實驗概要
1、了解Feulgen反應的基本原理。
2、熟悉傳統細胞化學實驗的基本實驗技能和操作方法。
實驗原理
Feulgen反應是1924年由Feulgen和Rossenbeck開創的。這一反應的原理是:DNA經酸(1mol/LHCL)水解,其上的嘌呤堿和脫氧核糖之間的鍵打開,使脫氧核糖的一端形成游離的醛基,這些醛基在原位與Schiff試劑(無色品紅亞硫酸溶液)反應,形成紫紅色的化合物,使細胞內含有DNA的部位呈紫紅色陽性反應。所以,凡有DNA的部位,會呈現紫紅色陽性反應,可以作為定性研究DNA的一種簡便方法。紫紅色的產生,是由于反應產物的分子內含有醌基,醌基是一個發色團,所以具有顏色。對照組預先用熱三氯醋酸或DNA酶處理,抽提去細胞中的DNA而得到陰性反應,從而證明了Feulgen反應的專一性。
主要試劑
1、Carnoy固定液:3份95%酒精加入1份冰醋酸,混合即可。
2、1mol/LHCL:準確量取82.5ml濃鹽酸(比重1.18)加蒸餾水到1000ml即可(應將鹽酸緩緩加入水中)。
3、Schiff試劑:稱1g堿性品紅于200ml煮沸的重蒸餾水中,5分鐘后斷電使其冷卻至55~50℃,過濾到一個棕色的試劑瓶中,加入1mol/L HCl 20ml,繼續冷卻至25℃,加入1g偏亞硫酸氫鈉,搖動瓶子使其溶解。密閉瓶口,置黑暗低溫處或冰箱內(4℃左右),18~24小時后檢查,試劑如透明無色或呈淺黃色時即可使用,這就是Schiff試劑溶液。如有不同程度的紅色未褪,可加入1g活性炭,強烈震蕩一分鐘,仍在低溫下靜置過夜,然后用濾紙過濾后使用。密封瓶口,包以黑紙,在5℃以下冰箱內可以保存半年。
4、亞硫酸水溶液 (漂白液):在200ml蒸餾水中,加入10ml 1N HCl 和10ml 10%偏亞硫酸氫鈉水溶液(或1.0g固體)。此液在臨用前配制。否則會因SO2的的逸出而失效。
5、5%三氯乙酸。
6、0.5%固綠酒精溶液(95%的酒精溶解)。
7、45%醋酸。
主要設備
顯微鏡、恒溫水浴鍋、溫度計、鑷子、解剖針、刀片、 剪刀、冰箱、溫箱、天平、載玻片、蓋玻片、吸水紙、鏡頭紙、青霉素小瓶、吸管、燒杯、量筒。
實驗材料
Carnoy液固定的大蒜根尖。
實驗步驟
1、材料準備:取大蒜若干頭,剝皮后置于盛有水的培養皿內使其長出新根。待根尖長25px時,剪下根尖固定在Carnoy固定液內24小時以上備用,固定時以冰箱中進行為宜。
2、水解:實驗時,從冰箱取出預先準備好的大蒜根尖,分裝到若干個青霉素瓶中,用自來水洗3次,蒸餾水水洗3次,換1mol/L HCl洗一次,傾去,換入預熱60℃的1mol/L HCl 3ml,放入恒溫水浴鍋中在60±0.5℃下水解8-15分鐘(視材料而定,水解時間可以從8分鐘延長至30分鐘)。然后吸去熱1mol/L HCl,換入冷1mol/L HCl洗1次,再用蒸餾水將根尖洗3次。
水解是本實驗成敗的關鍵之一。重要的是溫度,應保持在60±0.5℃之間。如果溫度過高或時間過長,造成水解過度,醣與醛基之間的鍵被破壞,醛基流失到水解液中;反之,不能出現潛在的醛基,都不能呈現顏色反應。
3、染色:吸凈水分,加入Schiff試劑避光染色40min~60min,用漂洗液漂洗2~3次,每次5min,然后經自來水流水沖洗,再用蒸餾水洗2次后準備壓片。
4、壓片法:取一根尖置于載玻片上,用刀片切下生長區部位(染成紫紅色),加一滴0.1%亮綠水溶液對染一分鐘,吸去亮綠液,加一滴清水或45%醋酸水溶液,加蓋玻片,用拇指輕壓使細胞分散均勻,鏡檢。
5、對照組預先用5%三氯醋酸(90℃)處理15min,然后再依次進行實驗步驟2、3、4。
注意事項
1、Feulgen反應的染色深淺與材料、水解時的溫度和時間都有關系。水解時間的長短要根據固定液和材料來進行選擇,時間太短則游離的醛基量
少而染色不深,時間太長會因醛基進一步變成其它物質,染色也不深。水解時的溫度要嚴格控制。
2、未經水解的對照切片在schiff試劑中最多不要超過1 h (40分鐘即可),時間過長,試劑本身的酸性也會使DNA水解,從而出現假的正反應。
3、Schiff試劑的作用:Feulgen反應成功與否的一個非常關鍵的因素,就是schiff試劑的質量。有一大類試劑均稱為堿性品紅,它們實際上是由幾
種產品分別組成的。因此只能選用注明“DNA染色反應用”的堿性品紅才行。此外,Schiff試劑的配制方法也可影響DNA的染色反應。
4、漂白液的重要性:漂洗時,所用的亞硫酸水,最好在每次實驗前臨時配制,以便保持較濃的SO2。
5、操作過程中,用鑷子鑷取根尖的生長區部位,切勿夾取根冠部位。