Histologische Färbemethoden: Klassifikation, Mechanismen und Techniken

Überblick über die Färbearten

Die Wahl der Farbstoffe und deren Anwendung geben einen Überblick über die Struktur eines Gewebes.

Topographische Färbung

Farbige topographische Komponenten geben einen Überblick über die Struktur eines Gewebes.

Zytologische Färbung

Ermöglicht eine intime Darstellung der Zellstruktur, z.B. die zytologische Hämatoxylin-Eosin (HTX-Eo) Färbung, die auch bei Pap-Abstrichen angewendet wird.

Histochemische Färbung

Versucht, chemische Komponenten oder eine bestimmte Funktion hervorzuheben, z.B. die PAS-Färbung (Perjodsäure-Schiff) oder die Perls-Reaktion.

Strukturelle Färbung

Hebt strukturelle Aspekte von Gewebestrukturen hervor, z.B. MSB Masson (Kollagen), Orcein (elastische Fasern) oder Silberimprägnierung (Retikulin).

Färbeverfahren und Techniken

Direkte Färbung

Bei der direkten Färbung besitzt der Farbstoff eine einfache Affinität zum Gewebe (z.B. Eosin).

Indirekte Färbung

Die indirekte Färbung erfordert die Wirkung eines Verstärkers oder eines Beizmittels (Mordant). Das Beizmittel fungiert als Bindeglied zwischen dem Gewebe und dem Farbstoff (z.B. Chromsäure, Kaliumpermanganat).

Schritte zur Intensivierung

Einige Schritte führen zu einer Erhöhung der Selektivität und Intensität der Färbung, ohne als Bindeglied zu fungieren (z.B. Phenol).

Lackfärbung

Wenn die Behandlung des Gewebes mit Farbstoff und Beizlösung gleichzeitig in einer einzigen Lösung durchgeführt wird, spricht man von einem Lack. Diese Färbung wird als indirekt bezeichnet, wenn Farbstoff und Beize gleichzeitig oder als eigenständiger Verstärker wirken.

Progressive und Regressive Färbung

• Progressive Färbung: Die Färbung wird gestoppt, sobald die gewünschte Farbtiefe erreicht ist.
• Regressive Färbung: Zuerst wird das Gewebe überfärbt, dann wird der überschüssige Farbstoff durch Differenzierung (z.B. Ethanol, Aceton) entfernt.

Imprägnation

Die Imprägnation ist eine Methode, die auf der Ablagerung von Schwermetallsalzen auf oder innerhalb von Zellen und Gewebebestandteilen basiert.

Mechanismen der Färbung

Physikalische Mechanismen

Basieren auf physikalischen Eigenschaften wie:

• Auflösung: Der Farbstoff ist im Gewebe löslicher als im Lösungsmittel.
• Imprägnierung: Selektive Fällung von Molekülen großen Volumens, die zwischen den Fasern des Gewebes eingeschlossen werden.

Chemische Mechanismen

Basieren auf einer chemischen Reaktion zwischen dem Farbstoff und der Gewebestruktur, die zu einer neuen Verbindung führt.

Physikochemische Mechanismen

Basieren auf elektrostatischer Anziehung zwischen dem Farbstoff und dem Gewebe.

Klassifikation der Farbstoffe

Klassifikation nach Herkunft

Natürliche Farbstoffe

Sie sind seltener und werden aus bestimmten Pflanzen und Insekten gewonnen (z.B. Karmin, Hämatoxylin (HTX), Safranin).

Künstliche Farbstoffe

Sie sind sehr zahlreich und leiten sich von Anilinderivaten ab.

Klassifikation nach Chromophor

Der Chromophor ist die chemische Gruppe, die für die Farbe verantwortlich ist:

Nitro- oder Nitrosoderivate

Enthalten die Nitro-Gruppe (-NO₂) oder Nitroso-Derivate (-N=O) des Benzols oder Naphthalins, oft in Verbindung mit Hydroxyl- oder Amino-Gruppen (z.B. Pikrinsäure).

Azogruppen-Derivate

Enthalten die Azogruppe (-N=N-) und leiten sich von Benzol- oder Anthracenringen ab.

Anthrachinon-Derivate

Gewonnen durch Oxidation des Chromophors aus Anthracen-Derivaten.

Acridin-Derivate

Enthalten die Imino-Gruppe (=C=N-).

Kinonimine-Derivate

Eingeteilt in Oxazinicos, Acinicos und Thiazinicos.

Diphenylmethan- und Triphenylmethan-Derivate

Z.B. Auramin (Diphenylmethan) und Fuchsin (Triphenylmethan). Ihr Chromophor ist =C=CH.

Xanthen-Derivate

Mit abgeleiteten Chromophoren.

Phthalocyanine

Wie Alcianblau oder Alcian-Gelb, die einen molekularen Ring besitzen, der an Hämoglobin erinnert.

Klassifikation nach chemischer Natur (Auxochrom)

Auxochrome sind Gruppen, die für die Gesamtladung des Farbstoffs verantwortlich sind und die Färbeeigenschaften bestimmen.

Basische Farbstoffe (Kationisch)

Sie besitzen kationische Auxochrom-Gruppen (positive Ladung) und werden verwendet, um saure Strukturen wie Nukleinsäuren zu färben (z.B. HTX-Lacke).

Saure Farbstoffe (Anionisch)

Sie besitzen anionische Auxochrom-Gruppen (negative Ladung) und färben im Allgemeinen basische Strukturen im Zytoplasma der Zellen (z.B. Eosin).

Neutrale Farbstoffe

Sie sind weder sauer noch basisch, sondern Salze (z.B. Eosin-Methylenblau).

Indifferente Farbstoffe

Sie besitzen keinen definierten basischen, sauren oder Salz-Charakter und färben Gewebe in der Regel durch physikalische Imprägnation.

Orthochromasie und Metachromasie

Orthochromasie

Die meisten gefärbten Gewebe nehmen die gleiche Farbe an wie der verwendete Farbstoff.

Metachromasie

Bei der Verwendung bestimmter basischer Anilinfarbstoffe werden einige Gewebestrukturen in einer anderen Farbe gefärbt als der Farbstoff selbst. Die so gefärbten Strukturen werden als chromotrop bezeichnet.