2.掌握永久制片的制作過(guò)程,為研究植物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。
3.學(xué)會(huì)植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的比較研究方法。
二、實(shí)驗(yàn)器具與試劑
1.器具
石蠟切片機(jī)、烘箱、顯微鏡、染色缸、小培養(yǎng)皿、鑷子、毛筆、吸水紙、紗布、載玻片、蓋玻片等。
2.試劑
10%番紅水溶液、0.5%固綠(用95%的酒精配制)、酒精(100%、95%、80%、70%、50%)、二甲苯、蒸餾水、甘油、中性樹(shù)膠等。
三、實(shí)驗(yàn)材料
幼嫩植物各部分,根據(jù)季節(jié)選擇材料。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
石蠟切片法是顯微技術(shù)上最重要、最常用的一種方法。它是把材料封埋在石蠟里面,用旋轉(zhuǎn)切片機(jī)切片,可以切出很薄的切片。凡是精細(xì)的工結(jié)構(gòu),大都用石蠟切片。全都過(guò)程如下:
1.固定 2.洗滌 3.脫水與硬化 4.脫酒精 2.封埋 6.切片
7.粘片 8.脫蠟 9.染色 10.脫水 11. 透明 12.膠封
(一)固定
1.固定的意義:固定就是用藥品把細(xì)胞殺死,使細(xì)胞的原生質(zhì)凝固,死后不發(fā)生變化,盡可能保持原來(lái)的結(jié)構(gòu)以供我們觀察。良好的固定劑,應(yīng)是穿透力強(qiáng),使細(xì)胞立刻致死,原生質(zhì)全部凝固;不發(fā)生任何變形,增強(qiáng)折光率,并且不妨礙染色。
2.固定液的種類:固定液的種類很多,根據(jù)配制成分可劃分為:
(1) 簡(jiǎn)單固定液:以一種化學(xué)藥品配制的固定液。常用的簡(jiǎn)單固定液有:
A.酒精即乙醇,用作固定液,常用純酒精或95%酒精。酒精穿透力強(qiáng),固定時(shí)間常在1小時(shí)以內(nèi)。高濃度酒精有使材料收縮的作用。70%的酒精可作保存液。配制低度酒精必需要用普通酒精即95%的酒精,絕不可用純酒精。酒精為還原劑,不能與鉻酸、鋨酸、重鉻酸鉀等氧化劑配合。酒精可使核酸,蛋白質(zhì)及肝醣等發(fā)生沉淀,但能溶解脂肪及擬脂。
B.福爾馬林即甲醛,具強(qiáng)烈刺激性的氣味,純凈的甲醛,為無(wú)色透明液體。固定用的濃度為4-10%甲醛也是強(qiáng)還原劑。不能與鉻酸、鋨酸等氧化劑配合。經(jīng)固定后,材料變硬,通常不引起皺縮,但隨后經(jīng)過(guò)他種藥劑處理時(shí),就每每出現(xiàn)皺縮。所以甲醛一般不單獨(dú)作固定,而與其他液體混合使用。
C.醋酸:為無(wú)色透明的液體,刺激性極強(qiáng),冷則凝結(jié)成冰,故又叫冰醋酸。醋酸以與水和酒精配成各種比例的溶液,所用濃度為0.2~5%,也常與其他固定劑配合使用。醋酸穿透性很強(qiáng),單獨(dú)使用,有使原生質(zhì)膨脹的作用,故常與酒精,甲醛等合用,醋酸為固定染色體的優(yōu)良固定液,因此固定染色體的固定液中,幾乎都含有醋酸。
(2) 混合固定液:由幾種藥劑,適量配制而成。常用的有下列幾種:
