實驗樣本分類
實驗一般采取樣本有:血液樣本、組織樣本和細(xì)胞樣本。
通常,組織樣本采集后,應(yīng)立即用等滲溶液(PBS或生理鹽水)盡量把血液漂洗干凈(除非血液也是分析對象),用濾紙或紗布吸干,把樣本分切成幾分,每份的體積約2個黃豆大小,每份用一個管子裝。
血液樣本的采集應(yīng)根據(jù)不同實驗的要求,將會采取不同策略。
血清樣本:全血中不加抗凝劑,血液凝固后取出的不含凝血因子的淡黃色透明液體。(全血標(biāo)本室溫放置2小時3000rpm/min離心15min)
血漿樣本:全血中加抗凝劑,血液凝固后取出的含凝血因子的淡黃色透明液體。(可用EDTA或肝素作為抗凝劑,標(biāo)本采集后30分鐘內(nèi)于2-8℃,3000rpm/min離心15min)
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如果是做生化\ELISA等檢測可以考慮血漿和血清,根據(jù)獲得的樣本量可考慮分裝成100-500μl/管,可避免反復(fù)凍融造成的檢測誤差。
生化:建議優(yōu)先選擇血清,其次選擇肝素抗凝血漿;
ELISA:建議優(yōu)先選擇血清,其次選擇肝素或EDTA抗凝血漿;
凝血實驗:只能選擇枸櫞酸鈉抗凝血漿;
血常規(guī):只能選擇EDTA抗凝全血;
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如果要收集其中的白細(xì)胞、血小板等建議用抗凝全血。
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如果要做流式建議用專門的流式用血液收集管,防止表面抗原的丟失,或者盡快安排就近檢測。
樣本處理
取樣完后,應(yīng)根據(jù)所檢測指標(biāo)的要求,需采取不同策略處理。
在如今分子生物學(xué)當(dāng)?shù)赖默F(xiàn)實背景下,動物實驗除了對實驗動物的體征及生理指標(biāo)進(jìn)行全方位的監(jiān)控外,各種分子檢測甚至是組學(xué)檢測也開始大行其道,動物實驗結(jié)束之后的機制研究成為了實驗的重頭戲。
一般來說,動物實驗檢測對象主要包括:
(1)體液中各類因子定性及定量檢測
由于此類檢測對象多為蛋白及各類小分子物質(zhì),因此在取樣過程中應(yīng)注意防止此類物質(zhì)降解,在獲取后,應(yīng)及時置于超低溫(≤-80℃)進(jìn)行保存,在后續(xù)實驗過程中,也應(yīng)當(dāng)注意保存條件的穩(wěn)定性,避免反復(fù)凍融。
最常用的方法便是酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA),除此之外,可利用生化分析儀及不同檢測方法的試劑盒(比色法、比濁法等)方法對各類生化指標(biāo)及因子進(jìn)行定性及定量檢測。
(2)組織器官病理、生理變化及免疫組化檢測
常用的病理檢測多使用H&E染色對細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞核進(jìn)行染色標(biāo)記,以觀察細(xì)胞變化。除此之外,許多特殊染色也在病理生理變化中得到了廣泛應(yīng)用,如利用Masson染色檢測組織纖維化病變,Nissl染色檢測神經(jīng)元損傷,β-半乳糖甘酶染色檢測細(xì)胞衰老等。
此外,還可以通過免疫組化技術(shù)對某些特異性標(biāo)記物進(jìn)行免疫顯色檢測,達(dá)到原位定性或定量檢測的目的。
(3)基因/蛋白質(zhì)表達(dá)定性或定量檢測
在進(jìn)行分子檢測的過程中,保持核酸和蛋白質(zhì)的完整性至關(guān)重要,因此在取樣過程中,應(yīng)盡量避免核酸及蛋白質(zhì)的降解。如不注意采樣過程,將會導(dǎo)致樣本中的核酸及蛋白質(zhì)的無差別降解,嚴(yán)重影響后續(xù)分子檢測結(jié)果。
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在條件允許的情況下,組織樣本在離體后應(yīng)立刻裝入凍存管內(nèi),并立即放入液氮中進(jìn)行冷凍。
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在RNA提取樣本的保存過程中,可以選擇非冷凍型RNA保存液或Trizol試劑進(jìn)行RNA酶的抑制。
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針對蛋白質(zhì)提取樣本的保存,我們同樣可以使用商品化的蛋白酶抑制劑進(jìn)行短期處理。
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)及免疫印跡(Western blotting,WB),這兩種實驗手段是分子生物學(xué)檢測中不可或缺的一部分,也是發(fā)表論文至關(guān)重要的分子檢測數(shù)據(jù)。PCR主要用來對基因在基因組層面或轉(zhuǎn)錄層面的變化進(jìn)行定性或定量檢測,而WB則主要用來對某一蛋白質(zhì)的表達(dá)進(jìn)行定量檢測。
(4)轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)檢測
隨著檢測水平及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,各類組學(xué)檢測的價格大大降低,實驗設(shè)計中也常常運用組學(xué)檢測來提升實驗設(shè)計的檔次。在我們進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)的檢測過程中,同樣是要首先確保目標(biāo)RNA或蛋白質(zhì)的片段完整性。
代謝組學(xué)的研究對象大都是相對分子量在1000以內(nèi)的小分子物質(zhì),因此常用的血液樣本在取樣后,應(yīng)小心操作,防止溶血,盡快分離出血清,分置于超低溫環(huán)境下保存。
