stringtranslate.com

Гематоксилин

Гематоксилин или гематоксилин ( / ˌ h iː m ə ˈ t ɒ k s ɪ l ɪ n / ), также называемый натуральным черным 1 или CI 75290 , представляет собой соединение , извлеченное из сердцевины бревна ( Haematoxylum Campechianum ) [1] [2 ] ] с химической формулой C
16ЧАС
14О
6. Этот природный краситель использовался в качестве гистологического красителя , в качестве чернил [3] [4] [5] [6] и в качестве красителя в текстильной и кожевенной промышленности. [7] [8] В качестве красителя гематоксилин называют пало де Кампече, [8] экстрактом бревен, [7] синего дерева [9] и черного дерева. [9] В гистологии за окрашиванием гематоксилином обычно следует контрастное окрашивание эозином . [1] [10] [11] В сочетании эта процедура окрашивания известна как окрашивание H&E и является одной из наиболее часто используемых комбинаций в гистологии . [1] [7] [12] [13] [14] Помимо использования при окраске H&E, гематоксилин также является компонентом окраски Папаниколау ( или окраски Папаниколау), которая широко используется при исследовании цитологических образцов. [1] [14]

Хотя краситель обычно называют гематоксилином, активным красителем является окисленная форма гематеина , которая образует ярко окрашенные комплексы с ионами некоторых металлов (обычно солями Fe(III) и Al(III)). [1] [7] [8] [15] [16] В чистом виде гематоксилин представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество, [7] [17] хотя коммерческие образцы обычно имеют цвет от светлого до темно-коричневого в зависимости от уровня присутствующих примесей. . [2] [18]

Экстракция и очистка

Щепки из бревен ( Haematoxylum Campechianum )

Гематоксилин был синтезирован [19] [20] , хотя никогда в коммерчески жизнеспособных количествах. [14] [21] Исторически древесина экспортировалась, а гематоксилин добывался в Европе. В последнее время добыча осуществляется ближе к месту заготовки бревна. [18] Экстрагирование гематоксилина из бревен в промышленных масштабах осуществлялось во «французском процессе» путем кипячения древесной щепы или в «американском процессе» с паром и давлением. [9] [22] После извлечения краситель можно продавать в виде жидкого концентрата или сушить и продавать в кристаллической форме. [9] В современных методах производства в качестве растворителя используется вода, эфир или спирт , после чего экстракты могут быть дополнительно очищены до необходимого уровня чистоты. [18]

Коммерческий продукт может различаться от партии к партии и у разных производителей [18] как по уровню примесей, так и по соотношению гематоксилина и гематеина. [23] [2] [24] При гистологическом использовании эта изменчивость может влиять на взаимодействие красителей с образцами биологических тканей и поэтому вызывает беспокойство у гистологов и патологов . [23] [2] [18] Гематоксилин, как и другие биологические красители, может быть сертифицирован Комиссией по биологическим пятнам , что означает, что конкретная партия красителей работает в стандартном тесте, хотя это не определяет фактическую чистоту красителя. [23]

Использование в качестве гистологического пятна

Окрашивание гематоксилином сверху показано как «базофильное», что видно при двойном окрашивании гематоксилином и эозином (H&E) .

Окрашивание гематоксилином обычно сопровождается (или докрашивается) другим гистологическим красителем, эозином . [10] [11] [1] В сочетании эта процедура окрашивания известна как окрашивание H&E и является одной из наиболее часто используемых комбинаций в гистологии . [1] [12] [7] [14] Гематоксилин также является компонентом окраски Папаниколау (или окраски PAP), которая широко используется при исследовании цитологических образцов, особенно в тесте PAP , используемом для выявления рака шейки матки . [14] [1]

В основном используемый в качестве ядерного красителя (для окрашивания ядра клетки), гематоксилин также окрашивает шероховатую эндоплазматическую сеть , рибосомы , коллаген , миелин , эластические волокна и кислые муцины . [10] Гематоксилин сам по себе не является эффективным красителем, но при окислении до гематеина и в сочетании с протравой хроматин в ядрах клеток окрашивается от темно-синего до черного цвета. [1] [7] [25] [10] Цвет и специфичность пятен гематоксилина зависят от химической природы и количества используемой протравы, а также pH окрашивающего раствора, поэтому существуют различные составы гематоксилина. был разработан. [1] [10] [15]

Составы пятен

Раствор гематоксилина для окраски предметных стекол.

