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熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization,FISH) 是將DNA (或RNA)探針用特殊的核苷酸分子標(biāo)記,按照堿基互補(bǔ)的原則直接雜交結(jié)合到待檢測染色體或單鏈核酸上,形成可被檢測的雜交雙鏈核酸。進(jìn)行定性、定位、相對定量分析。
熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization,FISH) 是將DNA (或RNA)探針用特殊的核苷酸分子標(biāo)記,按照堿基互補(bǔ)的原則直接雜交結(jié)合到待檢測染色體或單鏈核酸上,形成可被檢測的雜交雙鏈核酸。進(jìn)行定性、定位、相對定量分析。
FISH技術(shù)優(yōu)勢:操作簡單、檢測快速、結(jié)果易觀察、可檢測多種類樣品、空間定位準(zhǔn)確、靈敏性和特異性高
FISH臨床意義:指導(dǎo)臨床治療及藥物選擇、疾病的分期分型及預(yù)后判斷、形態(tài)學(xué)檢測的輔助手段
熒光原位雜交(FISH)的實(shí)驗(yàn)步驟
FISH(Fluorescence In-Situ Hybridization)技術(shù)問世于20世紀(jì)70年代后期,是在原來的同位素原位雜交技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其基本原理是,按照兩個核酸的堿基序列互補(bǔ)原則,用特殊修飾的核苷酸分子標(biāo)記DNA探針,然后將標(biāo)記的探針直接原位雜交到染色體或DNA 纖維切片上,再與熒光素分子偶聯(lián)的單克隆抗體和探針分子特異性結(jié)合,經(jīng)熒光檢測系統(tǒng)和圖形分析技術(shù)對染色體或DNA纖維上的DNA序列定位、定性和相對定量。
試驗(yàn)方法如下:
1)玻片處理
(a)玻片清洗:熱肥皂水刷洗,1%鹽酸浸泡24h,再在0.1%焦炭酸二乙酯(DEPC)中浸泡24h。
(b)硅化處理:玻片和蓋玻片1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸煮沸10min,烘干,錫紙包好4℃保存?zhèn)溆谩?br />(c)明膠涂片制備:將烘干的玻片放入明膠中10min,然后60℃烘干過夜備用。
(d)試劑瓶、塑料器皿及組織勻漿器的處理試劑瓶、組織勻漿器先清洗干凈,用1 mL/LDEPC (Diethyl Pyrocarbonate)水溶液浸泡處理(37℃、2h,室溫過夜),高壓消毒去除DEPC,然后250℃烘干4h以上或200℃過夜。稱量試劑勺也要干烤。塑料器皿用滅菌的一次性塑料用品,使用前進(jìn)行高壓消毒,為保證質(zhì)量,凡使用的槍頭、試管等均經(jīng)0.5mL/L DEPC水溶液處理3h以上,然后再高壓滅菌,烘干。若為進(jìn)口已處理的無RNase和DNase的槍頭、試管可不必處理直接使用。
(e)各種溶液的配制:凡是水溶性液體均用1mL/L DEPC水配制。
2)樣品制備及其所涉及的試劑包括:
(a)緩沖溶液
1 X PBS緩沖溶液:NaCl 8g,Na2HPO4 2.9g,KCl 0.2g,KH2PO4 0.2g,溶入1000mL超純水;
3 X PBS緩沖溶液:NaCl 24g,Na2HPO4 8.7g,KCl 0.6g,KH2PO4 0.6g,溶入1000mL超純水;
通常配制成10 X PBS的儲備液,3 X PBS和1 X PBS可用DEPC水稀釋獲得。
(b)4%多聚甲醛(Paraformaldehyde, PFA)
稱取2g PFA加入30ml約60℃的熱水,滴幾滴20% NaOH放在磁力攪拌器攪拌至*溶解。然后向其中加入16.5ml 3 X PBS緩沖液,在冰浴中充分混勻冷卻,冷卻后,用HCl調(diào)整至中性(7.2左右),拿出攪拌子。向PFA溶液中加入超純水,定容在50ml。用0.45微米的膜過濾后使用。(室溫或4℃保存?zhèn)溆茫?br />注意:
1、配制時應(yīng)在通風(fēng)條件下操作,并避免接觸皮膚和吸入(戴手套及kou罩),因PFA有較強(qiáng)的固定作用及毒性,對粘膜及皮膚有固定及毒性,刺激作用;
2、加熱時,溫度不宜過高,常為60~65℃,否則,PFA降解失效;
3、配制好的PFA雖可存放一定時間,但過久的液體,固定效果下降,應(yīng)盡早使用。
4% PFA是目前原位雜交組織化學(xué)技術(shù)中常用的固定液,它能較好地保持組織及細(xì)胞內(nèi)的RNA,同時對形態(tài)保持也較好。樣品固定時間在2~3小時,RNA含量較為恒定。過度延長固定時間會引起細(xì)胞內(nèi)生物大分子的過度交聯(lián),影響探針的穿透力,降低雜交效率。
(c)配制50%,80%,98%無水乙醇溶液,每個總量20mL。
(d)DAPI溶液
用1ml ddH2O將DAPI溶解,制得2.9 mM的DAPI溶液(1mgDAPI/1mL H2O)。(DAPI不能直接用PBS等緩沖液溶解,需要先用水將其溶解)。取適量DAPI水溶液加到PBS中,制備成10~50 uM的DAPI溶液。
3)取樣及保存方法
(a)反應(yīng)器沉淀前取樣2~5mL至離心管。
(b)離心(2000r/min)5min,去上清液(加蒸餾水重復(fù)兩次)。
