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常用包埋劑種類及性能
點擊次數：4409 發布時間：2021-2-23
一.環氧樹脂(Epoxy Resin)
1.環氧樹脂簡介
環氧樹脂是一類具有末端環氧基的甘油多聚酯。它的分子中有兩種反應基團，即環氧基團（epoxide group）和氫氧基團（hydroxyl group）。其末端基團易與含有活性氫原子的化合物如胺類（如DMP-30，DMAE，乙二胺等，又稱催化劑或加速劑）反應，使單體首尾相連接形成長鏈聚合物。此外，在單體中的氫氧基團能與有機酸酐（如MNA，DDSA，九烷基琥珀酸酐，NSA等，又稱硬化劑或固化劑）結合，使單體分子形成橫橋。所以，環氧樹脂以單體滲入細胞組織，而這種單體在一定的溫度條件下，在硬化劑和加速劑作用下，就形成一個非常耐溶劑和耐化學腐蝕的交鏈穩定的三維空間聚合體。為了改善聚合體（包埋塊）的切割性能，還會在環氧樹脂包埋配方中加入增塑劑，以調節包埋塊的韌性。
環氧樹脂包埋劑對細胞微細結構有較好的保存性能，聚合后體積縮小較少，而且在真空中能經受較長時間的轟擊。但它的操作不太方便，反差較弱。
環氧樹脂的型號較多，常用Epon812，Spurr樹脂（ERL-4206）等。
2. 2.1 Epon812包埋劑 Epon812是一種進口樹脂，它是一種長鏈的脂肪族環氧化合物，是目前上普遍采用的一種優良包埋劑，粘度為150-210cP（在25℃條件下）。該包埋劑的配制方法甚多，但一般都按1961年Luft提出的配方進行。 其配方如下： A液：Epon812 62ml DDSA 100ml B液：Epon812 100ml MNA 89ml 上述配方若改變A液和B液的比例則可調節聚合塊硬度，A液多則軟，B液多則硬。通常冬天使用A:B=2:8(V/V)；夏天使用A:B=1:9(V/V)，可視組織的硬度和氣候不同選擇其比例。配制時可先分別配制A液和B液，然后將A液和B液按一定比例混合后，再加入1%-2%的加速劑，邊加邊攪拌，使其充分混合。為了方便操作，也有人將Epon812，DDSA，MNA三種成分按一定比例直接混合使用。Epon812的聚合溫度為：37℃過夜，60℃ ,24-36h。 根據南方地區的氣候條件，可用下列配方： Epon812 51ml DDSA 12ml MNA 37ml DMP-30 1.8-2ml 聚合條件:室溫過夜，60℃， 8-12h。 DDSA是十二烷基琥珀酸酐（Dodecenylsuccinic anhydride）的簡稱。它是一種可得到軟性包埋塊的長鏈脂肪族分子。 MNA是甲基內次甲基二甲酸酐（Methyl Nadic anhydride）的簡稱，又稱六甲酸酐，它有兩個鏈環，能獲得較硬的包埋塊。 DMP-30是2，4，6-三（二甲基氨基甲基）*（2，4，6-Tris（dimethylaminomethyl）phenol）的簡稱。它能加速固化過程。 2.2 Spurr樹脂（ERL-4206包埋劑） 這是1969年由Spurr推薦使用的包埋劑，所以也稱Spurr樹脂。它含有兩個環氧基，是一種低粘度（25℃時，7-10cP）的環氧樹脂。由于具有粘度低的特點，所以近年來一些實驗室已開始使用它。其配方可按下表中各種成分的比例，即可獲得不同性能的包埋塊。其配方如下： VCD是二氧化乙烯環己烯（vinylcyclohexene dioxide）的簡稱。它的分子小，粘度低，聚合塊硬度大。 DER-736是diglycidyl ether of a polypropylene glycol的簡稱。