Составы красителей гематоксилина можно широко классифицировать в зависимости от того, как гематоксилин окисляется (или созревает ), а также по выбору используемой протравы. [1] Составы красителей гематоксилина могут быть либо естественным образом окислены под воздействием воздуха и солнечного света, либо, что чаще всего, особенно в коммерческих растворах, [7] химически окислены с использованием йодата натрия . [1] [26] [11] Обычно окислителя добавляют ровно столько, чтобы превратить половину гематоксилина в гематеин, что позволяет остатку окислиться естественным путем во время использования. Это продлевает срок службы окрашивающего раствора, поскольку образуется больше гематеина, в то время как некоторое количество гематеина далее окисляется до оксигематеина. [13] [27] [11] Из солей металлов, используемых в качестве протрав, наиболее распространенным является алюминий , [11] другие протравы включают соли железа , вольфрама , молибдена и свинца . [1]

В зависимости от состава или техники окрашивания красители гематоксилином могут использоваться так называемым прогрессивным способом , при котором время, в течение которого ткань остается в контакте с красящим раствором, используется для контроля интенсивности окрашивания, или регрессивным способом . , при котором ткань чрезмерно окрашивается, а излишки пятна удаляются на втором этапе процедуры. [11] [25] [1] Удаление нежелательного окрашивания или дифференциация обычно включает раствор разбавленного этанола и соляной кислоты . [11] [1] [20]

Таблица значимых составов

Раннее использование в качестве гистологического пятна

В 1758 году Георг Кристиан Райхель использовал гемотоксилин без протравы для окрашивания тканей растений. [31] [12] [32] Джон Томас Кекетт в книге 1852 года [33] предлагает использовать «бревно» (гематоксилин) для окраски полупрозрачного материала для исследования под микроскопом . [32] [31] В 1863 году Вильгельм фон Вальдейер-Гарц применил гематоксилин на животных тканях без протравы (с ограниченным успехом), [34] и иногда считается первым, кто сделал это, [8] [12] [ 35] [34] , хотя это не является общепринятым. [35] [8] Франц Бёмер в 1865 году опубликовал формулу гематоксилина с использованием квасцов в качестве протравы, [34] [21] [12] [8] [35] [31] , а в 1891 году Пол Майер опубликовал формулу с использованием химического вещества. окислитель, превращающий гематоксилин в гематеин. [26] [31] [12] Первое использование гематоксилина с эозином в качестве контрастного красителя, который в настоящее время является наиболее часто используемой комбинацией красителей в гистологии, было впервые предложено А. Виссовским в 1876 году. [15] [31] К началу В 1900-х годах гематоксилин получил широкое распространение в качестве гистологического красителя. [12]

Дефицит и возможные альтернативы

В период Первой мировой войны , конца 1920-х годов, Второй мировой войны , начала 1970-х годов (лето 1973 года [22] ) и в 2008 году наблюдался дефицит гематоксилина из-за перебоев в его извлечении из бревен. [18] Этот дефицит побудил к поиску альтернативных ядерных пятен. [22] [18] В качестве замены были рекомендованы несколько синтетических красителей, в частности, целестиновый синий (CI 51050), [18] галлоцианин [7] [11] (CI 51030), галлеин [18] (CI 45445) и эриохром цианин R. [18] [11] также называют хромоксанцианином R и солохромцианином (CI 43820). Все четыре содержат Fe(III) в качестве протравы . Альтернативой является алюминиевый комплекс окисленного бразилина , отличающийся от гематоксилина только одной гидроксильной группой. Замена гематоксилина при окрашивании H&E также не должна мешать гистологам и патологам, [14] которые потратили годы на обучение работе с предметными стеклами, окрашенными H&E, исследовать предметные стекла и ставить медицинские диагнозы . [7] Ни одно из предложенных пятен-заменителей не получило широкого распространения. [14] [7]

Использование в качестве красителя для текстиля.

