CYTOCHEMISTRY: ประวัติศาสตร์วัตถุประสงค์ของการศึกษายูทิลิตี้และเทคนิค - ชีววิทยา - 2026

cytochemistryประกอบด้วยชุดของเทคนิคที่พึ่งพาการระบุและการจำหน่ายของสารที่เฉพาะเจาะจงภายในเซลล์ ถือเป็นสาขาหนึ่งของชีววิทยาของเซลล์ที่รวมสัณฐานวิทยาของเซลล์เข้ากับโครงสร้างทางเคมี

ตามที่ Bensley ผู้ก่อตั้งการประยุกต์ใช้เซลล์วิทยาสมัยใหม่กล่าวว่าจุดประสงค์ของไซโตเคมีคือการค้นพบการจัดระเบียบทางเคมีของเซลล์เพื่อที่จะเข้าใจความลึกลับของชีวิต ตลอดจนศึกษาการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกที่เกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการทำงานที่แตกต่างกัน

1: โรคจากการเลี้ยงลูกด้วยนมของ Paget (Hematoxylin-Eosin) 2: โล่ชราที่พบในเปลือกสมองในผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ (การชุบเงิน) 3: ลิ้นกระต่ายเส้นใยคอลลาเจน (สีน้ำเงิน). เส้นใยกล้ามเนื้อ (แถบสีม่วง) (ไตรโครเมี่ยมของ Masson). 4: เนื้อเยื่อตับที่มีการเสื่อมของไขมัน (ซูดาน III) 5: ตับอักเสบ. เนื้อร้าย (Toluidine blue) แหล่งที่มา: Wikipedia. com / User: KGH / ไฟล์โดเมนสาธารณะ / Mohit Lalwani

ด้วยวิธีนี้จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดบทบาทการเผาผลาญของสารเหล่านี้ภายในเซลล์

Cytochemistry ใช้สองวิธีหลัก ขั้นแรกขึ้นอยู่กับขั้นตอนทางเคมีและทางกายภาพ เทคนิคเหล่านี้ใช้กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการมองเห็นปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นกับสารเฉพาะภายในเซลล์

ตัวอย่าง: การใช้สีย้อมไซโตเคมีเช่นปฏิกิริยา Feulgen หรือปฏิกิริยา PAS เป็นต้น

วิธีที่สองขึ้นอยู่กับชีวเคมีและจุลภาค ด้วยวิธีการนี้เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบเชิงปริมาณของสารเคมีภายในเซลล์

ในบรรดาสารที่สามารถเปิดเผยได้ในเนื้อเยื่อหรือโครงสร้างของเซลล์มีดังต่อไปนี้: โปรตีนกรดนิวคลีอิกโพลีแซ็กคาไรด์และลิปิด

ประวัติความเป็นมาของไซโตเคมี

เทคนิคไซโตเคมีตั้งแต่การประดิษฐ์ของพวกเขาได้ช่วยให้เข้าใจองค์ประกอบของเซลล์และเมื่อเวลาผ่านไปก็มีเทคนิคมากมายที่ใช้สีย้อมประเภทต่างๆที่มีความคล้ายคลึงและปัจจัยพื้นฐานที่แตกต่างกัน

ต่อจากนั้นไซโตเคมีได้เปิดโลกทัศน์ใหม่ด้วยการใช้สารตั้งต้นบางชนิดเพื่อแสดงสีของเอนไซม์หรือโมเลกุลอื่น ๆ ภายในเซลล์

ในทำนองเดียวกันเทคนิคอื่น ๆ ได้เกิดขึ้นเช่นภูมิคุ้มกันวิทยาที่ช่วยในการวินิจฉัยโรคหลายชนิด Immunocytochemistry ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของแอนติเจน - แอนติบอดี

ในทางกลับกันไซโตเคมียังใช้สารเรืองแสงที่เรียกว่าฟลูออโรโครเมสซึ่งเป็นเครื่องหมายที่ดีเยี่ยมในการตรวจหาโครงสร้างของเซลล์บางชนิด เนื่องจากลักษณะของฟลูออโรโครมจึงเน้นโครงสร้างที่ติดอยู่

คุณเรียนอะไร?