A、F.A.A固定液(又稱萬(wàn)能固定液):
[用途]這個(gè)固定液在植物研究上,應(yīng)用最多,為植物組織最常用的固定液。固定時(shí)間,不受限制,短為24小時(shí),長(zhǎng)可延至數(shù)月或數(shù)年。野外工作,非常便利。并且固定的材料,不妨礙染色,但對(duì)染色體的固定不佳。材料固定后,用50%酒精洗滌數(shù)次。
[配法]
50%或70%酒精 90毫升
冰醋酸 5毫升
福爾馬林 5毫升
柔軟材料用50%酒精,堅(jiān)硬材料用70%酒精配制。
B、卡爾諾氏(Carnoy's)固定液
[用途]此液作組織細(xì)胞的固定,有極快的滲透力,固定根尖和花藥只需40-60分鐘。固定后用95%酒精沖洗,在組織不能立即處理時(shí),需轉(zhuǎn)入70%酒精中保存。配法有兩種:
C.納瓦興(Navaschjn's)固定液
[用途]此液在植物制片上應(yīng)用甚廣,是細(xì)胞學(xué)及組織學(xué)上一種優(yōu)良的固定液。此液原來(lái)的配方已很少應(yīng)用,現(xiàn)所用的都是改良液,且種類很多,如材料較柔嫩,含水量較多,可用配方I、Ⅱ;材料較堅(jiān)硬,含水量較少,可用Ⅳ、V 配方,其中配方Ⅱ?qū)χ参锱咛W(xué)制片特別適用。為了使用方便,常分別配成甲、乙兩種基液,用時(shí)臨時(shí)等量配合。固定時(shí)間為12-24小時(shí),固定后用70%酒精洗滌數(shù)次。
(二)洗滌
材料固定后,藥劑繼續(xù)留在組織中,易使組織破壞,必須用水或酒精洗去。用什么去洗,可根據(jù)三條原則:
1.凡用水溶液配制的固定液,特別是含有鉻酸、重鉻酸鉀的固定液,一律用水洗。
2.凡用酒精配制的固定液,一律用同濃度的酒清洗。
3.如固定液中含有苦味酸.在70%酒清中停留稍久時(shí),可除去黃色。如用升汞固定的材料,在洗滌時(shí),須加碘液,可除去汞的結(jié)晶。
(三)脫水與硬化
材料洗滌后,其中含水,水與石蠟不能混合,必須洗去。去水用酒精,材料由水入酒精中,不能操之過(guò)急,須由低度酒精漸至高度酒精。通常由30%、50%、70%、80%、90%,每次須經(jīng)半小時(shí),材料大的,時(shí)間須延長(zhǎng)。若暫時(shí)不能埋蠟、材料可放在70%酒精中保存,經(jīng)久不壞。在高度酒精中,不能過(guò)久.因酒精能使材料硬化,過(guò)久則材料由硬而脆,切時(shí)易于粉碎。
(四)脫酒精
材料脫水后,材料中全含酒精,酒精與蠟也不能混合,仍須除去。脫酒精通常用二甲苯,材料由酒精入二甲苯,最好也漸次進(jìn)行,先經(jīng)純酒精二甲苯混合液,再入純二甲苯中,純二甲苯須換一、二次才行。時(shí)間每次約半小時(shí)。二甲苯不僅脫去酒精,并且透明,所以又叫透明劑。
(五)埋蠟
埋蠟是把材料封埋在石蠟里面,便于切片。一方面材料太小太軟封在石蠟中,石蠟硬度適中,靠石蠟支持,才能切成薄片。另一方面,材料封埋后,不僅材料外面包著蠟,材料內(nèi)面所有空隙也都充滿著蠟。這樣,材料的各部分都能保持原來(lái)的結(jié)構(gòu)與位置,切片不致發(fā)生破裂或其他變形。