(c)樣品加入1mL多聚甲醛,搖勻,4℃下放置3h。
(d)樣品離心(12000r/min)5min,去上清夜。
(e)加入1X PBS,搖勻,離心(10000r/min)5min,去上清夜(重復(fù)3次)。
(f)加0.5mL 1X PBS,0.5mL無水乙醇,搖勻,-20℃保存(可保存6個月)。
4)樣品固定:
稀釋樣品3~5倍,對樣品進(jìn)行超聲處理(3W超聲2~3min,沉降1min,去沉淀物,5W超聲5min),將活性污泥絮體打散成單個細(xì)胞以便于顯微鏡計(jì)數(shù)。然后取3μL樣品涂于包埋明膠的玻片上(檢查樣片本底),37℃的熱烘箱固定2h(或者在空氣中干燥2h或者過夜)。依次用50%、80%、98%(質(zhì)量比)乙醇浸漬3min,對細(xì)胞進(jìn)行脫水后,立放,并進(jìn)行干燥。
5)樣品雜交
試驗(yàn)所涉及的緩沖液包括雜交緩沖液(HybridizationBuffer, HB)和淋洗緩沖液(Washing Buffer, WB),其組分如表1-1和表1-2。
表1-1 雜交緩沖液(Hybridization Buffer)
| 5% | 10% | 20% | 30% | 35% | 40% |
0.05%SDS(uL) | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
50mMTri-HCl(uL) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
5mol NaCl(mL) | 4.32 | 4.32 | 4.32 | 4.32 | 4.32 | 4.32 |
甲酰胺(mL) | 1.2 | 2.4 | 4.8 | 7.2 | 8.4 | 9.6 |
蒸餾水(mL) | 18.4548 | 17.2548 | 14.8548 | 12.4548 | 11.2548 | 10.0548 |
探針 | Nsm156 | Ntcoc206 | Ntspn693 | Nsv443 | Ntspa662 NSO1225 Nmv | NIT3 |
表1-2淋洗緩沖液(Washing Buffer)
組分 | 體積 |
0.05%SDS | 0.6 uL |
50mM Tri-HCl | 12 uL |
5mol NaCl | 2.16mL |
蒸餾水 | 42.8274mL |
(a)吸取2mL雜交緩沖液遍布在雜交盒內(nèi)折好的吸水紙上,將已固定好樣品的載玻片放入雜交管中,然后在46℃雜交爐中放置數(shù)分鐘。
(b)吸取10 uL探針貯存液和80 uL雜交緩沖液混合后,用箔紙包好放入46℃雜交爐中
預(yù)熱數(shù)分鐘;探針貯存液濃度為25ng/uL,用無菌水稀釋購買的探針,實(shí)驗(yàn)用的探針序列及雜交條件見表1-3所示。
表1-3 用于檢測樣品中AOX、NOX的寡核苷酸探針及雜交條件
探針 | 探針序列 | 標(biāo)記細(xì)菌種屬 | 濃度a | |
NSO1225 | CGCCATTGTATTACGTGTGA | Ammonia oxidizing beta-proteobacteria | 35 | |
Nsv443 | CCGTGACCGTTTCGTTCCG | Nitroso-spira, -lobus, -vibrio | 30 | |
Nmv | TCCTCAGAGACTACGCGG | Nitroso-coccus | 35 | |
Ntspa662 | GGAATTCCGCGCTCCTCT | Nitrospira | 35 | |
NIT3 | CCTGGCTCCATGCTCCG | Nitrobacter | 40 | |
Ntcoc206 | CGGTGCGAGCTTGCAAGC | Nitrococcus mobilis | 10 | |
Ntspn693 | TTCCCAATATCAACGCATT | Nitrospina gracilis | 20 | |
注:
(a) 表示雜交緩沖液中去離子甲酰胺濃度(%)
(c)吸取9uL預(yù)熱后的探針稀釋液涂于載玻片待測樣品上,然后將載玻片迅速地移回雜交管中于46℃下進(jìn)行雜交(黑暗中進(jìn)行),雜交時間為2~3h;
(d)雜交后的洗脫:打開恒溫水浴槽,加熱到48℃,對雜交緩沖液、淋洗緩沖液進(jìn)行預(yù)熱。雜交盒中取出載玻片用雜交緩沖液沖洗樣品后,快速放入淋洗緩沖液,48℃水浴20min后用4℃冰水,沖洗樣品,樣品潔凈臺中揮干。
DAPI染色
每孔滴9uLDAPI,4℃暗處5min,4℃冰水(BPS緩沖溶液)沖洗,揮干。用帶有360 nm激發(fā)波長,460nm發(fā)射波長的濾光片的熒光顯微鏡觀察細(xì)胞。DAPI(4,6-diamido-2-phenylindole)染色用于全細(xì)胞計(jì)數(shù)。
封片
涂封片劑,蓋蓋玻片,無氣泡后指甲油封裝。
熒光顯微鏡進(jìn)行檢測
每個樣品及每個探針都采集20個不同區(qū)域。每個區(qū)域中的細(xì)胞個數(shù)要超過1000個,然后進(jìn)行平均以獲得每個探針對于每個樣品的雜交結(jié)果。細(xì)菌豐度或細(xì)菌數(shù)目(cells/g或cells/L)為AS1/(S2V),其中A為視野中細(xì)菌平均數(shù);S1為樣品涂抹面積;S2為視野涂抹面積;V為樣品體積。