เทคนิคทางเคมีวิทยาต่างๆที่ใช้กับตัวอย่างทางชีววิทยามีบางอย่างที่เหมือนกัน: พวกเขาเปิดเผยการมีอยู่ของสารบางประเภทและทราบตำแหน่งของมันภายในโครงสร้างทางชีววิทยาภายใต้การประเมินไม่ว่าจะเป็นชนิดของเซลล์หรือเนื้อเยื่อ

สารเหล่านี้อาจเป็นเอนไซม์โลหะหนักลิพิดไกลโคเจนและกลุ่มเคมีที่กำหนด (อัลดีไฮด์ไทโรซีน ฯลฯ )

ข้อมูลที่จัดทำโดยเทคนิคเหล่านี้สามารถให้คำแนะนำไม่เพียง แต่สำหรับการระบุเซลล์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวินิจฉัยโรคต่างๆ

ตัวอย่างเช่นคราบไซโตเคมิคอลมีประโยชน์อย่างมากในการแยกความแตกต่างระหว่างมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดต่างๆเนื่องจากเซลล์บางชนิดแสดงออกถึงเอนไซม์หรือสารสำคัญบางชนิดและเซลล์อื่น ๆ ไม่มี

ในทางกลับกันควรสังเกตว่าเพื่อให้การใช้งานไซโตเคมีเป็นไปได้ต้องคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้:

1) สารจะต้องถูกตรึงไว้ในที่ที่พบได้ตามธรรมชาติ

2) ต้องระบุสารโดยใช้สารตั้งต้นที่ทำปฏิกิริยากับมันโดยเฉพาะไม่ใช่กับสารประกอบอื่น ๆ

ประโยชน์

ตัวอย่างที่สามารถศึกษาได้ด้วยเทคนิคทางเซลล์เคมี ได้แก่

- เพิ่มเลือดอุปกรณ์ต่อพ่วง

- ขยายไขกระดูก

- เนื้อเยื่อคงที่สำหรับเทคนิคทางจุลภาค

- เซลล์ได้รับการแก้ไขโดย cytocentrifugation

เทคนิคทางไซโตเคมีได้รับการสนับสนุนอย่างมากในด้านโลหิตวิทยาเนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อช่วยในการวินิจฉัยและการแยกแยะความแตกต่างของมะเร็งเม็ดเลือดขาวบางประเภท

ตัวอย่างเช่น: ปฏิกิริยาเอสเทอเรสถูกใช้เพื่อแยกความแตกต่างของมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีโลโมโนไซต์จากมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดโมโนไซต์เฉียบพลัน

ไขกระดูกและรอยเปื้อนเลือดจากผู้ป่วยเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันเนื่องจากเซลล์บางชนิดยากที่จะระบุลักษณะทางสัณฐานวิทยาเพียงอย่างเดียว สำหรับสิ่งนี้การทดสอบเอสเทอเรสจะดำเนินการ

ในประการแรก esterases ที่เฉพาะเจาะจงเป็นบวกในขณะที่ในครั้งที่สอง esterases ที่ไม่เฉพาะเจาะจงเป็นบวก

นอกจากนี้ยังมีประโยชน์อย่างมากในทางเนื้อเยื่อวิทยาเนื่องจากตัวอย่างเช่นการใช้เทคนิคการย้อมสีโลหะหนัก (การทำให้มีสีเงิน) ทำให้เส้นใยร่างแหที่มีสีน้ำตาลเข้มในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจ

เทคนิคทางไซโตเคมี

เทคนิคที่ใช้มากที่สุดจะอธิบายไว้ด้านล่าง:

- การใช้สี

คราบที่ใช้มีความหลากหลายในเทคนิคทางเซลล์เคมีและสามารถจำแนกตามมุมมองหลายประการ:

ตามความรุนแรงที่พวกเขามีความสัมพันธ์

พวกเขาแบ่งออกเป็นกรดพื้นฐานหรือเป็นกลาง เป็นสิ่งที่ง่ายที่สุดและถูกใช้มากที่สุดตลอดประวัติศาสตร์ทำให้เราสามารถแยกแยะส่วนประกอบของ basophilic ออกจากส่วนประกอบที่เป็นกรดได้ ตัวอย่าง: การย้อมสี hematoxylin-eosin

ในกรณีนี้นิวเคลียสของเซลล์จะมีสีฟ้า (พวกมันใช้เฮมาทอกซิลินซึ่งเป็นสีย้อมพื้นฐาน) และไซโทพลาสซึมเป็นสีแดง (พวกมันใช้อีโอซินซึ่งเป็นสีย้อมของกรด)

ตามสีที่มีให้

พวกเขาสามารถเป็น orthochromatic หรือ metachromatic orthochromatics คือสิ่งที่ทำให้โครงสร้างที่มีสีเดียวกันกับสีย้อมนั้น ตัวอย่างเช่นกรณีของ eosin ซึ่งมีสีแดงและมีคราบสีแดง