Гематоксилин впервые использовался в качестве красителя майя и ацтеками в Центральной Америке , где растут бревенчатые деревья. [8] [9] Краситель был впервые завезен в Европу испанцами и вскоре получил широкое распространение. [9] [8] Гематоксилин использовался для получения черного, синего и пурпурного цвета на различных тканях и оставался важным промышленным красителем до появления подходящих заменителей в виде синтетических красителей . [9] Что касается синего красителя (с квасцами в качестве протравы), первоначальные результаты были не такими светостойкими, как те, которые были получены с использованием индиго . [7] [9] В ответ на эту предполагаемую неполноценность качества синего цвета, полученного с помощью гематоксилина, его использование для окраски ткани было запрещено в Англии с 1581 по 1662 год. [8] [9] После введения синтетических черных красителей в конце 19 века гематоксилин впервые был заменен красителем для хлопка. [9] В немецком трактате 1902 года о крашении текстиля отмечается: «...бревна при окрашивании хлопка в черный цвет значительно пострадали от конкуренции с анилиновым черным». [36] Гематоксилин оставался важным черным красителем (с использованием меди или хрома в качестве протравы) для шерсти до 1920-х годов, когда стал доступен черный синтетический краситель, совместимый с шерстью. [9] Современное использование гематоксилина включает крашение шелка, кожи и шовных материалов . [7]

Используйте в качестве чернил для письма и рисования.

Гематоксилин использовался в качестве основного компонента чернил для письма и рисования , хотя время его первого использования в качестве чернил неясно. [37] Гематоксилин также добавлялся в некоторые железо-галловые чернила , которым требуется время, чтобы полностью потемнеть при нанесении на бумагу. [4] [37] В этом случае гематоксилин обеспечил некоторый первоначальный цвет до того, как железный галл достиг полной глубины цвета. [4] [37] Уильяму Льюису в 1763 году приписывают то, что он первым использовал гематоксилин в качестве добавки в железо-галловые чернила. [6] В 1848 году Фридлиб Фердинанд Рунге изготовил гематоксилиновые чернила, которые были некислотными, используя хромат калия в качестве протравы, преимуществом которых было отсутствие коррозии стальных ручек. [6] Известно, что Ван Гог использовал гематоксилиновые чернила с хромовой протравой в ряде своих рисунков и писем. [6] [5] [37]

