林芝源,吳圻榮,李 灝,彭彩霞
(茂名市職業(yè)病防治院,廣東茂名 525011)
表面活性劑有多種功能,應用廣泛。某些表面活性劑能使血液細胞發(fā)生裂解,具有溶血作用,在醫(yī)學檢驗中常用來配制溶血劑或清洗劑[1]。國內(nèi)關于表面活性劑溶血能力的研究報道較少,曾有學者用鴨血來做實驗樣本的溶血研究[2],但人與動物的紅細胞(RBC)有差異。微核測試是遺傳毒理學檢測方法,是評價輻射損傷的指標之一,微核制片過程須除去RBC,對溶血劑的選擇還是一大難題,目前采用的KCl低滲溶血法[3],其溶血時間長,溶血程度較難把握,影響結(jié)果的準確性。本文采用人外周血液為實驗樣本,探討了陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)、非離子表面活性劑辛基苯基聚氧乙烯醚(TritonX-100)、乳化劑辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)等的溶血特性,對選擇表面活性劑CTAB用于微核制片的作用機制進行了研究,為臨床應用溶血試驗以及提高微核制片的質(zhì)量提供依據(jù)。
1.1 研究對象 來自職業(yè)體檢的參檢人員,靜脈抽血,EDTA-K2抗凝,通過體檢結(jié)果查詢RBC各項數(shù)據(jù),選取MCV在85~97 fl之間、Hb在120~168 g/L之間的新鮮血液。另外,選擇MCV分別為:98.1,92.3,86.2,79.8,73.5,67.5和61.7 fl的血液樣本7例,每例樣本一分為二,其中一份作為對照組。
1.2 儀器和試劑 721分光光度計(上海精密儀器有限公司),光學顯微鏡(日本OLYMPUS公司)。CTAB(山東濟寧化工研究所,AR);SDS(廣州市中南化工儀器有限公司,AR);TritonX-100(博美生物科技有限公司,進口分裝,純度>99.0%);OP-10(天津市北聯(lián)精細化工有限公司,CP)。
1.3 研究方法
1.3.1 樣本處理:抗凝血液用生理鹽水1∶4稀釋洗滌2次(對照組除外),按比容配制成一定濃度的RBC懸液(v/v)。
1.3.2 試劑配制:稱量一定重量的表面活性劑,用熱蒸餾水溶解后配制成20 g/L的原液,再用生理鹽水稀釋為應用液。
1.3.3 溶血試驗:等滲條件下,紅細胞懸液與表面活性劑溶液混合,溶血15 min,離心吸取上清液稀釋一定的倍數(shù),于540 nm波長比色,用吸光度(A)來比較溶血程度。溶血能力比較試驗:50%(v/v)RBC懸液0.50 ml與2.0 g/L表面活性劑溶液0.2 ml混合,重復3次;溶血敏感度比較試驗:3.0%(v/v)RBC懸液與不同濃度的表面活性劑溶液等體積混合(混合液最終濃度為原液的1/2),觀察5s~10s內(nèi)完全溶血時(懸液透明)所需表面活性劑的最低濃度,重復5次;懸液RBC含量對溶血能力的影響試驗:RBC懸液倍比稀釋成7個梯度(50.00%,25.00%,12.50%,6.25%,3.12%,1.56%和0.78%),分別取0.50 ml與1.0 g/L的表面活性劑溶液0.15 ml混合,重復3次;MCV大小、RBC洗滌與否對溶血能力的影響試驗:7例MCV不同的樣本,洗滌組和對照組(未洗滌)同時配成25% RBC懸液,分別取1.00 ml與1.0 g/L的CTAB 溶液0.20 ml混合,重復3次。
1.3.4 白細胞形態(tài)改變的觀察與判斷標準:取濃度分別為0.1,0.5和1.0 g/L的CTAB溶液與3%(v/v)RBC懸液等體積混合(混合液最終濃度為原液的1/2),完全溶血后(約10 s)用顯微鏡觀察白細胞形態(tài)的變化,重復5次。判斷標準:白細胞形態(tài)完整,胞膜圓滑(-);出現(xiàn)胞漿膨出或胞膜陷入的細胞(±);胞漿膨出或胞膜陷入的細胞占20%以上(+);見到胞漿消失的裸核(++);裸核占20%以上(+++)。
1.4 統(tǒng)計學分析 利用SPSS16.0軟件進行統(tǒng)計學分析,兩組間比較采用非參數(shù)秩和檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 溶血能力比較 4種表面活性劑CTAB,SDS,TritonX-100和OP-10的溶血結(jié)果(相對A值)分別為:0.635,0.382,0.205和0.198,溶血能力強弱依次為:CTAB>SDS>TritonX-100>OP-10。
2.2 溶血敏感度比較 10 s內(nèi)完全溶解1.5%(v/v)RBC懸液時,混合液所需各種表面活性劑的最低濃度分別為CTAB:0.05 g/L,SDS:0.08 g/L,TritonX-100:0.14 g/L和OP-10:0.15 g/L。