ในทางกลับกันคราบเมทาโครเมติกส์มีโครงสร้างสีที่แตกต่างจากของพวกมันเช่นโทลูอิดีนซึ่งมีสีฟ้าและยังมีคราบสีม่วง

สีย้อมที่สำคัญหรือเหนือกว่า

พวกเขาเป็นสีย้อมที่ไม่เป็นอันตรายนั่นคือพวกมันทำให้เซลล์สีและพวกมันยังคงมีชีวิตอยู่ คราบเหล่านี้เรียกว่าสำคัญ (เช่น trypan blue เพื่อย้อม macrophages) หรือ supravital (เช่นเจนัสสีเขียวเพื่อย้อมไมโทคอนเดรียหรือสีแดงกลางเพื่อย้อมไลโซโซม)

- การตรวจหาไขมันด้วยสีย้อมที่ละลายในไขมัน

ออสเมียมเตทรอกไซด์

คราบไขมัน (กรดไขมันไม่อิ่มตัว) สีดำ ปฏิกิริยานี้สามารถสังเกตได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แต่เนื่องจากสีย้อมนี้มีความหนาแน่นสูงจึงสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

ซูดาน III

เป็นหนึ่งในคนที่ใช้มากที่สุด สีย้อมนี้จะกระจายและละลายในเนื้อเยื่อสะสมอยู่ภายในหยดไขมัน สีเป็นสีแดงอมแดง

ซูดานคราบดำข

ให้ความคมชัดที่ดีกว่าก่อนหน้านี้เนื่องจากสามารถละลายได้ในฟอสโฟลิปิดและคอเลสเตอรอล มีประโยชน์ในการตรวจหา azurophilic และแกรนูลเฉพาะของแกรนูโลไซต์ที่โตเต็มที่และสารตั้งต้น ดังนั้นจึงระบุมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์

- การย้อมสีกลุ่มอัลดีไฮด์ (คราบกรด Schiff เป็นระยะ)

คราบกรด Schiff เป็นระยะสามารถตรวจจับกลุ่มอัลดีไฮด์ได้สามประเภท พวกเขาเป็น:

- อัลดีไฮด์อิสระมีอยู่ตามธรรมชาติในเนื้อเยื่อ (ปฏิกิริยาพลาสม่า)

- อัลดีไฮด์ที่เกิดจากการออกซิเดชั่นเฉพาะส่วน (ปฏิกิริยา PAS)

- อัลดีไฮด์ที่เกิดจากการไฮโดรไลซิสแบบคัดเลือก (ปฏิกิริยา Feulgen)

ปฏิกิริยา PAS

การย้อมสีนี้ขึ้นอยู่กับการตรวจจับคาร์โบไฮเดรตบางประเภทเช่นไกลโคเจน กรดเป็นระยะ Schiff ทำลายพันธะ CC ของคาร์โบไฮเดรตเนื่องจากการออกซิเดชั่นของกลุ่มไกลโคลิก 1-2 ซึ่งจัดการเพื่อปลดปล่อยกลุ่มอัลดีไฮด์

กลุ่มอัลดีไฮด์อิสระจะทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของ Schiff และก่อตัวเป็นสารประกอบสีม่วงแดง การปรากฏตัวของสีแดงอมม่วงแสดงให้เห็นถึงปฏิกิริยาเชิงบวก

การทดสอบนี้เป็นผลบวกในเซลล์พืชตรวจหาแป้งเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและเปปติน ในขณะที่เซลล์สัตว์ตรวจพบมิวซินมิวโคโปรตีนกรดไฮยาลูโรนิกและไคติน

นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการวินิจฉัยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิด lymphoblastic หรือเม็ดเลือดแดงในกลุ่มโรคอื่น ๆ ของ myelodysplastic

ในกรณีของคาร์โบไฮเดรตที่เป็นกรดสามารถใช้ alcian blue stain ได้ การทดสอบจะเป็นบวกหากสังเกตเห็นสีฟ้าอ่อน / สีเขียวขุ่น

ปฏิกิริยาพลาสมัล

ปฏิกิริยาในพลาสมาแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของอัลดีไฮด์สายโซ่ยาวเช่นปาล์มและสเตียรัล เทคนิคนี้ถูกนำไปใช้กับส่วนของเนื้อเยื่อที่ถูกแช่แข็ง ได้รับการปฏิบัติโดยตรงด้วยน้ำยาของ Schiff

