1.熟练掌握石蜡切片的方法。
2.掌握永久制片的制作过程,为研究植物的内部结构奠定基础。
3.学会植物内部结构的比较研究方法。
二、实验器具与试剂
1.器具
石蜡切片机、烘箱、显微镜、染色缸、小培养皿、镊子、毛笔、吸水纸、纱布、载玻片、盖玻片等。
2.试剂
10%番红水溶液、0.5%固绿(用95%的酒精配制)、酒精(100%、95%、80%、70%、50%)、二甲苯、蒸馏水、甘油、中性树胶等。
三、实验材料
幼嫩植物各部分,根据季节选择材料。
四、实验内容与方法
石蜡切片法是显微技术上最重要、最常用的一种方法。它是把材料封埋在石蜡里面,用旋转切片机切片,可以切出很薄的切片。凡是精细的工结构,大都用石蜡切片。全都过程如下:
1.固定 2.洗涤 3.脱水与硬化 4.脱酒精 2.封埋 6.切片
7.粘片 8.脱蜡 9.染色 10.脱水 11. 透明 12.胶封
(一)固定
1.固定的意义:固定就是用药品把细胞杀死,使细胞的原生质凝固,死后不发生变化,尽可能保持原来的结构以供我们观察。良好的固定剂,应是穿透力强,使细胞立刻致死,原生质全部凝固;不发生任何变形,增强折光率,并且不妨碍染色。
2.固定液的种类:固定液的种类很多,根据配制成分可划分为:
(1) 简单固定液:以一种化学药品配制的固定液。常用的简单固定液有:
A.酒精即乙醇,用作固定液,常用纯酒精或95%酒精。酒精穿透力强,固定时间常在1小时以内。高浓度酒精有使材料收缩的作用。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,绝不可用纯酒精。酒精为还原剂,不能与铬酸、锇酸、重铬酸钾等氧化剂配合。酒精可使核酸,蛋白质及肝醣等发生沉淀,但能溶解脂肪及拟脂。
B.福尔马林即甲醛,具强烈刺激性的气味,纯净的甲醛,为无色透明液体。固定用的浓度为4-10%甲醛也是强还原剂。不能与铬酸、锇酸等氧化剂配合。经固定后,材料变硬,通常不引起皱缩,但随后经过他种药剂处理时,就每每出现皱缩。所以甲醛一般不单独作固定,而与其他液体混合使用。
C.醋酸:为无色透明的液体,刺激性极强,冷则凝结成冰,故又叫冰醋酸。醋酸以与水和酒精配成各种比例的溶液,所用浓度为0.2~5%,也常与其他固定剂配合使用。醋酸穿透性很强,单独使用,有使原生质膨胀的作用,故常与酒精,甲醛等合用,醋酸为固定染色体的优良固定液,因此固定染色体的固定液中,几乎都含有醋酸。
(2) 混合固定液:由几种药剂,适量配制而成。常用的有下列几种:
A、F.A.A固定液(又称万能固定液):
[用途]这个固定液在植物研究上,应用最多,为植物组织最常用的固定液。固定时间,不受限制,短为24小时,长可延至数月或数年。野外工作,非常便利。并且固定的材料,不妨碍染色,但对染色体的固定不佳。材料固定后,用50%酒精洗涤数次。
[配法]
50%或70%酒精 90毫升
冰醋酸 5毫升
福尔马林 5毫升
柔软材料用50%酒精,坚硬材料用70%酒精配制。
B、卡尔诺氏(Carnoy's)固定液
[用途]此液作组织细胞的固定,有极快的渗透力,固定根尖和花药只需40-60分钟。固定后用95%酒精冲洗,在组织不能立即处理时,需转入70%酒精中保存。配法有两种:
C.纳瓦兴(Navaschjn's)固定液
[用途]此液在植物制片上应用甚广,是细胞学及组织学上一种优良的固定液。此液原来的配方已很少应用,现所用的都是改良液,且种类很多,如材料较柔嫩,含水量较多,可用配方I、Ⅱ;材料较坚硬,含水量较少,可用Ⅳ、V 配方,其中配方Ⅱ对植物胚胎学制片特别适用。为了使用方便,常分别配成甲、乙两种基液,用时临时等量配合。固定时间为12-24小时,固定后用70%酒精洗涤数次。
