染色体的结构显示和检测在遗传学研究中具有重要意义,以下详细介绍几种常见的染色体检测技术及操作流程。
一、染色体显带
显Q带法
- 漂洗:选取经过干热预处理或已老化的染色体标本,放入pH6.0缓冲液中浸泡5 - 10分钟。
- 染色:将标本浸入pH6.0的GM或QD染液中5 - 10分钟。
- 再次漂洗:把标本浸入新鲜的pH6.0缓冲液中漂洗两次,每次5分钟。
- 观察:在标本染色体面滴1 - 2滴新鲜缓冲液,盖上盖片(注意避免产生气泡),然后置于荧光显微镜下观察。
显G带法
胰酶 - Giemsa混合显带法
- 预处理:取中期染色体标本,先在60℃温箱中放置20 - 30分钟,或者在37℃温箱中过夜,之后浸入0.025M、pH6.8的磷酸缓冲液中,在56℃下温浴10分钟。
- 消化和染色:使用现配制的胰蛋白酶 - Giemsa混合液进行消化和染色,时间为10 - 30分钟。混合液的配制比例为:0.025M、pH6.8的磷酸缓冲液73.0ml,甲醇27.0ml,Giemsa干粉50.0mg,0.25%胰酶0.3 - 0.4ml。
- 封片:染色后先用自来水冲洗,再放入蒸馏水漂洗数次,晾干后用二甲苯透明2 - 3分钟,最后封入中性树脂中。
Giemsa显带法
- 预处理:将标本放入60 - 80℃温箱或烤箱中20 - 30分钟,也可在37℃温箱中过夜。
- 胰酶消化:用0.85%的NaCl配制0.25%胰蛋白酶溶液,对标本进行消化3 - 5分钟。
- 染色:取出标本片,直立于吸水纸上除去多余胰酶液后,立即放入Giemsa染液中染色10分钟。
- 封片:用自来水冲洗,蒸馏水漂洗,晾干后用二甲苯透明2 - 3分钟,封入中性树胶中。
二、姐妹染色单体分化染色
BUdR掺入和制片程序
- BUdR培养液制备:制备含BUdR的培养液,最终浓度为3 - 10微克/毫升。
- BUdR掺入:对于传代细胞,在末次传代后改用含BUdR的培养液培养;对于人末梢血细胞,一开始就用含BUdR培养液培养,培养瓶需放在特制黑色木盒、黑布中或用黑纸包裹,在37℃温箱内培养。
- 中止掺入与制片:待细胞经历两个细胞周期(人周围血细胞培养48或72小时)后,加秋水仙素并进行制片。
染色方法
方法一
- 老化:将中期染色体标本老化1 - 2天。
- 预处理:把标本放入预热至85 - 89℃的1M NaH₂PO₄中处理15分钟。
- 制片:用温蒸馏水轻轻漂洗,再用蒸馏水冲洗,晾干后用Giemsa液染色10分钟,再次晾干,用二甲苯透明后封固。
方法二(FPG法)
- 标本准备:使用掺入BUdR后的中期染色体标本。
- 荧光染色:用荧光染料Hoechst 33258(用pH7.0 Sorensen缓冲液配制,浓度为0.5微克/毫升)染色12 - 15分钟。
- 黑光灯照射:用自来水冲洗后,加1滴pH8.0缓冲液,盖上盖片,用20W黑光灯照射,灯距5厘米,照射半小时。
- 温浴:在50 - 60℃热的2×SSC液中温育2小时,用蒸馏水冲洗后晾干。
- 染色:用pH6.8的2%Giemsa染色15分钟,透明封固。
方法三
- 标本处理:将掺入BUdR后的中期染色体标本放在30瓦日光灯下,灯距3厘米,照射6小时。
- 温浴:用60℃的2×SSC液处理15分钟。
- 染色:用Giemsa染色10分钟,可获得满意的标本。
三、染色体脆性位点的检测
为提高染色体脆性位点的检出率,可采取以下措施:
- 培养时将血清量降至5%。
- 使用不含叶酸的MEM - Fra培养基进行培养。
- 将培养环境的pH调至7.5。
四、微核检测
方法一
- 采血:静脉采血0.5ml,用肝素抗凝,放入小方瓶中,加入5ml培养液(含20%小牛血清的Eagle液,加PHA 40微克/毫升)。
- 培养:将培养瓶置于37℃温箱内培养48或72小时,然后以1000rpm离心8分钟。
- 固定:用3:1的甲醇/冰醋酸固定3次,每次15分钟,离心沉淀固定液。
- 制片:采用冷冻载片滴片法制片,自然干燥后用10%Giemsa(pH6.8)染色15分钟。
方法二
- 采血:取肝素抗凝血0.5 - 0.6ml,放入10ml试管中,加入血量一半的0.5%甲基纤维素,充分混合。
- 培养:将试管置于37℃温箱中静置培养30分钟,以2000rpm离心10分钟,去除上清液。
- 制片:制作涂片,用Wright法染色。
方法三
- 采血:用三棱针刺无名指取血0.6ml,立即注入内径3mm、长5cm的血液沉淀管中,用小玻璃棒搅拌除去纤维蛋白。
- 加明胶:加入3%的明胶,小心混匀,置于37℃温箱中自然沉降50分钟。
- 制片:吸去上清液,离心后将沉淀物涂片,自然干燥,先用Wright染色30分钟,再用Giemsa染色2分钟。
五、非程序DNA合成检测(UDS)
放射自显影UDS的测定
- 细胞培养:采用WI - 38成纤维细胞,使用完全培养液支持物盖片培养法培养,直至细胞生长至汇合。
- 抑制DNA合成:弃去旧培养液,加入不含精氨酸的EMEM培养液,继续培养20 - 24小时。
- 加测试物:加入10mM羟基脲(阳性对照加MNNG),培养2小时。
- H - TdR处理:每皿内加入3H - TdR后,培养20 - 24小时。
- 漂洗:去除培养液,用不含钙、镁的BSS漂洗。
- 制片:按照制备放射自显影标本的方法固定细胞、涂胶、曝光、显影及染色。
- 观察:在油镜下计数,排除S期半保留复制细胞(即被银粒覆盖的细胞核),只计数核上的银粒数目,再扣除本底,结果以银粒数/核的均值或含10个银粒左右细胞的百分率表示。
液闪计数法
- 细胞培养和处理:将人二倍体成纤维细胞接种在培养皿中培养。
- 试剂添加处理:加入培养液、MNNG、羟基脲以及3H - TdR处理,步骤与放射自显影UDS测定的前5项相同,自漂洗步骤后继续操作。
- 消化:用0.25%胰蛋白酶消化细胞,制成悬液。
- 液闪计数标本制备:用10%三氯醋酸处理,将细胞收集在玻璃纤维滤纸片上,用无水乙醇脱水烤干,放入液闪杯中,加入闪烁液,置于液闪计数仪上计数。结果以dpm/10⁶细胞或cpm/每皿细胞表示