ปฏิกิริยา Feulgen

เทคนิคนี้ตรวจจับการมีอยู่ของดีเอ็นเอ เทคนิคนี้ประกอบด้วยการนำเนื้อเยื่อคงที่ไปยังการไฮโดรไลซิสของกรดอ่อน ๆ เพื่อให้ทำปฏิกิริยากับน้ำยาของ Schiff ในภายหลัง

ไฮโดรไลซิสเปิดเผยกลุ่ม deoxyribose aldehyde ที่การเชื่อมต่อ deoxyribose-purine จากนั้นรีเอเจนต์ของ Schiff จะทำปฏิกิริยากับกลุ่มอัลดีไฮด์ที่ปล่อยให้เป็นอิสระ

ปฏิกิริยานี้เป็นบวกในนิวเคลียสและลบในไซโทพลาสของเซลล์ Positivity จะเห็นได้จากการมีสีแดง

หากใช้เทคนิคนี้ร่วมกับเมทิลกรีน - ไพโรนีนจะสามารถตรวจหา DNA และ RNA พร้อมกันได้

- คราบไซโตเคมีสำหรับโครงสร้างโปรตีน

สำหรับสิ่งนี้สามารถใช้ปฏิกิริยา Millon ซึ่งใช้ปรอทไนเตรตเป็นตัวทำปฏิกิริยา โครงสร้างที่มีกรดอะมิโนอะโรมาติกจะเปื้อนสีแดง

- คราบไซโตเคมีที่ใช้สารตั้งต้นเพื่อแสดงการมีอยู่ของเอนไซม์

คราบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการฟักตัวของตัวอย่างทางชีวภาพด้วยสารตั้งต้นที่เฉพาะเจาะจงและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาต่อมาจะทำปฏิกิริยากับเกลือไดโซเพื่อให้เกิดสีที่ซับซ้อน

esterases

เอนไซม์เหล่านี้มีอยู่ในไลโซโซมของเซลล์เม็ดเลือดบางชนิดและสามารถไฮโดรไลซิงเอสเทอร์อินทรีย์เพื่อปล่อยแนฟโธล ชนิดหลังจะเป็นสีย้อมอาโซที่ไม่ละลายน้ำเมื่อจับกับเกลือไดโซะย้อมบริเวณที่เกิดปฏิกิริยา

มีสารตั้งต้นหลายชนิดและขึ้นอยู่กับว่าจะใช้เอสเทอเรสที่เฉพาะเจาะจงและเอสเทเรสที่ไม่เฉพาะเจาะจง อดีตมีอยู่ในเซลล์ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะของอนุกรมไมอีลอยด์และเซลล์หลังในเซลล์ต้นกำเนิดโมโนไซต์

สารตั้งต้นที่ใช้ในการกำหนดเอสเทอเรสเฉพาะคือ: แนฟโธล - เอเอส - ดีคลอโรอะซิเตต ในขณะที่การตรวจหาสารตั้งต้นที่ไม่เฉพาะเจาะจงสามารถใช้สารตั้งต้นได้หลายชนิดเช่นแนฟโธล AS-D acetate, alpha naphthyl acetate และ alpha naphthyl butyrate

ในทั้งสองกรณีเซลล์จะเปื้อนสีแดงเข้มเมื่อปฏิกิริยาเป็นบวก

myeloperoxidase

เอนไซม์นี้พบได้ใน azurophilic granules ของเซลล์แกรนูโลไซต์และโมโนไซต์

การตรวจจับนี้ใช้เพื่อแยกความแตกต่างของมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์จากเซลล์น้ำเหลือง เซลล์ที่มี myeloperoxidases จะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองสด

ฟอสฟา

เอนไซม์เหล่านี้จะปล่อยกรดฟอสฟอริกจากสารตั้งต้นที่แตกต่างกัน ซึ่งแตกต่างกันไปตามความจำเพาะของสารตั้งต้นค่า pH และการออกฤทธิ์ของสารยับยั้งและสารยับยั้ง

ในบรรดาสิ่งที่รู้จักกันดี ได้แก่ ฟอสโฟโมโนเอสเตเรสที่ไฮโดรไลซ์เอสเทอร์อย่างง่าย (PO) ตัวอย่าง: อัลคาไลน์ฟอสฟาเทสและกรดฟอสฟาเทสเช่นเดียวกับฟอสฟามิเดสที่ไฮโดรไลซ์พันธะ (PN) สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อแยกความแตกต่างของกลุ่มอาการของ lymphoproliferative และสำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดเซลล์ขน