所用石蠟,質(zhì)地必須純凈,溶點(diǎn)通常在48~56℃這個(gè)范圍內(nèi),以52℃的石蠟用得更多。在材料不硬,天氣不熱時(shí),宜用較低熔點(diǎn)的蠟。材料硬,天氣熱的情形下,宜用高溶點(diǎn)的蠟。
石蠟選定后,將石蠟切成小塊,置瓷皿中加熱溶蠟,待石蠟近于全部熔化時(shí),置于溫箱中。在進(jìn)行封埋的全部過(guò)程中,石蠟的溫度,總以高于溶點(diǎn)2℃為宜,過(guò)低石蠟?zāi)蹋^(guò)高傷害材料。
材料脫酒精后,要進(jìn)行浸蠟,再進(jìn)行埋蠟。浸蠟也宜于漸次進(jìn)行,一般先用石蠟和二甲苯的混合液浸蠟,再用純石蠟換一、二次,每次的時(shí)間,視材料大小而定,通常每次半小時(shí),材料大,時(shí)間必須加長(zhǎng)。在浸蠟的過(guò)程中,須注意溫度,不能超過(guò)2℃以上。浸蠟后,須將材料封埋在蠟塊中,通常以磅紙折成紙盒(如圖所示)。在盒內(nèi)底上,用軟鉛筆反書(shū)材料及日期等,然后把蠟倒入盒內(nèi),將材料移入紙盒中,依將所要切的方向,妥善排列,再以兩手平持紙盒,移至冷水中,用口在蠟面上吹氣,促其凝結(jié),待蠟面凝成簿層時(shí),將紙盒全部沉入。水冷凝后,將紙撕去,即獲蠟塊,至此埋蠟完成。
折紙盒按下列順序折疊:
(1) 折AA'及BB';
(2) 折CC'及DD';
(3) 折CE'與AE'、向外夾出EE'。同樣折出FF',GG'及HH';
(4) 使CE'E與E'IE兩三角形相疊,并沿E'C和EI重疊的折痕向后轉(zhuǎn)折。同樣折其余三只角;
(5)折RIJF向外,同樣折出GKLH,即折成所需的紙盒。
(六)切片
石蠟切片,用旋轉(zhuǎn)切片機(jī)。一個(gè)旋轉(zhuǎn)切片機(jī),可分三個(gè)部分,一個(gè)是安裝切片刀的部分,有調(diào)節(jié)刀片斜度和固著刀片的螺旋。一個(gè)是安裝材料的部分,也有螺旋可以調(diào)節(jié)材料的位置。另一個(gè)是操縱在旋轉(zhuǎn)中向前推進(jìn)的部分,控制著切片的厚薄,是比較重要而復(fù)雜的部分。
切片步驟:
1.先將冷凝的蠟塊,切成小塊,粘固在小木頭上。
2.安裝切片刀,刀的斜度,非常重要,最好先切除的蠟塊試刀,以確定刀的斜度,一經(jīng)調(diào)度適合后,就不要隨便變動(dòng),以免每次試刀的麻煩。
3.修整蠟塊,刀片斜度調(diào)好后,將刀片移近蠟塊,使小蠟塊的下邊與刀鋒平行,然后把它固定,再轉(zhuǎn)下蠟塊.呈矩形才行。只有平整的蠟塊,才能切出平整的蠟帶。
4.最后根據(jù)需要,調(diào)整控制切片厚度的機(jī)制。調(diào)度后,把它固定下來(lái)。上述四步驟完成后,就可進(jìn)行切片,將切出的蠟帶,平展于盒內(nèi)以供粘片。
(七)粘片
材料切成薄片后,須將切片粘在玻璃片上,加熱展開(kāi),這叫粘片。所用載玻片必須清潔才能使用。粘片時(shí),需把膠液(或稱粘貼劑)置簿玻片上,再取切片,浮置膠液上,然后置烘片臺(tái)上,使切片展開(kāi)燙平,材料不現(xiàn)皺紋為度。最后將切片依次排好,用濾紙吸去多余水分,同時(shí)以記號(hào)筆在玻片上編號(hào),放入溫箱中烘干,溫度30~40℃約1小時(shí)即干。常用的膠液有下列三種:
