針對(duì)組織透明化樣本的快速高效和均勻的免疫染色 —— SmartLabel
基于透明化技術(shù)的三維重建，結(jié)合熒光標(biāo)記示蹤技術(shù)可直觀地觀察并分析不同生物組織內(nèi)細(xì)胞和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)地類(lèi)型、位置、數(shù)量和活動(dòng)的信息。但是，目前在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)透明化組織樣品的均勻染色仍是一件很困難的事情，也是國(guó)際上已經(jīng)發(fā)表的透明化技術(shù)相關(guān)成果存在的共同問(wèn)題。因此，如何在保護(hù)內(nèi)源性熒光信號(hào)的前提下，快速完成對(duì)組織樣品的免疫標(biāo)記仍是迫切需要解決的技術(shù)難題。
免疫標(biāo)記的抗體或染料可以通過(guò)自由擴(kuò)散、外界壓力及電場(chǎng)的方式進(jìn)入組織內(nèi)部與目標(biāo)抗原或結(jié)構(gòu)相結(jié)合。通過(guò)自由擴(kuò)散的方式抗體或染料抵達(dá)組織內(nèi)部速度太慢，借助壓力或電場(chǎng)雖然可以加快抗體或染料到達(dá)組織內(nèi)部的速度，但是會(huì)損壞樣本。Kim等人通過(guò)利用隨機(jī)電泳技術(shù)可以在不損壞樣本的前提下，較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)樣本快速、高效和均勻染色。目前隨機(jī)電泳技術(shù)已經(jīng)在大樣本免疫染色中得到了應(yīng)用。
通過(guò)利用隨機(jī)電泳的方法對(duì)樣本進(jìn)行染色，不僅大大地縮短了染色時(shí)間，而且樣本染色會(huì)比較均勻。通常一只小鼠腦利用自由抗體自由擴(kuò)散的方式進(jìn)行染色需要約2個(gè)星期的時(shí)間才能完成染色，而且還會(huì)出現(xiàn)染色不均勻的情況。而利用SmartLabel儀器進(jìn)行染色僅需要2-3天的時(shí)間就可完成，且染色結(jié)果也比較均勻（見(jiàn)圖1）。
圖1. （A）Horizontal sections show uniform and complete staining of the whole brain with all three probes. (Scale bar, 1 mm.) (B) Passive staining controls shows poor penetration of the probes into the tissue. (Scale bar, 1 mm.) (C and D) Three-dimensional rendering of the hippocampus region of the passively stained brain (C; 2.2 × 1.9 × 5.1 mm3 ) and stochastic electrotransport-stained brain (D; 2.2 × 1.9 × 5.0 mm3 ). (E and F) Optical sections of stochastic electrotransport-stained brain (E) and passive staining control (F) at various depths. (Scale bar, 200 μm.)
雖然普通的電泳方法也可實(shí)現(xiàn)快速的將抗體或染料標(biāo)記在樣本上，但由于普通電泳電泳力的方向是同一個(gè)方向的，會(huì)存在樣本變形的風(fēng)險(xiǎn)，而隨機(jī)電泳技術(shù)由于樣本是在電場(chǎng)中不斷旋轉(zhuǎn)的，所以對(duì)于樣本而言，電場(chǎng)力的方向則是多方向的，樣本進(jìn)行免疫標(biāo)記的時(shí)候則可以有效規(guī)避這種變形的風(fēng)險(xiǎn)（見(jiàn)圖2）。
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免疫標(biāo)記的抗體或染料可以通過(guò)自由擴(kuò)散、外界壓力及電場(chǎng)的方式進(jìn)入組織內(nèi)部與目標(biāo)抗原或結(jié)構(gòu)相結(jié)合。通過(guò)自由擴(kuò)散的方式抗體或染料抵達(dá)組織內(nèi)部速度太慢，借助壓力或電場(chǎng)雖然可以加快抗體或染料到達(dá)組織內(nèi)部的速度，但是會(huì)損壞樣本。Kim等人通過(guò)利用隨機(jī)電泳技術(shù)可以在不損壞樣本的前提下，較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)樣本快速、高效和均勻染色。目前隨機(jī)電泳技術(shù)已經(jīng)在大樣本免疫染色中得到了應(yīng)用。