- สีไตรโครมิก

Mallary-Azan Trichrome

มีประโยชน์ในการแยกความแตกต่างของไซโทพลาสซึมของเซลล์จากเส้นใยของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เซลล์เปื้อนสีแดงและเส้นใยคอลลาเจนสีน้ำเงิน

ไตรโครเมี่ยมของ Masson

สิ่งนี้มีประโยชน์เช่นเดียวกับก่อนหน้านี้ แต่ในกรณีนี้เซลล์จะมีคราบสีแดงและเส้นใยคอลลาเจนเป็นสีเขียว

- สีย้อมที่เปื้อนออร์แกเนลล์เฉพาะ

เจนัสกรีน

เลือกคราบไมโตคอนเดรีย

เกลือเงินและกรดออสมิค

คราบอุปกรณ์ Golgi

โทลูอิดีนสีน้ำเงิน

คราบศพของ Nissi

เกลือเงินและ PAS

พวกมันเปื้อนเส้นใยร่างแหและแผ่นฐาน

Orcein และ fuchsin resorcin

พวกเขาย้อมเส้นใยยืดหยุ่น ครั้งแรกจะย้อมเป็นสีน้ำตาลและสีฟ้าเข้มหรือสีม่วงที่สอง

- เทคนิคอื่น ๆ ที่ใช้ในไซโตเคมี

การใช้สารเรืองแสงหรือฟลูออโรโครเมส

มีเทคนิคที่ใช้สารเรืองแสงเพื่อศึกษาตำแหน่งของโครงสร้างในเซลล์ ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์พิเศษที่เรียกว่าการเรืองแสง ตัวอย่าง: เทคนิค IFI (อิมมูโนฟลูออเรสเซนต์ทางอ้อม)

การตรวจหาส่วนประกอบของเซลล์โดยวิธีภูมิคุ้มกันบกพร่อง

เทคนิคเหล่านี้มีประโยชน์อย่างมากในทางการแพทย์เนื่องจากช่วยในการตรวจหาโครงสร้างของเซลล์บางอย่างและยังวัดปริมาณได้อีกด้วย ปฏิกิริยานี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาแอนติเจน - แอนติบอดี ตัวอย่างเช่น: เทคนิค ELISA (Enzyme Immuno Assay)

คำแนะนำ

- จำเป็นต้องใช้สเมียร์ควบคุมเพื่อประเมินประสิทธิภาพที่ดีของสีย้อม

- ควรใช้สเมียร์สดในการย้อมสีทางเซลล์เคมี หากทำไม่ได้ควรเก็บไว้ในที่ที่มีแสงส่องถึงและเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 ° C

- ต้องใช้ความระมัดระวังว่าสารตรึงที่ใช้ไม่ส่งผลเสียต่อสารที่จะตรวจสอบ กล่าวอีกนัยหนึ่งต้องป้องกันไม่ให้สามารถสกัดหรือยับยั้งได้

- เวลาในการใช้สารตรึงต้องได้รับการยอมรับเนื่องจากโดยทั่วไปควรใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีสุดท้ายเนื่องจากการปล่อยให้สเมียร์เป็นเวลานานขึ้นกับสารตรึงอาจทำให้เอนไซม์บางตัวเสียหายได้

อ้างอิง

1. "Cytochemistry." Wikipedia สารานุกรมเสรี 30 มิ.ย. 2018, 17:34 น. UTC. 9 ก.ค. 2019, 02:53 น. มีให้ที่: wikipedia.org
2. Villarroel P, de Suárez C. วิธีการชุบโลหะสำหรับการศึกษาเส้นใยของกล้ามเนื้อหัวใจตาย: การศึกษาเปรียบเทียบ. RFM 2002; 25 (2): 224-230. มีจำหน่ายที่: scielo.org
3. Santana A, Lemes A, Bolaños B, Parra A, Martín M, Molero T. Cytochemistry ของกรดฟอสฟาเทส: การพิจารณาตามระเบียบวิธี Rev วินิจฉัยจิตเวช 200; 50 (2): 89-92. มีจำหน่ายที่: scielo.org
4. De Robertis E, De Robertis M. (1986). ชีววิทยาระดับเซลล์และโมเลกุล พิมพ์ครั้งที่ 11. บรรณาธิการ Ateneo บัวโนสไอเรสอาร์เจนตินา
5. เครื่องมือคลาสสิกสำหรับศึกษาชีววิทยาของเซลล์ TP 1 (วัสดุเสริม) - ชีววิทยาของเซลล์ มีจำหน่ายที่: dbbe.fcen.uba.ar