細(xì)胞內(nèi)某些化學(xué)物質(zhì)的光學(xué)上的數(shù)量進(jìn)行分析。最常用的方法有吸收量度法、熒光測(cè)定法、干涉量度法、反射量度法等。原位定量測(cè)量包括對(duì)切片厚度的測(cè)定,和對(duì)一個(gè)特定細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)區(qū)域的定量測(cè)量,以及放射自顯影顆粒的計(jì)數(shù)和自動(dòng)影像分析。自動(dòng)影像分析是將光掃描系統(tǒng)和電子計(jì)算機(jī)連在一起進(jìn)行定量分析,是定量細(xì)胞化學(xué)分析細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的最好方法。
細(xì)胞化學(xué)對(duì)酶的研究一般是將薄的冰凍切片用適宜的底物溫育,然后來測(cè)定酶在細(xì)胞內(nèi)的位置。
細(xì)胞光度法是利用某些細(xì)胞組分會(huì)吸收不同的紫外光的特點(diǎn)進(jìn)行研究區(qū)分,如核酸吸收光波是260納米,蛋白質(zhì)是280納米,有些染色反應(yīng)產(chǎn)物也有對(duì)可見光譜的特異吸收能力,都可用細(xì)胞光度計(jì)進(jìn)行定量分析。 熒光顯微是用通過檢測(cè)細(xì)胞的自發(fā)熒光,或與熒光染料結(jié)合后產(chǎn)生的熒光來進(jìn)行研究的方法。有些化合物受到紫外光照射時(shí),能吸收輻照,并發(fā)出可見光,稱自發(fā)熒光。有些化合物或細(xì)胞組織的成分,本身不發(fā)熒光,但能有選擇的吸收不同的熒光性物質(zhì)后,也能發(fā)熒光,稱為次級(jí)熒光。
利用自發(fā)熒光或吸收熒光素可以用來鑒定細(xì)胞組織的物質(zhì),如維生素、類脂質(zhì)、色素、致癌物,一些其他偶氮染料,奎寧、磺胺類、青霉素等藥品,鈾及其他金屬衍化物等已日見重要,特別是腫瘤細(xì)胞的鑒定及抗體抗原的顯示。
熒光鑒定的一個(gè)重要進(jìn)展是發(fā)現(xiàn)用副甲醛固定冰凍干燥的組織與兒茶酚胺和吲哚胺產(chǎn)生冷凝作用,可相應(yīng)地發(fā)散綠色和黃光熒光。利用此種熒光反應(yīng)結(jié)合顯微分光攝像法,已對(duì)交感神經(jīng)節(jié)中小強(qiáng)熒光細(xì)胞內(nèi)兒茶酚胺的性質(zhì)進(jìn)行了研究。
組織化學(xué)家格莫里是最早進(jìn)行這方面工作的科學(xué)家,他在測(cè)定堿性磷酸酶時(shí)是用甘油磷酸鈉為底物,酶水解釋放的磷酸根與底物溶液中的某些離子結(jié)合產(chǎn)生非溶性的金屬鹽,后又轉(zhuǎn)變成金屬鉛,硫化鉛,硫化鉆及其他有色的化合物而得以顯示出來。
利用物理技術(shù)研究各種細(xì)胞組分的方法主要有細(xì)胞光度法、熒光顯微法、免疫細(xì)胞標(biāo)記等。
在免疫電鏡細(xì)胞化學(xué)的研究中,1974年麥克萊恩和納卡內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)應(yīng)用副甲醛混合液能使細(xì)胞內(nèi)抗原更為穩(wěn)定。1976年文德爾沙弗-克拉布等發(fā)現(xiàn)用未標(biāo)記抗體酶方法研究病毒的抗原的超微結(jié)構(gòu)定位要比應(yīng)用鐵蛋白標(biāo)記抗體要成功的多,同時(shí)發(fā)現(xiàn)將組織塊切成薄片后包埋、溫育、染色,比將組織塊包埋前溫育、染色為優(yōu)。
免疫細(xì)胞標(biāo)記是用標(biāo)記的抗體測(cè)定細(xì)胞內(nèi)的抗原。應(yīng)用此種技術(shù)能在光學(xué)和電子顯微鏡水平下找出抗原的位置。直接顯示法主要步驟是先將組織驟冷,制成薄的切片 免疫細(xì)胞標(biāo)記,然后用偶聯(lián)的抗血清染色。常用的是間接顯示法,其原理是用熒光染料或一種酶標(biāo)記的第二抗體來加強(qiáng)第一抗原-抗體反應(yīng)。
這種方法在細(xì)胞生物學(xué)中日益顯示出重要性,許多細(xì)胞骨架蛋白,例如微管蛋白、肌動(dòng)蛋白、調(diào)鈣蛋白等均可用免疫細(xì)胞化學(xué)原理拄到它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)的位置,隨著生化提純的蛋白質(zhì)的加多,免疫細(xì)胞化學(xué)還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
細(xì)胞化學(xué)未來的發(fā)展方向是如何將細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)與局部的化學(xué)分析聯(lián)系起來,這將會(huì)對(duì)研究細(xì)胞成分方面起重要作用,還為自動(dòng)影像分析技術(shù)提供更多的新染色方法,使細(xì)胞組分著色對(duì)比清晰,便于細(xì)胞精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量測(cè)定。
定量細(xì)胞化學(xué)雖是細(xì)胞化學(xué)發(fā)展的主要方向,但仍有不少困難。有關(guān)儀器方面的問題已逐漸得到解決;但在固定細(xì)胞,反應(yīng)的化學(xué)計(jì)算方法和反應(yīng)產(chǎn)物的彌散等方面仍存在 不少困難。判斷任何定量細(xì)胞化學(xué)方法均有賴于用正確的模式系統(tǒng),還要與其他方法所得的結(jié)果進(jìn)行比較,方能滿足今后研究的需要。
細(xì)胞化學(xué)的研究在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、醫(yī)療等學(xué)科和方面都有著廣泛的應(yīng)用,如癌細(xì)胞檢測(cè)等。