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病理检查中冰冻切片冰晶多的原因有哪些?

发布时间 :2023-11-16
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▎本期科普作者:病理科 主管技师 周超群



大家好

这里是『医生说』

在病理学中

冰冻切片是一种常用的技术手段

用于对组织样本进行快速凝固和切割

以便进行显微镜下的观察和分析

然而有时会发现冰冻切片中出现了过多的冰晶

影响了切片的质量和解读结果

今天病理科的老师就从专业角度

分析病理中冰冻切片冰晶多的原因

这是一篇【专业向】的科普

病理专业的小伙伴们一起来学习吧!



1、温度控制不当


1.1. 冷冻台温度过低

冷冻台温度设置过低,组织样本在冷冻过程中会迅速冷却。这种超速冷冻会导致组织内的水份快速结冰,形成较大的冰晶。同时,过低的冷冻台温度可能导致组织样本冷冻不均匀。某些部分可能会过快地冷冻,而其他部分则没有充分冷冻。这种冷冻不均匀会导致冰晶的形成增多。另外,极低的冷冻台温度可能对组织质量产生负面影响。过度冷冻会引起组织细胞的破裂和形态变化,从而增加了冰晶的形成。最后过低的冷冻台温度会使组织样本变得过硬,切割时会增加切片的难度。刀片与组织接触的时间较短,组织无法充分冻结,从而导致冰晶的形成增多。需要合理调整冷冻台温度,确保温度适宜,使组织样本能够均匀、充分地冻结,从而减少冰晶的形成。


1.2. 切片刀温度过高

切片刀温度过高会导致组织样本表面快速融化。当组织表面融化后再重新冷冻时,会形成更多的冰晶。高温切片刀可能会溶解组织中的脂质结构。脂质在冷冻过程中起到保护组织的作用,如果被溶解,则会导致组织样本的结构破坏和冰晶形成增多。另外,切片刀温度过高会导致水份在切割过程中更快地挥发。如图1中,水份的迅速挥发会使组织样本变得更干燥,增加冰晶形成的可能性。


图1 组织脱水过度


因此,为了减少切片刀温度过高引起的冰晶增多问题,需要合理调整切片刀温度,通常在-15℃至-20℃之间,以保持组织样本的完整性和结构稳定性。同时,控制切片速度和切片厚度,以确保组织样本能够充分冻结,减少冰晶形成的可能性。


1.3 冷冻速度过慢

冷冻速度过慢会导致组织样本在冷冻过程中逐渐结晶形成冰晶。冰晶的数量会随着冷冻时间的延长而增加。慢速冻结可能导致组织内部水份分布不均匀。一些区域的水份可能已经结晶,而其他区域的水份仍处于液态状态。这种不均匀的水份分布会增加冰晶的形成。冷冻速度过慢会使冰晶的生长时间变长,从而使冰晶尺寸增大。较大的冰晶会更容易破坏组织结构并影响切片质量。


为了减少冷冻速度过慢引起的冰晶增多问题,需确保冷冻速度适当,如使用图2中的快冷功能,以使组织样本迅速冷冻。或使用液氮或冷冻剂等方法加快冷冻速度。确保整个组织样本能够均匀地冷冻。


图2 开启快冷功能

2、切片过程中操作不当


当切片速度过快时,刀片与组织的接触时间较短,组织无法充分冻结。这会导致切片表面出现冰晶。切片刀角度不正确会导致切割力不均匀,造成切片表面的压力不均。这可能会使组织样本变形或破裂,进而增加冰晶的形成。切片速度过快和切片刀角度不正确可能导致组织的损伤,使得组织样本更容易形成冰晶。损伤的组织更容易受到冷冻过程中水份结晶的影响。切割过程中的不稳定性会导致切片质量下降,冰晶形成增多。


为减少切片速度过快和切片刀角度不正确引起的冰晶增多问题,需在切片过程中,控制切片速度,使得刀片与组织的接触时间足够长,确保组织充分冻结。确保切片刀的角度正确,避免切片过程中产生过多的压力,减少组织损伤和冰晶的形成。


3、组织水份过多


组织中的水份在冷冻过程中会结晶形成冰晶。当组织水份含量过多时,冰晶的形成机会就更多。同样,组织水份过多会增加冰晶的尺寸和数量。较多的水份会使冰晶更容易形成,并且可能会形成较大的冰晶。这是因为水份的结晶点通常在0℃以下,当组织中的水份超过一定限度时,其结晶点也会下降。因此,当温度降低到一定程度时,组织中的水份会开始结晶形成冰晶。组织中的水份含量超过了其溶解度,在冷冻过程中,由于温度的降低,水份开始从过饱和状态逐渐结晶形成冰晶。同时,组织水份过多会导致冷冻速度变慢,使得水份有更多的时间结晶形成冰晶。另外,组织水份过多可能导致冷冻温度不低,使得水份无法快速结晶,增加了冰晶的形成机会。


图3 肾脏组织,大量细胞外冰晶


为减少组织水份过多引起的冰晶增多问题,需在进行冷冻切片之前,可以通过脱水处理来减少组织中的水份含量。使用适当的脱水剂,如酒精或乙醚,可以帮助去除多余的水份。适当的固定处理可以帮助稳定组织结构并减少水份含量、适当的冷冻速度和温度控制有助于减少组织中的水份含量。通过合理调整冷冻速度和温度,可以使水份更快地结晶形成冰晶,从而减少水份的存在。


【结语】在病理学中,导致冰冻切片冰晶增多的原因有多个因素。一方面,组织冷冻速度过慢、温度控制不当以及水分含量过多都会增加冰晶的形成。另一方面,切片过程中切片速度过快、切片刀角度不正确也会导致冰晶的增加。冰晶的存在会对切片质量产生不利影响,破坏组织结构并影响观察和分析结果的准确性。为了减少冰晶的形成,需要适当调整冷冻速度和温度,充分固定组织,控制切片速度和角度等。通过合理的操作流程和技术手段,可以提高冰冻切片的质量,减少冰晶的产生,以获得更准确的病理学观察结果。



医学科普  仅供参考

END




责编:吴行 编辑:杨昕昕 校对:陈聪 朱桓均

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