☰
组织切片基础形态学染色方法全解析:从HE到特殊染色的操作指南
2026/10/10 8:17:05 网站建设 项目流程

做病理实验的人,多多少少都有过被染色支配的恐惧。一张片子切得好、贴得牢,结果染出来一片糊、背景深得像雾霾天、胶原和肌纤维傻傻分不清,那一刻真想摔了染色架。组织切片基础形态学染色,说难其实不难,说简单又藏着一堆细节。从业这几年,我经手过的组织类型从肝、肾、心到脑、骨髓、脂肪,染色方法从常规HE到各种特殊染色,累积下来最大的感受是:方法不在多,关键是你知道每管试剂在干什么、每步操作为什么这么设。这篇就把组织切片基础形态学染色方法从头到尾捋一遍,适合刚进实验室的病理技术员、规培生,也适合做组织学研究但染片总翻车的科研狗。从HE这种看家本领,到Masson、PAS、油红O这些特殊染色,我尽量把原理、步骤、坑点和判读标准都讲透,你看完能直接拿回自己实验台照着做。

1. 组织切片染色方法总览与设计思路

1.1 染色到底是在染什么:染料与组织成分的“看对眼”过程

要理解染色方法,先得忘掉“染色就是把切片泡进颜色水”这个朴素想法。组织染色的本质是染料分子与组织细胞内大分子之间的物理化学作用,常见的机制无非是电荷吸附、脂溶分配和化学特异性反应这三类。

苏木素染细胞核,靠的是带正电荷的苏木素染料(氧化后成为苏木红素并挂上铝离子等媒染剂)与带负电荷的细胞核DNA磷酸基团之间的静电结合。伊红恰恰相反,它是一种酸性染料,带负电荷,能结合细胞质、胶原纤维这些带正电荷的蛋白质基团,所以细胞质呈现粉红色。两种染料一前一后作用在同一张切片上,就构成了HE染色“蓝核红浆”的最基本格局。Masson三色里的阴离子染料是连续上染的,分子量大的染料占优势,于是形成了胶原被大分子染料(苯胺蓝/亮绿)染色的效果。PAS用的是高碘酸把多糖相邻羟基氧化成醛基,醛基再与Schiff试剂里的品红生成紫红色复合物,属于化学键层面的选择性标记。油红O则属于偶氮染料,它和脂质之间主要是物理的溶解度亲和,染料更易溶于脂滴内部而不是水相,这就是为什么油红O染色不需要带电吸引,只要脂肪组织里脂滴存在,它就能一屁股坐进去。

理解这些机制,你就知道为什么脱脂、脱蜡、水化、分化这些步骤是刚性的,跳哪一步都会让“看对眼”的条件崩塌。

1.2 从常规到特殊:染色方法分类与选择逻辑

基础形态学染色这个“大全”里,最核心的分法是常规染色和特殊染色。常规染色基本指HE,它是组织学诊断的底稿,也是绝大多数科研论文里组织病理的硬通货。特殊染色则是在HE铺底的基础上,针对某一种或某一类成分做“精准突显”。

从选择逻辑上讲,我建议按三步走。第一步看组织里你想回答什么问题,比如肝纤维化要评估胶原含量,首选Masson,想进一步区分I/III型胶原就去用天狼星红加偏振光。第二步看组织类型,冷冻切片做油红O最稳,石蜡切片做油红O容易出现脂质溶解和染料沉淀,除非用特殊的低温处理,否则不如干脆用苏丹黑B或者在冷冻切片上做。第三步看切片保存条件,尼氏染色、PAS这类对固定液敏感的方法,要确认组织进入固定液前没有长时间在室温干置,否则抗原和糖原都会散失。

我把最常用的几种方法和它们的核心目标整理成一个快速对照表,方便你手头备查。

染色方法主要目标成分染色结果典型应用
HE染色细胞核、细胞质、胶原等核蓝、质红、胶原粉红常规病理诊断,形态学通用
Masson三色胶原纤维、肌纤维胶原蓝/绿,肌纤维红肝纤维化、心肌纤维化、骨骼肌损伤
PAS染色糖原、中性黏液、真菌壁紫红色肾小球基底膜增厚、糖原累积病、真菌感染
天狼星红胶原I/III型偏振光下橙黄/绿色双折射纤维化分型研究
油红O中性脂质红色脂滴脂肪肝、动脉粥样硬化斑块、神经元脂质沉积
尼氏染色神经元尼氏体蓝紫色/紫色颗粒脑组织神经元分布、损伤与凋亡观察
Von Kossa钙盐黑色/棕黑色钙化灶、血管钙化、异位钙化

