ml DDSA 100ml
B液:Epon812 100ml MNA 89ml
上述配方若改變A液和B液的比例則可調節聚合塊硬度,A液多則軟,B液多則硬。通常冬天使用A:B=2:8(V/V);夏天使用A:B=1:9(V/V),可視組織的硬度和氣候不同選擇其比例。配制時(shí)可先分別配制A液和B液,然后將A液和B液按一定比例混合后,再加入1%-2%的加速劑,邊加邊攪拌,使其充分混合。為了方便操作,也有人將Epon812,DDSA,MNA三種成分按一定比例直接混合使用。Epon812的聚合溫度為:37℃過(guò)夜,60℃ ,24-36h。 根據南方地區的氣候條件,可用下列配方:
?Epon812 51ml DDSA 12ml MNA 37ml DMP-30 1.8-2ml
聚合條件:室溫過(guò)夜,60℃, 8-12h。
DDSA是十二烷基琥珀酸酐(Dodecenylsuccinic anhydride)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是一種可得到軟性包埋塊的長(cháng)鏈脂肪族分子。
MNA是甲基內次甲基二甲酸酐(Methyl Nadic anhydride)的簡(jiǎn)稱(chēng),又稱(chēng)六甲酸酐,它有兩個(gè)鏈環(huán),能獲得較硬的包埋塊。
DMP-30是2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚(2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它能加速固化過(guò)程。
2.2 Spurr樹(shù)脂(ERL-4206包埋劑)
這是1969年由Spurr推薦使用的包埋劑,所以也稱(chēng)Spurr樹(shù)脂。它含有兩個(gè)環(huán)氧基,是一種低粘度(25℃時(shí),7-10cP)的環(huán)氧樹(shù)脂。由于具有粘度低的特點(diǎn),所以近年來(lái)一些實(shí)驗室已開(kāi)始使用它。其配方可按下表中各種成分的比例,即可獲得不同性能的包埋塊。其配方如下:
VCD是二氧化乙烯環(huán)己烯(vinylcyclohexene dioxide)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它的分子小,粘度低,聚合塊硬度大。
DER-736是diglycidyl ether of a polypropylene glycol的簡(jiǎn)稱(chēng)。它屬于脂肪族,分子小,有低粘度性質(zhì),可調節包埋塊的硬度。 NSA是nonenylsuccinic anhydride的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是一種特殊的硬化劑,應避免暴露在潮濕的大氣中,以防環(huán)氧或酐鏈的水解作用。
DMAE是dimethylaminoethanol的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是催化劑,增加催化劑的比例,可以縮短聚合的時(shí)間。 Spurr樹(shù)脂最終硬度可用DER-736的量來(lái)調節。配制時(shí),先把前三種成分混合后,最后才加入DMAE,但從開(kāi)始到混合完成,達到淡黃色狀態(tài)需3-7天。此包埋劑在70℃,一般8小時(shí)即可完全聚合,用陳舊的包埋劑時(shí),則聚合時(shí)間會(huì )減少。因Spurr樹(shù)脂嗜氧,聚合時(shí)不要加蓋。包埋劑最好是用新鮮配制,但為了方便,可預先配制好保存在低溫和防潮的環(huán)境中。Spurr樹(shù)脂與Epon812樹(shù)脂相比粘度低,操作方便,但毒性比Epon812樹(shù)脂大,所以操作時(shí)要更加小心,此外,Spurr樹(shù)脂各成分間的分子量大小差異較大,在組織中的滲透速度不一,容易個(gè)別成分造成滲透不均,而導致局部聚合不完全,染色效果不佳。
二.丙烯酸樹(shù)脂(Acrylic Resin)
1. 丙烯酸樹(shù)脂簡(jiǎn)介
丙烯酸樹(shù)脂無(wú)色透明的,由丙烯酸衍生物聚合而成。丙烯酸單體粘度低,可以在低溫下滲透及聚合,因而能滿(mǎn)足免疫和細胞化學(xué)技術(shù)低溫操作的要求。其聚合方式有兩種,熱聚合和紫外線(xiàn)照射聚合。但它對脂類(lèi)等成分的抽提比環(huán)氧樹(shù)脂嚴重,為此它也需要在較低的溫度下使用才可能減少抽提作用。此外,聚合前后丙烯酸樹(shù)脂的體積變化較環(huán)氧樹(shù)脂大(體積大約收縮10%-20%),并且它在電子束的照射下穩定性比環(huán)氧樹(shù)脂低,放熱的聚合過(guò)程可引起組織細胞結構的損傷,致敏性也比環(huán)氧樹(shù)脂強,使用時(shí)要小心防護。一般來(lái)說(shuō),除了免疫和細胞化學(xué)技術(shù)外,超微結構的研究并不推薦使用它。
在電鏡中使用較多的丙烯酸樹(shù)脂有倫敦白膠(LR White)和Lowicryl系列的樹(shù)脂。
2.最常用的丙烯酸樹(shù)脂
2.1 倫敦白膠(LR White)
倫敦白膠含有7種不同的丙烯酸單體和2種增塑劑,引發(fā)劑是BPO(dibenzoyl peroxide),加速劑為N,N-dimethyl paratoluidine,但具體的配方和成分沒(méi)有報道。它的粘度低,滲透能力強,可用于較大的組織塊或致密的組織,由于它有一定的親水性,方便水性染料進(jìn)入,染色效果佳,使用非常方便,通常買(mǎi)回來(lái)的是已經(jīng)混合好的試劑,但由于BPO已經(jīng)加入,必須一直保存在4℃中,以防其自發(fā)聚合,即便這樣,它的有效期僅為12個(gè)月。倫敦白膠可以微溶于水,因而可以采用部分脫水方案,但不能使用丙酮作為脫水劑。氧氣會(huì )抑制聚合反應的進(jìn)行,因而聚合時(shí)要在模塊中注滿(mǎn)包埋劑并蓋緊蓋子。
此外,倫敦白膠不能在-15℃以下的溫度使用。為了方便運輸和儲存,也有未加BPO的倫敦白膠(uncatalysed LR White)出售,這種試劑需要加入催化劑(9.9g催化劑/500gLR White)充分攪拌并室溫放置24小時(shí)以上才能使用。充分混合的包埋劑同樣保存在4℃中,一旦加入催化劑后,它的有效期便為12個(gè)月。
2.2 Lowicryl系列包埋劑
Lowicryl系列包埋劑是專(zhuān)為低溫(-20℃以下)包埋設計的包埋劑。它有兩種類(lèi)型:一種是極性樹(shù)脂,K4M(最低滲透溫度為-30℃,最低聚合溫度為-50℃)和K11M(最低滲透溫度為-60℃,最低聚合溫度為-60℃);另一種是非極性樹(shù)脂,HM20(最低滲透溫度為-50℃,最低聚合溫度為-50℃)和HM23(最低滲透溫度為-80℃,最低聚合溫度為-80℃)。
極性樹(shù)脂親水,使樣品保存在一個(gè)水性的環(huán)境中從而較少蛋白質(zhì)變性,且染色的效果較好。而非極性樹(shù)脂的切割性能比較好。兩種樹(shù)脂通常都在隔絕氧氣的情況下低溫紫外線(xiàn)照射聚合。
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