Hämatoxylin

Definition

Hämatoxylin ist ein basischer Farbstoff, der im Blauholz (Haeomatoxylon campechianum) enthalten ist. Er hat eine große Bedeutung bei histologischen Färbeverfahren.

Durch die sogenannte Hämatoxylin-Eosin-Färbung lassen sich Strukturen wie Zellkerne, Mitochondrien, elastische Fasern, etc. genau darstellen. Neben der medizinischen Anwendung findet Hämatoxylin auch Anwendung in der Produktion von Färbemitteln und Tinten.

Chemische Struktur und Eigenschaften

Hämatoxylin ist ein farbloser bis leicht beiger Stoff, der durch Oxidation in das ockerfarbene Hämatein (den eigentlichen Farbstoff) umgewandelt wird. Daher ist die Anwesenheit eines Oxidationsmittels bei der histologischen Anwendung unerlässlich. Dieser Vorgang alleine genügt aber noch nicht, um den histologisch verwendbaren Färbeeffekt zu erzielen, es müssen zusätzlich Metall-Ionen hinzugefügt werden. Durch den Zusatz mehrwertiger Kationen entstehen Farbstoffkomplexe durch Chelatbildung. Diese Kationen können z. B. Eisen oder Aluminium sein (sog. Hämalaune).

Die Metallkomplexe ergeben schlussendlich den deutlichen Färbeeffekt.

Darstellung

Zunächst wird aus dem Kernholz von Hämatoxylon-Sorten ein wässriger Extrakt hergestellt. Aus diesem wird das Hämatoxylin mit Ether extrahiert. Ein seltener angewandtes Verfahren besteht darin, den Farbstoff aus dem wässrigen Extrakt mit Harnstoff auszufällen. Neben der natürlichen Gewinnung aus Haematoxylon campechianum ist mittlerweile auch eine synthetische Herstellung möglich

Geschichte des Hämatoxylins

Bereits in 14. Jahrhundert wurden Blauholzextrakte in Amerika genutzt, ehe sie im Jahre 1520 durch Hernán Cortés nach Europa gebracht haben.

Anwendung in der Histologie

Je nach Wahl der zugegebenen Kationen, des Oxidationsmittels und der Konzentration an Hämatoxylin gibt es zahlreiche verschiedene Anwendungsgebiete. Es können also eine Vielzahl von Färbelösungen auf der Basis von Hämatoxylin gewonnen werden (z.B. Färbelösung nach Ehrlich, Weigert, Maier, Harris, Heidenhein, Verhoeff). Grundsätzlich dient Hämatoxylin dem Sichtbarmachen von spezifischen Zellstrukturen wie z.B.:

Parallel zur Hämatoxylin-Färbung, die v.a. den Zellkern identifizieren soll, wird eine Färbemethode angewendet, die das Zytoplasma als Kontrast zum Zellkern einfärbt. Die wichtigste Gegenfärbung ist die Färbung mit Eosin, man spricht dann in Kombination von der Hämatoxylin-Eosin-Färbung. In der Regel erscheinen die Zellkerne dabei dunkelblau, während das umliegende Zellmedium rosa eingefärbt wird. Anders stellt es sich bei der Einfärbung von bindegewebigen Strukturen aus: Hier bedient man sich der Eisenhämatoxylin-Färbung in Kombination mit einem Farbstoff aus dem sauren Milieu wie z.B. Anilinblau, Säurefuchsin, Pikrofuchsin oder Orange G.

Ein weiteres, sehr wichtiges und weit verbreitetes Anwendungsgebiet des Hämatoxylins ist die Immunhistochemie. Dabei handelt es sich um eine Methode, bei der Proteine durch die Zugabe von Antikörpern eingefärbt und sichtbar gemacht werden. Dadurch lässt sich eine genaue Lokalisation des Proteins vornehmen. Bei der Hämatoxylinfärbung wird mit Hämalaun eine Kernfärbung als Kontrastfärbung eingebracht. Die Färbung zeigt hier zart-blaue Kerne.