一种用于生物组织包埋的包埋剂和包埋方法

技术领域

本发明属于生物组织学技术领域，具体涉及一种用于生物组织包埋的包埋剂和包埋方法。

背景技术

生物医学显微成像的一个重要方向是对大组织样品、完整组织器官乃至生物体本身进行高分辨的三维荧光显微成像。传统上，组织透明成像和组织切片、分片成像然后重构是这样的大样品三维成像的主要方法。然而，大样品的组织透明非常耗时，并且分辨率低；传统切片重构的方法限于成像深度只能使用较薄的切片，大样品成像时需要很多组织切片，也非常耗时，并且带来大量的组织损失。

为了适应高通量厚组织样品三维成像的要求，近来提出的一类成像方法将组织切片和组织透明化相结合，在组织切片次数和组织透明化时间中寻求平衡。这类方法采用约数百微米的厚组织切片然后组织透明的方案，与传统切片重构方法相比大大减少切片次数，而与传统组织透明成像相比大大减少了透明时间，是一种高效的大样品三维成像方法。

这种成像方法对样品的包埋提出了新的要求。样品的包埋是组织切片的一个重要预处理步骤。传统的使用树脂或石蜡等硬材料的包埋方法不易获得厚的切片，同时在组织透明化过程中与组织有不同的膨胀系数，会导致严重的形变，与组织透明化不兼容；使用琼脂糖等材料的包埋在组织透明化过程中容易开裂破碎，造成样品表面的组织丢失。在一些情况下，切片中包含多块分离的组织时，包埋材料的开裂破碎甚至可能造成大块组织的丢失，严重影响成像的质量和完整性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种生物组织包埋的浸润性包埋剂和包埋方法，使样品包埋、组织厚切片与组织透明化处理兼容，并在组织切片、透明化和成像的过程中起到对样品的保护和约束作用，保证样品形态和内容物的完整性。

(二)技术方案

为实现前述目的，一方面，本公开提供了一种用于生物组织包埋的包埋剂，包括凝胶前体组合物和凝胶性能调节剂，其中所述凝胶性能调节剂包括多聚赖氨酸、胶原蛋白、小牛血清蛋白、琼脂糖或明胶中的一种或多种。

优选地，所述凝胶前体组合物包括丙烯酰胺单体、甲叉双丙烯酰胺单体和聚合引发剂，其中丙烯酰胺单体、甲叉双丙烯酰胺单体的摩尔比为1∶0.1到1∶0.01。

优选地，所述凝胶前体组合物中的丙烯酰胺单体和所述凝胶性能调节剂的摩尔比为1∶3到3∶1。

优选地，所述聚合引发剂为VA-044。

优选地，所述包埋剂还包括固定剂，所述固定剂选自甲醛、戊二醛及其多聚物中的一种或多种。

优选地，所述凝胶前体组合物中的丙烯酰胺单体和固定剂的摩尔比为1∶2到2∶1。

另一方面，本公开还提供了一种利用所述包埋剂包埋生物组织的方法，包括：

配制所述包埋剂备用；

将待处理组织样品放置在包埋容器中；

在所述包埋容器中倒入包埋剂，使包埋剂浸没所述组织样品；

根据所选凝胶前体组合物处理样品体系，使包埋剂聚合生成凝胶得到包埋后的组织样品，如包埋剂包含固定剂，根据固定剂的选取静置样品适当时间使固定剂充分作用。

优选的，待处理组织样品在包埋前渗入凝胶前体组合物。

优选的，如组织样品未事先渗入凝胶前体组合物，在浸入包埋剂后，等待适当时间使凝胶前体组合物渗入组织样品。

优选地，所述包埋剂在氮气中保存备用。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明的与组织透明化处理兼容的生物组织包埋方法和包埋剂具有以下有益效果：

包埋物与生物组织紧密结合，可以获得厚的切片，在组织透明化处理过程中包埋物与组织有同样的膨胀特性，并在组织切片、透明化和成像的过程中起到对样品的保护和约束作用，保证样品形态和内容物的完整性。

附图说明

图1为本发明实施例中包埋的组织样品；

图2A为现有技术中组织样品的切片；

图2B为本发明中组织样品的切片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的核心目的为构建一种软质的包埋，使被包埋的生物组织可以被切成较厚的切片，并且在厚切片的透明化处理过程中不发生严重的形变和破碎。围绕这一目的，本发明采用凝胶作为包埋物，添加凝胶性能调节剂使包埋物在透明化处理过程中具有与生物组织近似的膨胀特性和硬度，还可以添加固定剂提高包埋物与被包埋组织之间的结合强度。其中凝胶优选为长链凝胶，凝胶由凝胶前体组合物形成，凝胶前体组合物包括丙烯酰胺单体、甲叉双丙烯酰胺单体和聚合引发剂。

凝胶性能调节剂包括多聚赖氨酸、胶原蛋白、小牛血清蛋白、琼脂糖或明胶中的一种或多种。

包埋剂还包括固定剂，所述固定剂选自甲醛、戊二醛及其多聚物中的一种或多种。

本发明的实施例中对小鼠脑组织进行包埋处理，但本发明同样可以应用于其它动物或植物的全部或部分的组织处理、以至针对包括人在内的包括非实验目的的组织处理。

在包埋时，首先配制包括丙烯酰胺单体、甲叉双丙烯酰胺单体及其交联剂、小牛血清蛋白和多聚甲醛的包埋剂，在真空除气后置于氮气中备用；待处理脑样品已渗入丙烯酰胺凝胶前体组合物；将处理后脑组织样品置于琼脂糖制作的圆形底座上，可以用胶水辅助样品定位；将附有组织样品的琼脂糖底座置于管状容器中(如50ml离心管)；倒入包埋液，使包埋液浸没样品；因为所用样品已渗入丙烯酰胺凝胶前体组合物，后续可以直接开始聚合；根据丙烯酰胺凝胶的制备要求，将容器密封置于37℃烘箱内4小时，使样品聚合。此时作为固定剂的多聚甲醛已经比较充分的作用，所得即为包埋后的成品样品。如图1所示。

从图2A和图2B的对比可以看出，没有适当的包被的切片，透明化处理后边缘残缺严重图2A；图2B中以本公开方法包被则可以获得保存完整的切片(图2B)。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。