跳到主要內容
Lab Grimoire
TW EN
請喝咖啡

Alizarin Red S 鈣染色(FFPE 組織切片)

Alizarin Red S(ARS)染色透過 pH 依賴的螯合反應,辨識 formalin 固定、paraffin 包埋(FFPE)組織切片中的不溶性鈣沉積,並在鈣累積處形成橘紅色雙折射沉澱。本 protocol 使用單一格式:以 2% ARS 在 pH 4.1–4.3 染色 FFPE 組織切片,接續以 acetone 快速脫水並用 xylene 透明化。每次染色均須納入已知含鈣組織作為陽性對照。應用包括偵測 dystrophic calcification、metastatic calcification、calcium pyrophosphate dihydrate(CPPD)結晶沉積,以及評估病理樣本中的骨/軟骨礦化。

cell-staining 入門 1–2 小時 7 步驟
實驗材料 11 · 儀器設備 7

實驗材料

  • Alizarin Red S (C.I. 58005)每 100 mL working solution 使用 2 g · Anthraquinone sodium sulfonate dye;室溫避光保存。
  • Distilled water每批染色使用 100 mL · 用於染液配製。
  • 10% Ammonium hydroxide (NH₄OH)依 pH 調整需要添加 · 持續攪拌時逐滴加入;使用新鮮溶液。
  • Acetone, 100% (reagent grade)約 200 mL · 用於快速脫水;不得以 ethanol 取代。
  • Xylene (reagent grade)約 300 mL · 用於透明化;在 fume hood 中操作。
  • Acetone-Xylene (1:1, v/v)50 mL acetone + 50 mL xylene 配製量 · 使用前立即新鮮配製。
  • Synthetic resin mounting medium視需要 · 例如 Permount 或同等且可與 xylene 混溶的封片劑。
  • FFPE tissue sectionsglass slide 上厚 4–6 μm · 適用於鈣偵測的切片厚度。
  • Positive control section每次染色 1 張 slide · 已知含鈣 FFPE 組織(例如 mouse embryo 或 calcified kidney)。
  • Graded ethanol series100%、95%、70%(v/v) · 用於去除石蠟。
  • Filter paper and funnel每批染色 1 組 · 使用前過濾 ARS working solution。

儀器設備

  • Light microscope必須用於監看染色終點;鈣沉積在淡色背景上呈橘紅色。
  • pH meter or precision pH paper (range 3.5–5.0)優先使用 pH meter;一般操作可使用 precision pH paper。
  • Staining jars or Coplin jars用於去除石蠟、染色與脫水步驟。
  • Filter paper (e.g., Whatman No. 1) and funnel用於過濾 ARS working solution。
  • Timer用於去除石蠟與脫水步驟計時。
  • Fume hood處理 xylene 與 acetone 時必須使用 fume hood(易燃、易揮發)。
  • Polarizing microscope (optional)用於確認 Ca²⁺–ARS 複合物的雙折射。

已完成 0 / 7 步

階段 01 / 05前處理

去除 FFPE 切片石蠟並復水

以兩槽新鮮 xylene 去除石蠟,再經 graded ethanol 與 distilled water 復水,使染液能進入切片。

  1. STEP 1去除石蠟並使 slide 復水30 分鐘

    將 slide 經過 2 槽新鮮 xylene,每槽 5 min。 依序經過梯度 ethanol:100%(2 min)→ 100%(2 min)→ 95%(2 min)→ 70%(2 min)。 以 distilled water 潤洗 2 min。 確認切片完全透明且無蠟狀混濁後再繼續。

    為什麼完全去除 paraffin 並充分復水,水性 ARS 溶液才能進入組織。殘留 paraffin 會形成疏水屏障,阻止染料進入,並使鈣鈣化結節出現偽陰性結果。

    注意去除石蠟不完全是造成偽陰性染色最常見的原因。不得縮短 xylene 浸泡時間。若 xylene 因溶解 paraffin 而明顯混濁,應更換。

階段 02 / 05配液

配製並過濾 ARS working solution

將 Alizarin Red S 溶於 distilled water,每批調至 pH 4.1–4.3,並於使用前立即過濾。

  1. STEP 2配製 Alizarin Red S working solution15 分鐘

    將 2 g Alizarin Red S(C.I. 58005)溶於 100 mL distilled water;攪拌至完全溶解。 持續攪拌並逐滴加入 10% ammonium hydroxide,直到 pH 達 4.1–4.3;使用 pH meter 或 precision pH paper 確認。 使用前立即將溶液過濾至乾淨容器。 若配製後超過 1 小時,丟棄並重新配製新鮮溶液。

    為什麼ARS–鈣螯合嚴格依賴 pH。只有在 pH 4.1–4.3 時,ARS 的 catechol 型螯合位點才會啟動 Ca²⁺ 配位。低於 pH 3.8 時,競爭性的二價陽離子會共同染色;高於 pH 4.4 時,與組織蛋白的靜電背景結合增加,降低專一性(Puchtler et al., 1969)。