Смотрите также

дальнейшее чтение

Рекомендации

  1. ^ abcdefghijklmnopqrs Стивенс, Алан (1982). «Гематоксилины». В Бэнкрофте, Джон; Стивенс, Алан (ред.). Теория и практика гистологических методов (2-е изд.). Лонгман Групп Лимитед. п. 109.
  2. ^ abcd Лилли, Ральф Дугалл (1977). Биологические пятна HJ Conn (9-е изд.). Балтимор: Уильямс и Уилкинс. стр. 692с.
  3. ^ Митчелл, А. (1908). «Английские чернила: их состав и дифференциация в почерке». Аналитик . 33 (384): 80–85. Бибкод : 1908Ана....33...80М. дои : 10.1039/AN9083300080.
  4. ^ abc Барроу, Уильям (1948). «Черные чернила колониального периода». Американский архивариус . 11 (4): 291–307. дои : 10.17723/aarc.11.4.903256p5lp2g3354 . ISSN  0360-9081.
  5. ^ ab Centeno, Сильвия А.; Бронзато, Маддалена; Ропрет, Полонка; и другие. (2016). «Состав и спектроскопические свойства исторических чернил из хромового дерева». Журнал рамановской спектроскопии . 47 (12): 1422–1428. Бибкод : 2016JRSp...47.1422C. дои : 10.1002/мл.4938. ISSN  0377-0486.
  6. ^ abcd Нивел, Йохан (2003). «24: Идентификация чернил Ван Гога для рисования и письма». В Веллекопе, Марие; Гелдоф, Мюриэл; Хендрикс, Элла; Янсен, Лео; де Тагле, Альберто (ред.). Студийная практика Ван Гога . Меркаторфондс. стр. 420–435. ISBN 9780300191875.
  7. ^ abcdefghijklm Титфорд, М. (2005). «Долгая история гематоксилина». Биотехника и гистохимия . 80 (2): 73–80. дои : 10.1080/10520290500138372. PMID  16195172. S2CID  20338201.
  8. ^ abcdefghi Ортис-Идальго С, Пина-Овьедо С (2019). «Гематоксилин: дар Мезоамерики гистопатологии. Пало де Кампече (бревно), самое желанное сокровище пиратов и незаменимое пятно для тканей». Int J Surg Pathol . 27 (1): 4–14. дои : 10.1177/1066896918787652 . ПМИД  30001639.
  9. ^ abcdefghijk Понтинг, КГ (1973). «Логвуд: интересный краситель». Журнал европейской экономической истории . 2 (1): 109–119. ISSN  2499-8281.
  10. ^ abcde Chan JK (2014). «Чудесные цвета гематоксилин-эозина при диагностике хирургической патологии». Int J Surg Pathol . 22 (1): 12–32. дои : 10.1177/1066896913517939. PMID  24406626. S2CID  26847314.
  11. ^ abcdefghij Ллевеллин Б.Д. (2009). «Ядерное окрашивание квасцовым гематоксилином». Биотех Гистохим . 84 (4): 159–77. дои : 10.1080/10520290903052899. PMID  19579146. S2CID  205713596.
  12. ^ abcdefg Смит С (2006). «Наш долг перед бревном: история гематоксилина». MLO Med Lab Obs . 38 (5): 18, 20–2. ПМИД  16761865.
  13. ^ аб Кирнан, JA (2006). «Красители и другие красители в микротехнике и биомедицинских исследованиях». Технология окраски . 122 (1): 1–21. дои : 10.1111/j.1478-4408.2006.00009.x . ISSN  1472-3581.
  14. ^ abcdefg Дапсон Р.В., Хоробин Р.В. (2009). «Красители с точки зрения двадцать первого века». Биотех Гистохим . 84 (4): 135–7. дои : 10.1080/10520290902908802. PMID  19384743. S2CID  28563610.
  15. ^ abc Титфорд, Майкл (2009). «Прогресс в развитии микроскопических методов диагностики патологии». Журнал гистотехнологии . 32 (1): 9–19. дои : 10.1179/his.2009.32.1.9 . ISSN  0147-8885. S2CID  26801839.
  16. ^ Кар, Барт; Ловелл, Скотт; Субрамони, Ананд (1998). «Прогресс экстракта бревен». Хиральность . 10 (1–2): 66–77. дои :10.1002/чир.12.
  17. ^ Беттингер С., Циммерманн Х.В. (1991). «Новые исследования гематоксилина, гематеина и комплексов гематеин-алюминий. II. Комплексы гематеин-алюминий и окрашивание гемалием». Гистохимия . 96 (3): 215–28. дои : 10.1007/BF00271540. PMID  1717413. S2CID  23504301.
  18. ^ abcdefghij Дапсон Р., Хоробин Р.В., Кирнан Дж. (2010). «Нехватка гематоксилина: их причины и продолжительность, а также другие красители, которые могут заменить гемалум при обычном окрашивании гематоксилином и эозином». Биотех Гистохим . 85 (1): 55–63. дои : 10.3109/10520290903048400. PMID  19562570. S2CID  7698557.