2.3 RBC含量對溶血能力的影響 結(jié)果見表1。RBC濃度由低到高,4種表面活性劑的吸光度(相對A值)在一定范圍內(nèi)與RBC濃度呈正比,當溶血不完全時,隨著RBC含量的增加而降低,溶血程度曲線表現(xiàn)為兩邊低中間高的峰形。
表1 RBC含量對溶血能力的影響(相對A值)(n=3)
2.4 MCV大小、RBC洗滌對溶血能力的影響 結(jié)果見表2。對照組吸光度(相對A值)低于洗滌組,差異有統(tǒng)計學意義(Z=-2.366,P=0.018);兩組的吸光度(A值)都隨著MCV的減小而降低。
表2 MCV大小、RBC洗滌對溶血能力的影響(相對A值)(n=3)
2.5 CTAB對白細胞形態(tài)的影響 結(jié)果見表3。在0.05 g/L CTAB混合液中,RBC溶解后白細胞(粒細胞和淋巴細胞)胞漿仍保持完整,60 s出現(xiàn)胞漿膨出或胞膜陷入的不規(guī)則形狀,300 s后或CTAB濃度增大時,可見到胞漿消失的裸核。
表3 CTAB對白細胞形態(tài)的影響(n=5)
3.1 目前,表面活性劑溶血機理尚未清楚,一般認為是表面活性劑對細胞膜上的脂類有特殊作用,能使細胞膜發(fā)生變化,低濃度時可改變細胞膜的結(jié)構,提高細胞膜的滲透性,使細胞吸水后膨脹破裂而導致溶血;當濃度高達一定范圍時,表面活性劑在細胞膜上達到飽和,使細胞膜發(fā)生溶解導致溶血[4]。另一方面,細胞膜表面的脂蛋白對表面活性劑有淬滅作用,膜表面的脂蛋白越多,表面活性劑對細胞膜的破壞作用越弱[5]。
本課題用人外周血液探討了各種表面活性劑的溶血特性,研究發(fā)現(xiàn),陽離子表面活性劑CTAB的溶血能力最強,這與文獻[2]報道的TritonX-100溶血能力最強、SDS溶血能力大于CTAB的結(jié)果不相符,這是否為試驗方法或是試驗材料的差異,有待以后深入研究。本研究結(jié)果顯示,當溶解液中RBC過剩時,溶血程度隨著RBC含量的增加而降低,可能是紅細胞膜表面的脂蛋白對表面活性劑有淬滅作用,出現(xiàn)抗溶血作用的緣故,因為RBC含量越多,膜表面積越大,脂蛋白含量越多。此外,本研究結(jié)果還顯示,RBC濃度(v/v)一定時,溶血程度隨著MCV的減小而降低,也可能與紅細胞膜表面積比例增大有關,因為相同比容的懸液,RBC體積越小,其含細胞數(shù)越多,膜表面積也越大。這些研究結(jié)果提示紅細胞膜對表面活性劑有一定的抗溶血作用,一定濃度的混合液紅細胞膜表面積越大,溶血程度越低。另外,本研究結(jié)果還顯示,未洗滌RBC懸液其溶血程度低于洗滌組(P<0.02),可能是未洗滌RBC懸液含有較多的血漿,血漿中的脂質(zhì)或蛋白質(zhì)等成分消耗了部分表面活性劑的緣故。這表明血漿對表面活性劑有一定的降溶血作用。
本實驗表3結(jié)果顯示,在0.05 g/L CTAB溶解液中,紅細胞溶解后,白細胞胞漿仍保持一定的時間,最后才變?yōu)槁愫?。這表明,在低濃度的CTAB溶解液中,CTAB對紅細胞膜的破壞作用較白細胞強。
3.2 微核制片過程的主要步驟是除去紅細胞,獲得足夠數(shù)量的淋巴細胞,如何去除紅細胞而又保證淋巴細胞的完整是微核制片的關健[6],因此,微核制片所用的溶血劑必須具有對紅細胞的破壞作用較淋巴細胞強、或者選擇性地破壞紅細胞的功能。本研究結(jié)果表明,低濃度的CTAB溶液具有對紅細胞的破壞作用較淋巴細胞強的特性,適用于微核制片。這是由于紅細胞膜與淋巴細胞膜的結(jié)構和成份比例有差異[7],對表面活性劑的敏感性不同,可以作如下解釋:①紅細胞表面帶負電荷,易與陽離子表面活性劑CTAB通過靜電作用吸附于其表面[8],加速其溶解過程。②低濃度的表面活性劑能改變細胞膜的滲透性,使細胞吸水膨脹,而紅細胞膜結(jié)構簡單,對膨脹的耐受能力較差,易破裂。③脂蛋白對表面活性劑有淬滅作用,在各種細胞中,紅細胞膜表面含脂蛋白最少[5],在同一溶解液中比其他細胞先溶解。④隨著RBC的溶解,CTAB本身被消耗,使其在溶液中的游離濃度逐漸降低,隨后減弱了溶解液對淋巴細胞的破壞作用。因此,在合適的CTAB濃度和一定的溶血時間內(nèi),能使紅細胞完全溶解,而淋巴細胞維持原有體積狀態(tài),然后經(jīng)固定劑固定,使胞漿得以保留[9]??梢姡帽砻婊钚詣〤TAB溶血除去紅細胞,與常規(guī)低滲法相比較,更容易獲得胞漿完整的淋巴細胞。
綜上所述,表面活性劑溶血能力與RBC含量、MCV大小、RBC洗滌與否等有關,陽離子表面活性劑CTAB的溶血能力最強,對紅細胞的破壞作用較各種白細胞強,是分離血液淋巴細胞的較理想溶血劑,但是,如果濃度過高或溶血時間過長,超出了其承受的限度,細胞膜也會受損甚至成為裸核,因此,掌握表面活性劑的溶血特性,調(diào)試合適的濃度比例和溶血時間,是獲得高質(zhì)量微核制片的關鍵。