(二)洗涤
材料固定后,药剂继续留在组织中,易使组织破坏,必须用水或酒精洗去。用什么去洗,可根据三条原则:
1.凡用水溶液配制的固定液,特别是含有铬酸、重铬酸钾的固定液,一律用水洗。
2.凡用酒精配制的固定液,一律用同浓度的酒清洗。
3.如固定液中含有苦味酸.在70%酒清中停留稍久时,可除去黄色。如用升汞固定的材料,在洗涤时,须加碘液,可除去汞的结晶。
(三)脱水与硬化
材料洗涤后,其中含水,水与石蜡不能混合,必须洗去。去水用酒精,材料由水入酒精中,不能操之过急,须由低度酒精渐至高度酒精。通常由30%、50%、70%、80%、90%,每次须经半小时,材料大的,时间须延长。若暂时不能埋蜡、材料可放在70%酒精中保存,经久不坏。在高度酒精中,不能过久.因酒精能使材料硬化,过久则材料由硬而脆,切时易于粉碎。
(四)脱酒精
材料脱水后,材料中全含酒精,酒精与蜡也不能混合,仍须除去。脱酒精通常用二甲苯,材料由酒精入二甲苯,最好也渐次进行,先经纯酒精二甲苯混合液,再入纯二甲苯中,纯二甲苯须换一、二次才行。时间每次约半小时。二甲苯不仅脱去酒精,并且透明,所以又叫透明剂。
(五)埋蜡
埋蜡是把材料封埋在石蜡里面,便于切片。一方面材料太小太软封在石蜡中,石蜡硬度适中,靠石蜡支持,才能切成薄片。另一方面,材料封埋后,不仅材料外面包着蜡,材料内面所有空隙也都充满着蜡。这样,材料的各部分都能保持原来的结构与位置,切片不致发生破裂或其他变形。
所用石蜡,质地必须纯净,溶点通常在48~56℃这个范围内,以52℃的石蜡用得更多。在材料不硬,天气不热时,宜用较低熔点的蜡。材料硬,天气热的情形下,宜用高溶点的蜡。
石蜡选定后,将石蜡切成小块,置瓷皿中加热溶蜡,待石蜡近于全部熔化时,置于温箱中。在进行封埋的全部过程中,石蜡的温度,总以高于溶点2℃为宜,过低石蜡凝固,过高伤害材料。
材料脱酒精后,要进行浸蜡,再进行埋蜡。浸蜡也宜于渐次进行,一般先用石蜡和二甲苯的混合液浸蜡,再用纯石蜡换一、二次,每次的时间,视材料大小而定,通常每次半小时,材料大,时间必须加长。在浸蜡的过程中,须注意温度,不能超过2℃以上。浸蜡后,须将材料封埋在蜡块中,通常以磅纸折成纸盒(如图所示)。在盒内底上,用软铅笔反书材料及日期等,然后把蜡倒入盒内,将材料移入纸盒中,依将所要切的方向,妥善排列,再以两手平持纸盒,移至冷水中,用口在蜡面上吹气,促其凝结,待蜡面凝成簿层时,将纸盒全部沉入。水冷凝后,将纸撕去,即获蜡块,至此埋蜡完成。
折纸盒按下列顺序折叠:
(1) 折AA'及BB';
(2) 折CC'及DD';
(3) 折CE'与AE'、向外夹出EE'。同样折出FF',GG'及HH';
(4) 使CE'E与E'IE两三角形相叠,并沿E'C和EI重叠的折痕向后转折。同样折其余三只角;
(5)折RIJF向外,同样折出GKLH,即折成所需的纸盒。
(六)切片
石蜡切片,用旋转切片机。一个旋转切片机,可分三个部分,一个是安装切片刀的部分,有调节刀片斜度和固着刀片的螺旋。一个是安装材料的部分,也有螺旋可以调节材料的位置。另一个是操纵在旋转中向前推进的部分,控制着切片的厚薄,是比较重要而复杂的部分。
切片步骤:
1.先将冷凝的蜡块,切成小块,粘固在小木头上。
2.安装切片刀,刀的斜度,非常重要,最好先切除的蜡块试刀,以确定刀的斜度,一经调度适合后,就不要随便变动,以免每次试刀的麻烦。
