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H&E染色背後的科學：為什麼細胞核會變藍？
血紅素和伊紅染色（Hematoxylin and eosin stain，簡稱H&E染色）是組織學中最主要的組織染色方法之一。這種染色技術隨著時間的推移，在醫學診斷中成為基準，特別是在病理學領域。當病理學家查看疑似癌症的活檢樣本時，他們往往會依賴於這種染色方法。
H&E染色由兩種主要的染料組成：血紅素和伊紅。血紅素主要是將細胞核染成紫藍色，而伊紅則將細胞質和細胞外基質染成粉紅色，這使得病理學家能夠輕易區分細胞的核與質。此外，染色後的顏色模式還能顯示組織樣本的結構佈局和細胞的分佈情況，從而提供關鍵的組織學資訊。
這種染色技術自1877年由俄羅斯喀山帝國大學的化學家尼古拉斯·維索茨基（Nicolaus Wissozky）首次引入以來，便以其便捷和有效而被廣泛應用。
H&E的用途
H&E染色程序之所以成為組織學的主要染色方法，是因為其操作快速且成本低，同時能夠揭示大量的顯微解剖特徵。這種染色技術不僅能用於診斷多種組織病理狀況，還能適應各種不同的實驗室條件和組織固定劑的影響，這使其在實際應用中極具價值。
儘管H&E染色法具有廣泛的應用性，但在某些複雜的情況下，可能需要使用更具特異性的染色方法來獲得更清晰的對比度。
應用的方法
準備H&E染色的解析液有許多方法，且各實驗室的染色流程可能有所不同。雖然並不存在統一的標準程序，但根據經驗，細胞核通常會被染成藍色，而細胞質和細胞外基質則呈現粉紅色。這一標準化過程都能在不同的實驗室中保持較高的一致性。
在取得組織樣本後，通常會經過固定、脫水並嵌入熔化的石蠟中，接著再用微切刀將其切割成薄片。在這個過程中，樣本會附著於顯微鏡載玻片，其石蠟部分會用溶劑去除，隨後進行再水化，最終準備進行染色。
染色結果
血紅素染料主要使細胞的核呈現藍色或深紫色，而伊紅則染色細胞質及一些其他組織，形成多達五個不同的粉紅色調。這使得病理學家在觀察時能有效識別細胞的內部結構。值得注意的是，紅血球會被染得非常鮮紅，這使得它們在顯微鏡下容易辨認。
細胞核的染色原理在於血紅素和金屬鹽（通常是鋁鹽）形成的染料金屬複合體與DNA的結合。
染色的機制
雖然血紅素的氧化形式血紅素（hematein）是主要的顏色來源，但染色過程仍然是以血紅素命名。這是因為，當血紅素與金屬鹽結合時，它呈現出類似於陽性染料的特性，而伊紅則是一種陰性和酸性染料。細胞核的染色主要是依賴於顏色複合體與DNA之間的結合。這一過程與使用一些陽性染料進行核染色的機制有所不同。
此外，樣本中可能出現的黃褐色因內源性色素如黑色素所引起，而基底膜則需借助PAS染色或某些銀染色來使其可以清楚顯示。
H&E染色的實例
在診斷過程中，H&E染色被廣泛應用於不同組織的觀察，包括腫瘤、炎症及其他病理狀況。這不僅顯示了這種染色法的重要性，也讓專業人士在現實的醫學場景中得以發揮其重要作用。
H&E的顏色分布和樣本中結構的表現，提供了細胞學及組織學的重要視角。
隨著數位病理學的發展，H&E染色不僅仍然是現場診斷的金標準，還在數據分析和圖像處理方面展現出新的潛力。面對這樣一個廣泛應用的技術，其背後的科學機制仍然引發了許多問題，讓我們不禁思考：未來這項技術又將如何在醫學上繼續演進並提供更精確的診斷？