通過(guò)利用隨機(jī)電泳的方法對(duì)樣本進(jìn)行染色，不僅大大地縮短了染色時(shí)間，而且樣本染色會(huì)比較均勻。通常一只小鼠腦利用自由抗體自由擴(kuò)散的方式進(jìn)行染色需要約2個(gè)星期的時(shí)間才能完成染色，而且還會(huì)出現(xiàn)染色不均勻的情況。而利用SmartLabel儀器進(jìn)行染色僅需要2-3天的時(shí)間就可完成，且染色結(jié)果也比較均勻（見(jiàn)圖1）。
圖1. （A）Horizontal sections show uniform and complete staining of the whole brain with all three probes. (Scale bar, 1 mm.) (B) Passive staining controls shows poor penetration of the probes into the tissue. (Scale bar, 1 mm.) (C and D) Three-dimensional rendering of the hippocampus region of the passively stained brain (C; 2.2 × 1.9 × 5.1 mm3 ) and stochastic electrotransport-stained brain (D; 2.2 × 1.9 × 5.0 mm3 ). (E and F) Optical sections of stochastic electrotransport-stained brain (E) and passive staining control (F) at various depths. (Scale bar, 200 μm.)
雖然普通的電泳方法也可實(shí)現(xiàn)快速的將抗體或染料標(biāo)記在樣本上，但由于普通電泳電泳力的方向是同一個(gè)方向的，會(huì)存在樣本變形的風(fēng)險(xiǎn)，而隨機(jī)電泳技術(shù)由于樣本是在電場(chǎng)中不斷旋轉(zhuǎn)的，所以對(duì)于樣本而言，電場(chǎng)力的方向則是多方向的，樣本進(jìn)行免疫標(biāo)記的時(shí)候則可以有效規(guī)避這種變形的風(fēng)險(xiǎn)（見(jiàn)圖2）。
圖2. High electric fields required to drive molecular probes into the tissue cause noticeable damage to the tissue during electrophoresis, but not during stochastic electrotransport. Red arrow points to the deformed region.
SmartLabel儀器就是利用隨機(jī)電泳技術(shù)設(shè)計(jì)而成的一款可以進(jìn)行快速，無(wú)損的免疫染色的一款商業(yè)產(chǎn)品（锘海代理）。在利用該儀器進(jìn)行免疫標(biāo)記的時(shí)候，樣品和染色液放在一個(gè)納米半透膜制成的樣品杯中，可以有效消除組織污染和抗體及染料的損失，大大地節(jié)省了抗體和染料的用量。然后將樣品杯放在有電場(chǎng)的樣本品倉(cāng)中，且樣品杯在樣品倉(cāng)中會(huì)勻速緩慢旋轉(zhuǎn)，從而保證樣品所受到的電泳力是均勻的。SmartLabel儀器見(jiàn)圖3。
圖3.Device for staining sample using SmartLabel.
SmartLabel儀器在進(jìn)行樣品染色的時(shí)候可實(shí)現(xiàn)從樣品表面到樣品核心的均勻抗體標(biāo)記，除此之外，該儀器還具備快速，簡(jiǎn)便，高效等優(yōu)點(diǎn)。與被動(dòng)染色相比標(biāo)記完整的大組織樣本要快一個(gè)數(shù)量級(jí)，通常被動(dòng)染色需要數(shù)周完成的實(shí)驗(yàn)，而利用SmartLabel儀器僅需要2-3天即可完成，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中用到的試劑有緩沖液和抗體或染料，且儀器是雙倉(cāng)設(shè)計(jì)，可以同時(shí)進(jìn)行2個(gè)不同的標(biāo)記實(shí)驗(yàn)。儀器獨(dú)特的設(shè)計(jì)也使抗體或染料的用量大大降低，一個(gè)小鼠腦的抗體用量可以低至3ug。綜上，SmartLabel儀器將會(huì)使您的免疫染色實(shí)驗(yàn)變得更簡(jiǎn)單，高效。锘海一站式科研服務(wù)，讓科研變得更簡(jiǎn)單！
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