这个表看起来是清单,实际上背后是“目标成分-染色原理-显色判读”三位一体的思路。你一旦建立了这种思考框架,哪怕换个实验室、换批试剂,也不至于被无效结果带跑。

2. 打底基本功:HE染色全流程拆解

2.1 切片进入染色前:脱蜡与水化的关键细节

HE染色第一道坎不在染料,而在脱蜡。石蜡切片如果不彻底脱蜡,后续水溶性染料根本进不了组织,染出来就是斑驳的样子。脱蜡的原理就一句:二甲苯溶解石蜡,梯度乙醇把二甲苯置换为水。操作上我习惯先把切片在60℃烘箱里烤片至少30分钟,切片贴片后组织牢固,蜡也松一些,然后立即投入新鲜二甲苯。

二甲苯两缸,每缸5到10分钟,具体看蜡块厚度和切片保存时间。老手会看切片在二甲苯里是否变透明,如果还是白花花一片,说明脱蜡不净。之后次100%乙醇、95%乙醇、80%乙醇、70%乙醇各3到5分钟,最后入蒸馏水。这里有个特别常见的细节问题:从乙醇到水之间,切片上不能出现干片,否则染料上染时会在干燥区域形成深色边界,显微镜下一看就像地图一样。避免的办法就是缸与缸之间转移速度快点,不要让切片在架子上悬停太久。

水化完成后,有些同学直接丢进苏木素,我建议先低倍扫一眼,看看组织切片是不是平整、有没有褶皱和气泡。组织褶皱处染料堆积会很严重,这种片子宁可重新切一张也不要浪费时间往下走。

2.2 苏木素染色与分化:蓝核的关键不只是时间

苏木素染核这一步,配方和染色时间会直接影响成片质量。市售苏木素大概分两大类:Harris苏木素和Mayer苏木素。Harris苏木素酒精含量高,染色力强,适合做May–Grünwald这类需要核仁清楚的染色,但容易出现过度染色和表面染料沉淀;Mayer苏木素更温和,核浆对比好,日常科研我用Harris偏多一点,因为细胞核着色深,拍图好看。

染色时间没有绝对标准,20℃室温下Harris苏木素3到5分钟是常见范围,但一定要根据新配染液和旧染液区别调整。新配苏木素氧化程度不够,染色偏浅,放置或添加氧化剂后效果会变。旧染液越用越强,可能需要从5分钟缩短到2分钟。我判断染核最佳终点的标准是:肉眼切片呈天蓝色略偏深,清水冲洗后分化的余地才够。

分化是最体现功力的一步。1%盐酸酒精分化液的本质是利用酸性条件让苏木素-DNA复合物部分脱色,把不该染上的蓝雾去掉。操作时把切片在分化液里蘸一到三秒,立即冲洗,镜下检查细胞核深蓝而细胞质几乎无色,就说明分化恰到好处。分化不足,整个切片蓝乎乎一片;分化过头,核色太浅,像紫外线晒过头的旧照片。返蓝用弱碱性水或Scott蓝化液,目的是让残余的苏木素在碱环境下重新显蓝色,这一步不要省,直接流水冲洗也能蓝化,但Scott液速度更快、更均匀。

2.3 伊红染色和脱水封片:最后一环最容易毁片

伊红是HE的“红方”,常见醇溶性伊红和水溶性伊红两种。醇溶性伊红用乙醇溶解,着色偏艳,细胞质亮红;水溶性伊红配好后可以用多次,但着色相对柔和。我对科研图片偏好水溶性伊红0.5%染30秒到1分钟,细胞质、胶原和红细胞的呈色层次清晰。如果伊红染完你觉得整体偏灰粉,不是时间不够就是之前分化过度导致胞浆失去碱性基团,可以先从蓝化是否彻底排查。

染完伊红立刻进行梯度乙醇脱水。这一步的坑在于伊红会在高浓度乙醇里脱色,所以95%乙醇两缸各30秒到1分钟,100%乙醇两缸各1到2分钟,动作利索,别泡太久。二甲苯透明两缸各2到3分钟,最后封片。我用中性树胶湿封,关键是滴胶不要太多,一滴滴在切片中央,盖玻片从左下45度角缓缓放下,避免气泡封入组织区域。树胶没干之前不要急着上显微镜镜油,二甲苯挥发会让胶面产生气泡。

还有一个很多人忽视的小事:切片在脱水缸里如果没沥干,上一缸的乙醇被带进下一缸,浓度梯度被破坏,切片容易发雾。我习惯每次进新缸前用吸水纸吸一下切片背面和下缘,效果立竿见影。

