Chemische Fixierung

von lateinisch: fixare - befestigen, festlegen

1 Definition

Die chemische Fixierung ist eine histologische Fixierungstechnik, die spezielle chemische Verbindungen (Fixativa) verwendet. Sie dient dazu, den Zustand von Zellen und Gewebe im Präparat möglichst naturgetreu festzuhalten.

2 Hintergrund

Bei der chemischen Fixierung werden verschiedene Moleküle in der Zelle durch Chemikalien so verfestigt, dass sie ihre natürliche Form im Schnittpräparat beibehalten. Dabei kann es jedoch zu Veränderungen der biologischen Strukturen (Artefakte) kommen, welche minimal sein sollen. Ein gutes chemisches Fixiermittel sollte schnell eindringen, gut vernetzen und stabilisieren, keine Artefakte (z.B. Verklumpungen von Eiweißen) bilden und das Aussehen und die Anordnung der biologischen Strukturen möglichst wenig beeinflussen.

3 Fixativa

Neben der Einordnung in koagulierende und nicht-koagulierende Fixiermittel, können allgemein vier Gruppen unterschieden werden:

3.1 Alkohole (und Essigsäure)

Die Fixierung erfolgt maßgeblich durch den Entzug von Wasser, der ausgeprägter ist als bei anderen chemischen Fixiermitteln. Alkohole beeinflussen die Zusammensetzung der Eiweißkörper nicht, fälllen sie jedoch aus. Andere Bestandteile, welche in wässrigen Medien lösbar sind, werden in dem denaturierten Eiweiß eingeschlossen und können somit immobilisiert werden (z.B. Glykogen, Harnsäure, Schleimstoffe). Eine Färbung fällt nach der Fixierung mit Alkohol meist sehr gut aus. Ein Nachteil ist jedoch die Extraktion der Lipide und des Hämoglobins.

3.2 Aldehyde

Das am häufigsten verwendete Aldehyd-Fixiermittel ist Formalin (4-10% Formaldehyd in isotoner gepufferter Kochsalzlösung). Es bindet sich vor allem an Aminogruppen und fixiert auch größere Gewebepartien relativ schnell. Durch die Eiweißvernetzung verlieren die meisten Proteine einen Teil ihrer morphologischen Struktur und ihre Funktion (Primärstruktur wird jedoch nicht verändert). Lipide und nicht protein-assoziierte Kohlenhydrate können nicht fixiert werden. Weitere Aldehyd-Fixiermittel sind Glutaraldehyd und Akrolein.

3.3 Oxidationsmittel

Osmiumtetroxid wird vor allem als Nachfixierung in Verbindung mit anderen chemischen Fixiermitteln verwendet. Lipide lassen sich durch dieses Mittel sehr gut verbinden und dadurch fixieren. Weitere starke Oxidationsmittel sind Kaliumpermanganat und Chromsäure.

3.4 Gerbstoffe

Diese binden an Aminogruppen und vernetzen Proteine.

Um das beste Fixierergebnis zu erhalten, ist es ratsam, eine Mischung mehrerer Fixiermittel zu verwenden.