3.修整蜡块,刀片斜度调好后,将刀片移近蜡块,使小蜡块的下边与刀锋平行,然后把它固定,再转下蜡块.呈矩形才行。只有平整的蜡块,才能切出平整的蜡带。
4.最后根据需要,调整控制切片厚度的机制。调度后,把它固定下来。上述四步骤完成后,就可进行切片,将切出的蜡带,平展于盒内以供粘片。
(七)粘片
材料切成薄片后,须将切片粘在玻璃片上,加热展开,这叫粘片。所用载玻片必须清洁才能使用。粘片时,需把胶液(或称粘贴剂)置簿玻片上,再取切片,浮置胶液上,然后置烘片台上,使切片展开烫平,材料不现皱纹为度。最后将切片依次排好,用滤纸吸去多余水分,同时以记号笔在玻片上编号,放入温箱中烘干,温度30~40℃约1小时即干。常用的胶液有下列三种:
(1) 明胶液:这是粘片最常用的胶液,简便优良,配法是100毫升纯水中,加明胶4毫克,加热熔化,过滤即得。
(2) 梅氏蛋白质:
鸡蛋清 50ml
甘 油 50m1
水杨酸纳 1g
用蛋白与甘油搅拌,同时加入水杨酸纳,调匀过滤,应用时以滤液15滴,放入纯水50毫升中即得。
(3) Land氏液:
阿拉伯胶 1克
重铬酸钾 0.2克
纯 水 100毫升
(八)脱蜡
玻片烘干后,须将蜡脱去,才能染色,脱蜡用二甲苯,再经酒精入水中,而后染色,其顺序如下:
二甲苯→1/2 二甲苯十1/2纯酒精→100%酒精→95%酒精→85%酒精→70%酒精→50%酒精→30%酒精→水→染色
以上各级约需5~10分钟。
(九)染色
染色的方法很多,视研究目的加以选择。现就研究植物组织和研究细胞分裂常用的两种染色方法介绍如下:
1.番红与固绿色法
番红用l%的水溶液,固绿用0.5%的酒精液(用95%的酒精配制),染色步骤如下:
讨论和注意点:
(1) 用番红和固绿这个组合染成的切片,木化、栓化和角质的细胞壁,被番红染成鲜红色,纤维素的细胞璧,被固绿成绿色。就维管束来讲,木质部染红,韧皮部染绿,区别极清楚。
(2) 在50%酒精中脱色,需经实践,如脱色不够,绿色难得染好,脱色太过分,做出来的切片,红色太淡,甚至于全是绿色,失掉了二色染法的用意。
(3) 染色时间,不是绝对的,常因材料种类,切片的厚簿而不同,在没有把握时,最好选用少数材料试染,试染成功后,再依次大批染色。
2.海氏铁矾—苏木精染色法:
海氏铁矾—苏木精染色法的特点,是在染苏木精以前,用铁明矾做媒染剂,在染苏木精以后,又用铁明矾液鉴定(脱色或分色)。
所用铁明矾液,为2~4%的水溶液,此液须在用前数日临时配制。配成后不能见光,须置暗处,或用有色玻瓶装。也不能保存太久,大约二月内可用,用时,每次更换。
所用苏木精液,为0.5%的水溶液。此液配成后,须经1~2月,待它氧化成熟以后才能应用,故必须先配制。苏木精在水中溶解很慢,约需10日才能完全溶解,若需用不急,可直接用蒸馏水配制。若想加速溶解,可先用酒精溶解,再加入蒸馏水。
苏木精 0.5克
酒 精 10毫升
蒸馏水 90毫升
染色步骤如下:
此染色法在细胞学及胚胎学制片上应用很广,是显示细胞一般结构及细胞分裂的优良染色液,染色结果可使染色体呈兰黑一—紫色,细胞质染成浅兰色或浅灰色。在染色过程中所需注意的是:① 分色后,用水洗净铁矾液,最好用流水,如无流水,须多更换水。若冲洗不净,将来继续褪色。② 在铁矾液中分色,须时常取出在显微镜下检查,到细胞质的染色很淡即止。
(十)脱水、透明、胶封
脱水用酒精,由低浓度酒精至高浓度酒精依次进行,最后入纯酒精更换一次,用二甲苯透明,用树胶封片,其步骤与前面所述永久制片相同。