3. 特殊功能染色实操宝典

3.1 Masson三色染色:让胶原和肌肉“分家”

要做纤维化评估,Masson三色大概是最经典的选择。它利用不同分子量的阴离子染料依次上染,小分子染料先结合组织,再被大分子染料置换出来,最终细胞内和胶原里的染料分配不同,达到多色显示。

我常用的是常规Masson试剂盒,核心步骤分四段。第一段先把切片脱蜡水化,用Bouin液或Zenker液做二次固定,这一步能稳定后续染色的对比,Bouin液处理大约在37℃半小时到一小时。第二段染苏木素染液(Weigert铁苏木素或常规Harris),时间3到5分钟,主要是染核。第三段丽春红酸性品红溶液染色5分钟,这时候全片基本是红色。接着用1%磷钼酸溶液处理5分钟左右,它会从组织中选择性把红色染料洗脱下来,肌纤维里还能留红,胶原里的红被洗掉,之后再用苯胺蓝或亮绿染色5分钟,大分子染料进入胶原,于是胶原呈蓝色或绿色。最后直接冰醋酸分化加脱水透明封片。

Masson最常翻车的原因有三个:一是固定液没选好,甲醛固定太久会增强胶原着色,最好用中性缓冲福尔马林,且固定不要超过一两周。二是磷钼酸处理时间不够,胶原里没洗干净红染液,染出来的胶原是紫红色,根本不是蓝色。三是脱水那一步太快,苯胺蓝容易被乙醇洗掉,看起来片子里蓝色很淡。我现在的流程是:苯胺蓝染色后用0.2%冰醋酸快速漂洗一次,然后95%酒精快速蘸两次、无水酒精蘸三次,时间严格控制在几十秒内。

判读时肝纤维化用Masson最直观:窦周胶原阳性蓝色,血管区纤维化在汇管区周围形成蓝色宽带。肌纤维和心肌细胞呈红色,红细胞也偏红。这个蓝红对照在显微照片里比单纯HE高亮强得多。

3.2 PAS染色:糖原和中性黏液的“品红信号”

PAS染色是过碘酸-Schiff反应,原理是周期酸打断糖分子里相邻顺式二醇结构的碳碳键,生成醛基,醛基和Schiff品红反应产生紫红色沉淀。这个反应对细胞、肝和肾的糖原检测非常有用,而且还能把真菌的细胞壁染出来,是病理诊断里出镜率很高的特殊染色。

操作流程不长:石蜡切片常规脱蜡水化,用0.5%高碘酸水溶液氧化10到15分钟,流水洗5分钟后,浸入Schiff试剂暗处染色15到20分钟。这一步Schiff试剂应该呈无色或极淡的粉红色,如果试剂已经变成了明显的粉红色,说明它被污染或已经失效,赶紧换新。染完后流水冲洗,然后用Mayer苏木素浅染核30到60秒,分化蓝化后脱水中性树胶封片。

PAS结果里糖原呈亮紫红色颗粒或团块,粘液呈淡紫色弥散,真菌壁呈清晰的紫红色圈。我踩过一个典型坑:肝组织PAS染色,糖原经常出现“空心”现象,就是颗粒中央透明,只有边缘呈紫红,这多半是高碘酸氧化过久导致糖原降解部分流失。氧化时间严格控制在10到15分钟,温度高的时候取低值。还有,Schiff试剂保存容易氧化失效,买回来分装成小管,-20℃避光保存,用一次拿一管。

如果要做糖原的酶消化对照,切两张连续切片,一张在氧化前用淀粉酶或唾液消化,另一张常规处理,两张对比能确认紫红色信号来自糖原而不是中性黏多糖等物质。这是发文章时让审稿人挑不出毛病的常规操作。

3.3 油红O染色:看见脂滴,就要用对切片

油红O是用来证明“这里有过中性脂肪”的好手。脂肪肝造模后的肝细胞脂滴、动脉粥样硬化斑块里的泡沫细胞脂质、肌肉损伤后的脂肪渗透,都能靠它一眼看穿。但它的前提条件比其它染色苛刻:必须用冷冻切片而不是石蜡切片,因为常规石蜡制片过程中,醇和有机溶剂会把脂质直接溶解抽提掉,再做油红O就是一张白纸。

我习惯的做法是:新鲜组织用OCT包埋后快速冷冻,切成5到8微米冷冻切片,冷风机吹干,不晾太久否则脂滴又会被氧化。如果要用石蜡切片做脂质染色,那就要走苏丹黑B或油红O的非常规低温程序,但效果远不如新鲜冷冻切片。