(1) 明膠液:這是粘片最常用的膠液,簡(jiǎn)便優(yōu)良,配法是100毫升純水中,加明膠4毫克,加熱熔化,過(guò)濾即得。
(2) 梅氏蛋白質(zhì):
雞蛋清 50ml
甘 油 50m1
水楊酸納 1g
用蛋白與甘油攪拌,同時(shí)加入水楊酸納,調(diào)勻過(guò)濾,應(yīng)用時(shí)以濾液15滴,放入純水50毫升中即得。
(3) Land氏液:
阿拉伯膠 1克
重鉻酸鉀 0.2克
純 水 100毫升
(八)脫蠟
玻片烘干后,須將蠟脫去,才能染色,脫蠟用二甲苯,再經(jīng)酒精入水中,而后染色,其順序如下:
二甲苯→1/2 二甲苯十1/2純酒精→100%酒精→95%酒精→85%酒精→70%酒精→50%酒精→30%酒精→水→染色
以上各級(jí)約需5~10分鐘。
(九)染色
染色的方法很多,視研究目的加以選擇,F(xiàn)就研究植物組織和研究細(xì)胞分裂常用的兩種染色方法介紹如下:
1.番紅與固綠色法
番紅用l%的水溶液,固綠用0.5%的酒精液(用95%的酒精配制),染色步驟如下:
討論和注意點(diǎn):
(1) 用番紅和固綠這個(gè)組合染成的切片,木化、栓化和角質(zhì)的細(xì)胞壁,被番紅染成鮮紅色,纖維素的細(xì)胞璧,被固綠成綠色。就維管束來(lái)講,木質(zhì)部染紅,韌皮部染綠,區(qū)別極清楚。
(2) 在50%酒精中脫色,需經(jīng)實(shí)踐,如脫色不夠,綠色難得染好,脫色太過(guò)分,做出來(lái)的切片,紅色太淡,甚至于全是綠色,失掉了二色染法的用意。
(3) 染色時(shí)間,不是絕對(duì)的,常因材料種類,切片的厚簿而不同,在沒(méi)有把握時(shí),最好選用少數(shù)材料試染,試染成功后,再依次大批染色。
2.海氏鐵礬—蘇木精染色法:
海氏鐵礬—蘇木精染色法的特點(diǎn),是在染蘇木精以前,用鐵明礬做媒染劑,在染蘇木精以后,又用鐵明礬液鑒定(脫色或分色)。
所用鐵明礬液,為2~4%的水溶液,此液須在用前數(shù)日臨時(shí)配制。配成后不能見(jiàn)光,須置暗處,或用有色玻瓶裝。也不能保存太久,大約二月內(nèi)可用,用時(shí),每次更換。
所用蘇木精液,為0.5%的水溶液。此液配成后,須經(jīng)1~2月,待它氧化成熟以后才能應(yīng)用,故必須先配制。蘇木精在水中溶解很慢,約需10日才能完全溶解,若需用不急,可直接用蒸餾水配制。若想加速溶解,可先用酒精溶解,再加入蒸餾水。
蘇木精 0.5克
酒 精 10毫升
蒸餾水 90毫升
染色步驟如下:
此染色法在細(xì)胞學(xué)及胚胎學(xué)制片上應(yīng)用很廣,是顯示細(xì)胞一般結(jié)構(gòu)及細(xì)胞分裂的優(yōu)良染色液,染色結(jié)果可使染色體呈蘭黑一—紫色,細(xì)胞質(zhì)染成淺蘭色或淺灰色。在染色過(guò)程中所需注意的是:① 分色后,用水洗凈鐵礬液,最好用流水,如無(wú)流水,須多更換水。若沖洗不凈,將來(lái)繼續(xù)褪色。② 在鐵礬液中分色,須時(shí)常取出在顯微鏡下檢查,到細(xì)胞質(zhì)的染色很淡即止。
(十)脫水、透明、膠封
脫水用酒精,由低濃度酒精至高濃度酒精依次進(jìn)行,最后入純酒精更換一次,用二甲苯透明,用樹(shù)膠封片,其步驟與前面所述永久制片相同。