由于用于病理實驗的動物組織采集相對其他樣品的采集,操作更繁瑣,在處理過程中許多細(xì)節(jié)容易忽略,造成數(shù)據(jù)不完美(甚至不能用)。因此接下來將重點介紹組織樣品采集的注意事項及其固定。
組織樣品采集注意事項
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組織應(yīng)新鮮,操作時間盡可能短,否則細(xì)胞發(fā)生死后變化、自融及腐敗現(xiàn)象。最好是動物心臟還在跳動時采集,樣本取出后最好在5分鐘以內(nèi)置于固定液內(nèi),避免長時間暴露在空氣環(huán)境中。
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組織塊盡量小而薄。組織塊的厚度以不超過5mm為宜,較為理想的厚度為2mm左右,主要目的是使固定液迅速而均勻的滲入組織塊內(nèi)部。
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勿使組織塊受擠壓。在采集過程中,應(yīng)盡量選擇較為鋒利的手術(shù)器械,如手術(shù)專用刀片等,避免操作過程中擠壓挫傷標(biāo)本。擠壓過的組織均不可用。固定液的量一般以組織塊大小的20倍為宜,組織能夠在容器內(nèi)自由移動最佳。
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盡量保持組織的原有形態(tài)。新鮮組織經(jīng)固定后,或多或少產(chǎn)生收縮現(xiàn)象(如胃腸),為此可將組織展平,以盡可能維持原形。
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保持組織清潔。組織塊上如有血液、污物、粘液、食物、糞便等,可用生理鹽水沖洗,然后再入固定液,但要注意防止組織損傷。
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要熟悉采集部位。要能準(zhǔn)確的按解剖部位采集,如胰腺,一般取胰島較多的胰腺尾部;肺應(yīng)取有細(xì)支氣管及帶有軟骨片的小支氣管部。如果實驗需進(jìn)行多組織樣本的采集,采集順序應(yīng)按照:消化器官,神經(jīng)系統(tǒng)器官,皮膚,肌肉等的順序進(jìn)行。
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選好組織塊的切面。熟悉某些器官組織成分安排,然后決定其切面的走向;如一長管狀器官以橫切面較好。
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切除不需要的部分。特別是組織周圍的脂肪等,應(yīng)盡可能清除掉,否則給固定、脫水、浸蠟、切片等帶來一些不必要的問題。
組織樣品的固定
(1)固定的方法:
①小塊組織固定法:從動物取下的小塊組織,立即置入液態(tài)固定劑(這是應(yīng)用最廣泛最經(jīng)常的方法)。
②注射/灌注固定法:某些組織塊由于體積過大或固定液極難滲入內(nèi)部或需要對整個臟器或整個動物進(jìn)行固定,這時宜采用注射固定法,將固定液注入血管,經(jīng)血管分支到達(dá)整個組織和全身,從而得到充分的固定。
另,空腔組織比如肺,肺內(nèi)含有空氣,固定液難以滲入,建議先做肺灌注,使得肺充盈滿固定液以后再進(jìn)行保存,如果空腔中氣體沒有有效排出,后續(xù)可能影響固定效果(沒有灌注的肺組織會浮在液體表面不利于固定,切片以后也會看到很多的空泡)。
③蒸汽固定法:比較細(xì)小而薄的標(biāo)本,可用鋨酸或甲醛蒸汽固定。主要用于血液或細(xì)胞涂片以及某些薄膜組織的固定。
(2)固定的目的
①保持其原有狀態(tài):使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、糖、酶等成分轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì),迅速防止組織、細(xì)胞的死后變化,防止自溶與腐敗,防止細(xì)胞過度收縮或膨脹而失去其原有形態(tài)結(jié)構(gòu),使之盡量保持生前的狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。
②以便染色后易于鑒別和觀察:不同組織成分對染料有不同的親和力,以便染色后易于鑒別和觀察。
③使組織塊硬化,便于制作薄片(組織塊在脫水、包埋、切片、染色等過程中不易損壞)。
(3)固定液
固定液種類:一類是單純固定液,即只有一種試劑;另一類是混合固定液,由兩種或兩種以上試劑組成。
作為較好的固定液,應(yīng)有下列特性,首先,有強滲透力,能迅速的滲入組織內(nèi)部;其次,不使組織過度收縮或膨脹,并能使組織內(nèi)欲觀察的成分得以凝固為不溶性物質(zhì);最后,能使組織達(dá)到一定的硬度并獲得較佳的折光率和對某些染料具有較強的親和力。
固定液通常使用10%的甲醛溶液。特殊要求的組織,常需要特殊的固定液,取樣之前應(yīng)做好準(zhǔn)備。如眼球樣本應(yīng)使用FAS眼球固定液,脂肪組織應(yīng)使用脂肪組織專用固定液等。此外,在進(jìn)行骨組織樣本制備的時候,還應(yīng)注意提前進(jìn)行脫鈣處理,可根據(jù)具體情況選擇慢脫鈣或快脫鈣處理。
總的來說,樣品的采集是實驗中至關(guān)重要的一環(huán),如果取樣環(huán)節(jié)出現(xiàn)了偏差,往往會導(dǎo)致后續(xù)檢測結(jié)果的偏移,稍有不慎便前功盡棄。而清晰把握了不同檢測實驗的檢測對象,并根據(jù)其特性采取不同的采樣策略,搭配各種輔助工具及試劑,往往能夠事半功倍,輕松完成實驗。
最后,在采樣過程中,應(yīng)據(jù)實驗動物福利倫理,在實驗過程中盡量減少動物的痛苦,盡最大努力善待它們。