染液配制上,油红O通常配成储备液:油红O粉末0.5g溶于100mL异丙醇,室温摇匀过夜后过滤。使用前按储备液:蒸馏水=3:2稀释,稀释后溶液呈酒红色,需要过滤两次,放置不宜超过2小时。染脂滴时切片先用60%异丙醇润洗一下,然后浸入稀释好的油红O染液里10分钟,37℃或者在室温下都行,我用37℃能稍微提速。染完迅速用60%异丙醇漂洗两遍去除多余染料,蒸馏水洗后用Mayer苏木素浅染核30到60秒,水洗后用水性封片剂封片。

这里要特别注意:油红O染完不可能用二甲苯和乙醇脱水,脂滴会重新溶解,所以必须用水性的甘油明胶或水溶性封片剂。镜下看到的是红色或橘红色的圆形脂滴,细胞核蓝色。染液过滤不充分会有许多黑色小点沉淀粘在组织上,那不是脂滴,是染料颗粒,高倍下边界锐利,可以和脂滴区分。

3.4 尼氏染色:脑片里神经元的“人口普查”

尼氏染色对做神经科学的人来说是基本功。它染的是神经元胞质内丰富的尼氏体,本质上是粗面内质网和核糖体复合物里的RNA,碱性染料(硫堇、甲酚紫或亚甲蓝)与核酸的磷酸基团结合后呈蓝紫色颗粒。脑片里尼氏阳性点的分布和密度,是判断神经元损伤、耐受和分布的一个重要指标。

我最常做的冰冻脑切片直接用0.5%甲酚紫染色5到10分钟,去离子水快洗,然后通过梯度乙醇快速脱水,二甲苯透明封片。但尼氏染色有个规矩:组织不要用含汞固定液,也不要用强酸脱钙,RNA太容易降解。如果你打算一边做尼氏染色一边做免疫荧光,那就要想清楚顺序,尼氏染色的强碱性和乙醇处理会损害许多抗原,通常建议先做免疫荧光后再尼氏复染,或者用能够共染的荧光尼氏染料(如NeuroTrace),这就要靠荧光模式来观察了。

判读尼氏结果时要注意背景:正常脑片神经元胞体内尼氏体呈深紫色颗粒,树突近段也有颗粒,但胶原和血管壁基本不染色。如果全脑背景布满了紫色,多半是染料浓度太高或染色时间太长,可以降低浓度并缩短时间,或者在分化液中用短时间处理更均匀。

4. 染色翻车事故现场:常见问题与排查方案

4.1 脱片与染色不均:第一个撞上的“新人杀手”

脱片算得上染色前处理里最常见的事故,特别是骨组织脱钙片、脑组织大切片和长时间免疫组化的片子。脱片原因常常不在染色本身,而在贴片阶段。刀切出来的皱褶没展平,组织与玻片之间存在组织碎片和蜡屑,烘烤温度太高或时间太短,都会让片子在后续液体里“滑水”。我的建议是APES或多聚赖氨酸处理过的黏附玻片必买,蛋白处理过的玻片兼容常规和特殊染色,比普通玻片稳得多。

染色过程中的温度剧烈变化也会引起脱片,比如把切片从4℃的染液直接丢进60℃的抗原修复液或从冰箱取出的冰冻切片到室温后马上洗,都容易鼓噪。处理办法是让玻片先在染液相同温度的液体里平衡一下。染色不均更多来源于组织表面干了挂水,或者染色缸里切片互相贴在一起。染色架一定不要塞满,切片间隔一档,液体要没过组织面一个指节高以上。发现染色不均后,老道的技师会直接把切片退回水化液,重新从苏木素开始,通常还能救回来。

4.2 背景着色深的成因与对策

背景深是HE和特殊染色都会遇到的。HE背景深,常见原因是苏木素染久、分化不足或蓝化不彻底。最先排查分化液是不是失效,1%盐酸酒精放久了盐酸挥发,分化力度下降,切片越染越蓝。背景在特殊染色里同样顽固:PAS的背景紫红色多是Schiff试剂过度氧化或者在组织中残留,染完后流水冲洗一定要足,至少5分钟;Masson的背景偏蓝是苯胺蓝染色太久或者冰醋酸分化不够,缩短到2~3分钟然后加强冰醋酸漂洗。

还有一个隐蔽原因:染色前的切片脱蜡不完全。蜡残留会让染料成片积聚,形成深色斑块。当你发现背景深但组织形态尚可时,别急着调配方,先回头把脱蜡缸里的二甲苯换成新鲜的,乙醇阶梯也换新的,往往就能解决。我的经验是二甲苯缸超过两三周就明显疲软,切片入缸后透明速度慢,这时候就应该换液。