  19. ^ Морсингх, Ф.; Робинсон, Р. (1970). «Синтез бразилина и гематоксилина». Тетраэдр . 26 (1): 281–289. дои : 10.1016/0040-4020(70)85029-3.
  20. ^ abc Пухтлер Х, Мелоан С.Н., Уолдроп Ф.С. (1986). «Применение современных химических концепций к пятнам металл-гематеина и бразилеина». Гистохимия . 85 (5): 353–64. дои : 10.1007/BF00982665. PMID  2430916. S2CID  7384777.
  21. ^ аб Кукси C (2010). «Гематоксилин и родственные соединения - аннотированная библиография, касающаяся их происхождения, свойств, химии и некоторых применений». Биотех Гистохим . 85 (1): 65–82. дои : 10.3109/10520290903048418. PMID  19568968. S2CID  5297820.
  22. ^ abc Лилли Р.Д. (1974). «Дефицит гематоксилина и наличие синтетических заменителей». Am J Med Technol . 40 (11): 455–61. ПМИД  4139897.
  23. ^ abc Schulte EK (1991). «Стандартизация биологических красителей и красителей: подводные камни и возможности». Гистохимия . 95 (4): 319–28. дои : 10.1007/BF00266958. PMID  1708749. S2CID  29628388.
  24. ^ Маршалл П.Н., Хоробин Р.В. (1974). «Простая процедура анализа смесей гематоксилина и гематеина». Пятно Технол . 49 (3): 137–42. дои : 10.3109/10520297409116964. ПМИД  4135791.
  25. ^ аб Кирнан Дж.А. (2018). «Затрагивает ли прогрессивное ядерное окрашивание гемалем (квасцовым гематоксилином) ДНК и какова природа комплекса краситель-хроматин?». Биотех Гистохим . 93 (2): 133–148. дои : 10.1080/10520295.2017.1399466. PMID  29320873. S2CID  13481905.
  26. ^ abcdefg Гейтенби, Дж. Б.; Балки, HW (1950). Vade-Mecum микротомиста (11-е изд.). Филадельфия: Компания Blackstone.
  27. ^ аб Гилл Г.В. (2010). «Жаберные гематоксилины: рассказ от первого лица». Биотех Гистохим . 85 (1): 7–18. дои : 10.3109/10520290903048376. PMID  19657780. S2CID  207513639.
  28. ^ Харрис, HF (1900). «О быстром превращении гематоксилина в гематеин в реакциях окрашивания». Журнал прикладных микроскопических лабораторных методов . 3 (3): 777.
  29. ^ Гилл, Гэри В. (2013). «Пятно Папаниколау». Цитопрепарат . Основы цитопатологии. Том. 12. стр. 143–189. дои : 10.1007/978-1-4614-4933-1_10. ISBN 978-1-4614-4932-4. ISSN  1574-9053.
  30. ^ Коул, Элберт К. (1943). «Исследования пятен гематоксилина». Технология окраски . 18 (3): 125–142. дои : 10.3109/10520294309105804. ISSN  0038-9153.
  31. ^ abcde Брейсгедл, Брайан (1986). История микротехники: эволюция микротома и развитие подготовки тканей (2-е изд.). Линкольнвуд, Иллинойс: ISBN Science Heritage Ltd. 978-0940095007.
  32. ^ аб Эллисон RT (1999). «Гематоксилин - из дерева». Дж. Клин Патол . 52 (7): 527–8. дои : 10.1136/jcp.52.7.527. ПМК 501496 . ПМИД  10605407. 
  33. ^ Кекетт, Джон Томас (1848). Практический трактат по использованию микроскопа. Библиотека иллюстрированных стандартных научных работ. Том. VI. Париж: Ипполит Байьер.
  34. ^ abc Манн, Густав (1902). Физиологическая гистология, методы и теория. Кларендон Пресс. п. 488.
  35. ^ abc Cook HC (1997). «Происхождение ... тинкториальных методов в гистологии». Дж. Клин Патол . 50 (9): 716–20. дои : 10.1136/jcp.50.9.716. ПМК 500167 . ПМИД  9389971. 
  36. ^ Георг фон Георгиевич (1902). Химическая технология текстильных волокон: их происхождение, строение, приготовление, стирка, отбеливание, крашение, печать и отделка. Скотт, Гринвуд и Ко. с. 180.
  37. ^ abcd Centeno, Сильвия А.; Ропрет, Полонка; Федерико, Элеонора Дель; и другие. (2009). «Характеристика комплексов Al (III) с гематеином в художественных чернилах из квасцового дерева». Журнал рамановской спектроскопии : н/д. дои : 10.1002/мл.2455. ISSN  0377-0486.