近年来,随着对外泌体的研究不断深入,外泌体作为细胞间通讯的重要工具,在多种生物学和医学领域中展现了巨大的应用潜力。外泌体是一类由细胞分泌的纳米颗粒,广泛存在于体液中,如血液、尿液、唾液等。外泌体的独特结构及其所携带的生物活性物质,如蛋白质、RNA、DNA等,使得其在肿瘤诊断、药物递送、免疫调节等方面具有重要的研究价值。
为了进一步解析外泌体的结构与功能,透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscopy,TEM)作为一种高分辨率的成像技术,被广泛应用于外泌体研究中。电镜染色是电镜技术中至关重要的一步,它可以增强外泌体在电镜下的对比度,帮助研究者清晰观测其超微结构。如何正确进行外泌体电镜染色?在本文中,我们将为大家详细介绍外泌体电镜染色的关键步骤与技巧。
外泌体电镜染色的第一步是样品的准备。为了获得高质量的电镜图像,外泌体样品的分离和纯化是非常重要的步骤。常用的外泌体分离方法包括超速离心法、密度梯度离心法和免疫亲和捕获法等。
超速离心法:这是目前最常用的外泌体分离方法,通过多步离心逐步去除大颗粒物质,最终获得富含外泌体的上清液。
密度梯度离心法:进一步提高外泌体的纯度,将其与其他细胞碎片、蛋白质等分开。采用蔗糖或碘化铯等密度梯度介质,可以在分离过程中更好地保留外泌体的完整性。
免疫亲和捕获法:利用外泌体膜表面特异性标志物(如CD63、CD81等)进行免疫捕获,能够进一步提高外泌体的特异性,但对设备要求较高。
样品分离后,应立即进行电镜样品的制备和固定,以保证外泌体结构的稳定性。
为了确保外泌体样品在电镜下的形态保持不变,固定步骤至关重要。一般采用化学固定剂如戊二醛(glutaraldehyde)进行固定。
固定过程:在分离出的外泌体样品中加入2.5%戊二醛溶液,并在室温下孵育15-30分钟。戊二醛能够交联外泌体膜蛋白,形成牢固的交联网状结构,从而保护外泌体的原生形态。
脱水过程:固定后的外泌体样品需要经过梯度乙醇脱水处理,常见的乙醇梯度为30%、50%、70%、90%、100%。脱水的目的是去除样品中的水分,防止样品在真空环境下发生收缩或变形。
在此过程中,需注意固定剂的浓度及孵育时间的控制,过长的固定时间可能会导致样品过度交联,影响其电镜成像质量。
外泌体样品的固定和脱水完成后,需要将样品转移到电镜载网(grid)上,并进行薄膜准备。电镜载网通常由铜或镍材料制成,其表面涂有一层碳或硅膜,以增强样品的附着力。
样品上载:将一小滴外泌体悬液滴加到电镜载网上,让其自然干燥。样品可以通过重力作用沉积在载网表面。
薄膜准备:为了避免样品在观察过程中受到电子束的损伤,载网表面可以加上一层厚度为几纳米的碳膜或硅膜。这层膜既可以增强样品的稳定性,又不会影响电子的穿透性。
当样品成功沉积在载网上后,即可进入下一步——染色。
外泌体的电镜染色主要是为了提高其在透射电镜下的成像对比度。由于外泌体本身较小且无电子密度差异,其在电镜下的成像往往对比度较低,因此需要通过重金属染色提高对比度。常用的电镜染色剂包括磷钨酸(phosphotungsticacid,PTA)和醋酸铀(uranylacetate)。
磷钨酸染色:是一种常用的负染色技术,通过在外泌体周围形成对比强烈的背景来突出外泌体的结构细节。使用1%-2%磷钨酸溶液进行染色,操作简单,成像效果较好。
醋酸铀染色:是一种较为经典的正染色技术,能够直接与外泌体的膜蛋白或脂质结合,形成高电子密度区域,从而增强外泌体的对比度。
染色步骤完成后,需将样品自然晾干,以便进行透射电镜的成像观察。
在经过电镜染色之后,外泌体样品的处理工作接近尾声。电镜成像过程中的一些细节操作以及成像质量的控制,也会对最终的研究结果产生显著影响。因此,接下来我们将继续探讨电镜成像的步骤和优化技巧,以及外泌体电镜染色应用中的一些常见问题和解决方案。