4.3 切片褪色、沉淀与保存期管理

染色是“塑封”形态的过程,封片后切片保存期受到许多因素影响。HE切片在避光干燥条件下几年不褪色问题不大,但二甲苯透明后如果封片胶没加满,组织边缘有气泡会让局部褪色和模糊。我习惯封片后平置一晚,让盖玻片沉实再竖起来进片盒。Masson染色的蓝色在长期光照下容易褪色,尽量在拍完图后把片子放暗盒或冷柜。PAS紫红色相对稳定,但严格避光保存仍是必要的。

如果切片出现细微针状沉积物,最常见的来源是染液里的沉淀没过滤就用了,尤其是苏木素和油红O。苏木素染缸表面常漂浮一层氧化膜,染色时会粘到组织上,形成密密麻麻的黑色小点,非常毁片。我的操作是每次染色前用滤纸在苏木素液面轻轻刮过,把这层膜刮掉。油红O稀释液就必须过滤,前面已经强调过。对于已经出现的沉淀,一两个小点可以在镜下用针尖轻轻挑掉,但大多数情况只能重新染。

5. 选对方法不踩坑:染色方案选择建议与质量控制

5.1 按组织类型与目的快速选题

做一个“形状学染色大全”,最难的不是某个染色的操作,而是面对一个具体课题时知道该选哪一种。我把常见场景和首选方法整理成下面的思路,你来对照。

  • 肝纤维化/肝硬化:首选Masson三色。若需要纤维化分期和定量,加做天狼星红偏振光。HE作为基础看炎症坏死。
  • 肾活检:HE看整体结构,PAS看基底膜和系膜基质,Masson看纤维化,刚果红检查淀粉样变。
  • 心肌组织:HE看心肌排列,Masson看梗死后的纤维瘢痕。
  • 脂肪组织/脂肪肝:必须冷冻切片+油红O,同时可以HE复染核。
  • 脑神经损伤:尼氏染色看神经元丢失,需要时配合银染看清楚轴突。
  • 骨/钙化组织:脱钙切片后用Von Kossa染钙盐,或茜素红S染色。

5.2 阴阳性对照永远要留一手

染色方法大全里的每一条金科玉律都建立在对“已知”的控制上。我每次在批量染片时至少留一张已知阳性组织的切片一起跑,比如做PAS就在切片架角落放上一张小鼠肝脏(糖原丰富),做Masson就放上一张肝硬化样本或皮肤组织(胶原充足)。没有对照的染色,结果深浅和真实性没法定论,发不了高分文章。

阴性对照同样重要,可以用已知不含待检成分的组织切片,比如PAS阴性用脾脏或骨骼肌,这样能排除非特异性染色。如果条件允许,再做消化对照帮助定位信号来源。对照切片最好和同批实验切片完全相同的固定、包埋和染色处理,否则对照条件变化会影响解释。

5.3 染液养护与质量控制记录

染液是有生命的。苏木素使用次数多了,染色力会变化;伊红稀释液放久了会挥发和变浑浊;Schiff试剂开封后会氧化失效。试剂台账是资深技师和新人之间很大的区别。我做染色记录的格式很简单:日期、检测名称、切片组织、染液批号和开封日期、染色温度时间、分化时间、结果评价(清晰/偏深/偏浅等)。一旦染色结果不满意的切片,回看记录能快速定位是试剂问题还是操作问题。

对于常用工作液,我设定了一个更换周期:Harris苏木素每2周或染片超过100张就换新;伊红工作液每周换新,因为乙醇蒸发后浓度变化大;盐酸酒精分化液每1周左右换新,或长期暴露后分化力下降时换;Masson的磷钼酸和苯胺蓝每次染色前现配最好,分装后密封避光放4℃能用一周。

最后分享一个只在我的工作台上存在的小习惯:每次染色前,把所有染液缸按照“脱蜡-水化-核染-分化-蓝化-浆染-脱水-透明”的顺序从左到右排好,贴上标签和新换日期。看起来很简单,却能让新手少犯错,也让我在忙碌的时候不会把分化液和蓝化液搞混。做染色这活儿,稳定比华丽重要,方法大全里的每一项技术都是靠一双稳定手练出来的。少一点花活,多一点重复验证,最后出来的片子自然会给你讲清楚组织里藏着的真实故事。

需要专业的网站建设服务?

联系我们获取免费的网站建设咨询和方案报价,让我们帮助您实现业务目标

立即咨询