铀的替代方案！生物电镜染色新方法

醋酸铀酰（UA）通常用作生物电子显微镜超薄切片的染色溶液。醋酸铀酰作为一种放射性核材料，受严格的国际法规约束。日本科研人员为了开发一种替代的、易于使用的超薄切片染色方法，研究了各种商用光学显微镜染料。研究人员发现，Mayer's苏木精(MH)-Reynold’s柠檬酸铅溶液的染色结果与醋酸铀酰-Reynold’s柠檬酸铅溶液的染色结果相当，因此，该方法被认为是可靠且有希望的替代醋酸铀酰染色的新方法。

1958年，Watson报道了用醋酸铀酰对生物标本进行电镜染色的方法。此后，醋酸铀酰和铅溶液的双重染色法因其简单和最佳的染色结果，已在世界各地的电子显微镜设备中使用。此外，电子显微镜（EM）中的阵列层析成像（如有连续截面透射电子显微镜（TEM）或扫描电子显微镜（SEM）、连续块面成像SEM）和聚焦离子束SEM）最近在很多生物科学学科中得到了越来越广泛的应用。阵列层析成像比串行块面部成像SEM和聚焦离子束SEM更具灵活性，因为它保留了所有部分。最近的技术进步使我们能够制备300–5000个连续超薄切片标本，用醋酸铀酰染色，并通过TEM获取图像，从而产生万亿字节的数据。在此过程中，需要大量醋酸铀酰。然而，由于严格的国际法规，获得铀酰化合物最近变得很困难。此外，由于它们被用作武器的核材料，预计在世界范围内对其使用以及可用性、储存和处置的限制也将更加严格。

虽然已经提出了几种醋酸铀酰替代品用于染色，但没有一种能够有效地替代醋酸铀酰。因此，醋酸铀酰仍是生物研究领域电镜研究的最佳染色液。

日本科研人员建立了一种新的染色方法，使用易于处理的预染色剂，作为醋酸铀酰和其他重金属双重染色的替代方法。科研人员检查了光镜方法中常规使用的各种基本染色溶液，以确定替代试剂，该试剂可以染色嵌入环氧树脂中的常规制备的薄片和半薄片。

（a–h）小鼠肝脏的EM图像用各种染料染色，然后用RPb染色。

用醋酸铀酰、MH、Gill No.3和Kernechtrot以及RPb染色的小鼠肝细胞的定量分析

用MH和RPb染色的各种细胞和组织的EM图像

铀酰铅染色流程可追溯到1958年。目前（2022年），透射电子显微镜已经发展成为一种对比度极大提高的仪器。现代电子光学、可变加速电压、可变孔径、高对比度和高分辨率图像传感器（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）相机图像记录以及高性能图像处理软件无疑将改善图像质量，即使是低对比度试样。然而，醋酸铀和铅的双重染色可能仍将在世界各地的许多电子显微镜设备中广泛使用。MH具有以下优势：稳定供应商业和经济可用的染料溶液，无需担心液体废物（因为它广泛用于对临床样本的石蜡切片进行染色以进行诊断）。染色时间为5-20分钟，与醋酸铀酰相同。然而，MH的一个缺点是，它染色为深蓝紫色，这使得在浸泡过程中很难看到网格。这可以通过污染MH溶液液滴上的网格来克服。

国际原子能机构的“电离辐射防护和辐射源安全国际基本安全标准”（BSS）规定了具体的豁免水平，国际上正在通过立法制定放射性材料的新法规。如上所述，与使用醋酸铀酰（放射性物质）的染色方法相比，MH RPb染色方法在试剂购买、搬运、储存和废液处理方面是一种简单而有用的方法。

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41598-022-11523-y