    注意每批均須確認 pH。不得假設不同批次的 pH 一致。過濾後仍可見沉澱的溶液已劣化,必須丟棄。

階段 03 / 05染色

以 Alizarin Red S 染色鈣沉積

於 pH 4.1–4.3 下,ARS 與鈣螯合並原位形成不溶性橘紅沉澱。以 microscope 監看終點,並納入陽性與純水對照組。

  1. STEP 3以 ARS working solution 染色切片2–5 分鐘

    將所有 slide 水平放置或置於 staining rack。 以新鮮過濾的 ARS working solution 完全覆蓋每個切片。 於室溫反應;反應 1 分鐘時取出一張測試 slide,以 light microscope 檢查。 持續染色,直到淡色至淺粉紅背景上的橘紅鈣化結節清晰可辨;總染色時間通常為 30 sec–5 min。 每次染色均納入陽性對照與未染色對照(僅用 distilled water)切片。

    為什麼染色時間取決於組織與鈣濃度。鈣化明顯的樣本可能在 30–60 秒達到終點,鈣化較弱的樣本則可能需要最多 5 分鐘。定時以 microscope 監看,可避免染色不足(漏掉微弱沉積)或染色過度(瀰漫紅色背景遮蔽真實鈣化結節)。

    注意不得在未以 microscope 確認前固定單一染色時間。若 5 分鐘時所有切片(包括陽性對照)均呈均勻淡色,working solution 的 pH 可能超出範圍。

階段 04 / 05脫水透明

吸除餘液、脫水並透明化染色切片

不沖洗,先吸除 slide 邊緣液體,再快速依序通過 100% acetone、新鮮 acetone-xylene 1:1 混合液及 xylene。此序列可移除游離染料並保留不溶性鈣複合物。

  1. STEP 4移除多餘染料1 分鐘

    一次從 ARS 溶液取出一張 slide。 以手腕快速甩動,甩除多餘溶液。 以吸水紙輕輕吸除每張 slide 的邊緣與背面;不得直接吸除或擦拭組織表面。 立即進行步驟 5;不得以水或 buffer 潤洗。

    為什麼直接進入無水 acetone(步驟 5)可移除未結合的 ARS,同時保留不溶性 Ca²⁺–ARS 螯合物。此螯合物在 pH 4–9 的水性條件下穩定,因此 working solution 殘留的少量水分無害;但水性清洗步驟並非必要,只會延長處理時間而無益處。

  2. STEP 5以 100% acetone 脫水30 sec

    在 fume hood 中,將 slide 浸入裝有 100% acetone 的 jar,快速沾浸 20 次(總計約 15–20 秒)。

    為什麼快速以 acetone 脫水可移除組織水分,並清除切片背景中未結合的 ARS。Ca²⁺–ARS 螯合物不溶於 acetone,因此染色複合物會保留,同時多餘游離染料被洗去(Gregory et al., 2004)。

    注意Acetone 高度易燃(閃點 −20°C)。僅能在 fume hood 中操作,並移除所有火源。不得以 ethanol 或 isopropanol 取代;這些極性質子溶劑在此步驟可能逐漸溶解 Ca²⁺–ARS 螯合物。

  3. STEP 6以 Acetone-Xylene(1:1)透明化30 sec

    在 fume hood 中,將 slide 浸入裝有新鮮配製 Acetone-Xylene (1:1, v/v) 的 jar,快速沾浸 20 次(總計約 15–20 秒)。

    為什麼acetone-xylene 混合液作為過渡透明化步驟,逐漸以非極性的 xylene 取代極性的 acetone。此步驟可避免從 acetone 直接轉入 xylene 所造成的組織混濁(乳白)。

    注意使用前立即新鮮配製此混合液。室溫下 acetone 的揮發速度快於 xylene;存放中的混合液會提高 xylene 比例,降低透明化效率,並可能使組織混濁。

階段 05 / 05判讀

封片並以偏光確認雙折射

切片未乾前,立即加入可與 xylene 混溶的樹脂並覆上 coverslip。於 fume hood 平放至少 30 分鐘後,以 light microscopy 檢視橘紅沉積,並在 polarized light 下確認雙折射。

  1. STEP 7以 xylene 透明化並封片10–15 分鐘

    在 fume hood 中,將 slide 依序經過 2 槽新鮮 xylene,每槽 30 秒。 一次取出一張 slide,並立即在組織區域加入 1–2 滴 synthetic resin mounting medium。 以傾斜角度輕放 coverslip,減少氣泡;必要時輕壓。 檢查前,將 slide 在 fume hood 內平放至少 30 分鐘乾燥。

    為什麼可與 xylene 混溶的 synthetic resin mounting medium 折射率接近玻璃(≈1.5),可改善影像品質,並保留 Ca²⁺–ARS 複合物的橘紅色與雙折射,使其可在室溫長期存檔。水性封片劑會隨時間溶解或破壞螯合物。

    注意加入 mounting medium 前不得讓 slide 風乾;乾燥切片難以重新復水,且會降低封片劑附著力。從 xylene 轉入 mounting medium 時須連續完成。