它屬于脂肪族，分子小，有低粘度性質，可調節包埋塊的硬度。 NSA是nonenylsuccinic anhydride的簡稱。它是一種特殊的硬化劑，應避免暴露在潮濕的大氣中，以防環氧或酐鏈的水解作用。 DMAE是dimethylaminoethanol的簡稱。它是催化劑，增加催化劑的比例，可以縮短聚合的時間。 Spurr樹脂終硬度可用DER-736的量來調節。配制時，先把前三種成分混合后，后才加入DMAE，但從開始到混合完成，達到淡黃色狀態需3-7天。此包埋劑在70℃，一般8小時即可*聚合，用陳舊的包埋劑時，則聚合時間會減少。因Spurr樹脂嗜氧，聚合時不要加蓋。包埋劑是用新鮮配制，但為了方便，可預先配制好保存在低溫和防潮的環境中。Spurr樹脂與Epon812樹脂相比粘度低，操作方便，但毒性比Epon812樹脂大，所以操作時要更加小心，此外，Spurr樹脂各成分間的分子量大小差異較大，在組織中的滲透速度不一，容易個別成分造成滲透不均，而導致局部聚合不*，染色效果不佳。 二.丙烯酸樹脂（Acrylic Resin） 1. 丙烯酸樹脂簡介 丙烯酸樹脂無色透明的，由丙烯酸衍生物聚合而成。丙烯酸單體粘度低，可以在低溫下滲透及聚合，因而能滿足免疫和細胞化學技術低溫操作的要求。其聚合方式有兩種，熱聚合和紫外線照射聚合。但它對脂類等成分的抽提比環氧樹脂嚴重，為此它也需要在較低的溫度下使用才可能減少抽提作用。此外，聚合前后丙烯酸樹脂的體積變化較環氧樹脂大（體積大約收縮10%-20%），并且它在電子束的照射下穩定性比環氧樹脂低，放熱的聚合過程可引起組織細胞結構的損傷，致敏性也比環氧樹脂強，使用時要小心防護。一般來說，除了免疫和細胞化學技術外，超微結構的研究并不推薦使用它。 在電鏡中使用較多的丙烯酸樹脂有倫敦白膠（LR White）和Lowicryl系列的樹脂。 2. 2.1 倫敦白膠（LR White） 倫敦白膠含有7種不同的丙烯酸單體和2種增塑劑，引發劑是BPO（dibenzoyl peroxide），加速劑為N，N-dimethyl paratoluidine，但具體的配方和成分沒有報道。它的粘度低，滲透能力強，可用于較大的組織塊或致密的組織，由于它有一定的親水性，方便水性染料進入，染色效果佳，使用非常方便，通常買回來的是已經混合好的試劑，但由于BPO已經加入，必須一直保存在4℃中，以防其自發聚合，即便這樣，它的有效期僅為12個月。倫敦白膠可以微溶于水，因而可以采用部分脫水方案，但不能使用丙酮作為脫水劑。氧氣會抑制聚合反應的進行，因而聚合時要在模塊中注滿包埋劑并蓋緊蓋子。 此外，倫敦白膠不能在-15℃以下的溫度使用。為了方便運輸和儲存，也有未加BPO的倫敦白膠（uncatalysed LR White）出售，這種試劑需要加入催化劑（9.9g催化劑/500gLR White）充分攪拌并室溫放置24小時以上才能使用。充分混合的包埋劑同樣保存在4℃中，一旦加入催化劑后，它的有效期便為12個月。 2.2 Lowicryl系列包埋劑 Lowicryl系列包埋劑是專為低溫（-20℃以下）包埋設計的包埋劑。它有兩種類型：一種是極性樹脂，K4M（低滲透溫度為-30℃，低聚合溫度為-50℃）和K11M（低滲透溫度為-60℃，低聚合溫度為-60℃）；另一種是非極性樹脂，HM20（低滲透溫度為-50℃，低聚合溫度為-50℃）和HM23（低滲透溫度為-80℃，低聚合溫度為-80℃）。 極性樹脂親水，使樣品保存在一個水性的環境中從而較少蛋白質變性，且染色的效果較好。而非極性樹脂的切割性能比較好。兩種樹脂通常都在隔絕氧氣的情況下低溫紫外線照射聚合。