组织学/细胞和细胞化学定量术

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组织和细胞形态结构及其化学成分的定量研究,是以量的测定及其数据变化阐述组织和细胞的生长、分化代谢和功能的演变以及对环境因素和致病因素的反应。生命科学的研究不断深入,定量技术的应用日益广泛并有所进展。

1、显微镜分光亮度定量术此方法是应用显微分光亮度计(microspectrophotometer)测定组织化学免疫组织化学染色标本的反应强弱,进行化成分的定量分析的。基本原理是细胞内某种物质的含量不同,其染色反应的深浅不一,对一定波长的光吸收也就不同,即某物质的消亮度与一定厚度和面积内的该物质浓度成正比。通过光电组合自动控制系统将消光度转换为电信号,即可得出光密度值(O、D值),进行定量分析比较。前述荧光素染色、酶和核酸组织化学染色、多肽蛋白质免疫组化染色、放射自显影原位杂交等标本,均可应用显微分光光度计做定量分析。

2、形态计量术 形态计量术(morphometry)是运用数学和统计学原理对组织和细胞进行二维和三维的形态测量研究,如细胞及其微细结构成分的数量、体积、表面积、周长等的相对和绝对值的测量,其中三维立体结构的研究又称体视学(stereology)。机体组织的光镜结构计量已有不少有意义的资料,如人和动物的肺泡数量和表面积,肾小体的数量和体积比,肝细胞的体积和数量,胰岛的数量及各类细胞的数量比,腺垂体各种内分泌细胞的数量比等。通过组织切片或照片(光镜和电镜)平面图像的测量,推算其立体结构数值,传统方法是将测试系统(点、线、方格等)投影或覆盖在切片上或照片上,把若干样品的平面测量数据按数学公式推算出其立体数值。目前已广泛应用图像分析仪(image analyzer)进行形态计量研究,该仪器也是光学、电子学和计算机高技术产品,它是将切片或照片图像通过摄像机显示于监示器屏幕上,并根据不同结构的颜色深浅(灰度)及各像点的大小位置,快速准确地得出所需的各种形态数据。组织化学和免疫组织化学染色标本,也可应用图像分析仪测定其光密度值,进行定量分析。

3、流式细胞术 流式细胞术(flow cytometry,FCM)是近年建立的细胞分类和定量研究技术,它是应用流式细胞仪(或称荧光激活细胞分类器,fluroescent activated cell sorter)对单个细胞生物化学和生物物理特性进行快速定量测定的。工作原理是先分离被检细胞制成悬液,并作荧光染色或标记,使单细胞液流快速通过该仪器的激光器照射分析区,被检细胞产生的不同荧光信号转变为电脉冲,分别输入计算机内贮存,并显示于示波器屏幕上,即可获得该细胞群体中不同类型细胞的有关数据,如不同细胞的数量、荧光强度以及细胞体积、表面积和内部结构等参数;还可使细胞附有不同电荷,分类收集各种细胞,该技术的特点是速度快,精确性高,灵敏度大,已成为一种重要手段广泛用于细胞动力学、遗传学、免疫学肿瘤学等的研究。如细胞DNARNA或某种蛋白质的含量分析,单个染色体DNA含量及分选,淋巴细胞抗原受体的分析及细胞亚群分选,杂交细胞等的分选等,也用于肿瘤临床诊断及疗效和预后的分析等。

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