در روند انجام مطالعات پژوهشی و آزمایش‌های تشخیصی در آزمایشگاه‌های پزشکی مخصوصاً آزمایشگاه‌های پاتولوژی و هیستوپاتولوژی بعضی مواد و محلول‌ها اهمیت بالایی دارند. این عوامل هم در دامنه موارد استفاده هم در میزان تأثیرگذاری بر صحت نتایج برای متخصصین و تکنسین‌ها نقش ابزار حیاتی را بازی می‌کنند. یکی از این عوامل محلول فرمالین است. شما نمی‌توانید آزمایشگاه پاتولوژی خود را بدون فرمالین تصور کنید. در این مقاله پاتولوژی شاپ می‌خواهیم موضوع رقیق سازی فرمالین را برای انواع کاربردها در آزمایشگاه پاتولوژی مورد بررسی قرار دهیم. با ما همراه باشید.
فرمالین در پزشکی
ساده‌ترین آلدئید فرمول شیمیایی H2CO و دارای نقطه جوش 21- درجه سانتیگراد است. فرمالدئید اولین بار توسط شیمیدان روسی الکساندر باتلروف در سال 1859سنتز شد اما به طور قطعی توسط هافمن در سال 1867 شناسایی شد. ترکیب شیمیایی فرمالدئید، گازی با بوی تند است. نکته جالب اینکه فرمالدئید به عنوان یک محصول جانبی فعالیت‌های متابولیک در اکثر موجودات از جمله انسان‌ها نیز تولید می‌شود.
فرمالین قابلیت حلالیت بالایی در آب دارد، از آن به عنوان به عنوان یک ضد عفونی کننده صنعتی و همچنین نگهدارنده اجساد در سردخانه‌ها و تثبیت کننده بافت در آزمایشگاه‌های پزشکی استفاده می‌شود. همچنین در برخی غذاها و محصولات مانند ضدعفونی کننده‌ها، داروها و لوازم آرایشی نگهدارنده است
در مطالعات تشخیصی و آماده سازی نمونه‌ها برای تشخیص فرمالین رایج‌ترین ماده نگهدارنده مورد استفاده است. فورمالدئید علاوه بر استفاده به عنوان یک ماده نگهدارنده در آزمایشگاه‌های پزشکی، به عنوان یک ضدعفونی کننده و یک بستر کار در تولید واکسن‌ها استفاده می‌شود (به عنوان مثال برخی از واکسن‌های آنفولانزا، فلج اطفال و هپاتیت از آن برای غیرفعال کردن ویروس‌ها و سم زدایی سموم باکتریایی استفاده می‌کنند).
فرمالدئید همچنین در اوایل زنجیره تأمین بالادستی برای ساخت ترکیبات مورد استفاده در ایجاد وسایل پزشکی نجات دهنده (به عنوان مثال: ضربان ساز، دریچه‌های قلب مصنوعی و پروتزها) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد فرمالین در آزمایشگاه
در آزمایشگاه برای کاربردهای مختلف، طبق پروتکل‌های استاندارد نسبت‌های مختلفی از محلول فرمالین آماده سازی می‌شود. بیشترین کاربرد محلول فرمالین در آزمایشگاه به عنوان تثبیت کننده بافت است. علاوه بر آن از محلول فرمالین به عنوان محلول نگهدارنده برای بافت‌های ثابت یا نمونه‌های اندام در آزمایشگاه‌های پاتولوژی استفاده می‌شود.
فرمالین یک تثبیت کننده اقتصادی و عالی با توانایی تثبیت کنندگی مناسب است. در آزمایشگاه‌های پاتولوژی و هیستولوژی فرمالین به عنوان تثبیت کننده اتصال متقابل، پروتئین‌ها را با سایر پروتئین‌ها و همچنین اسیدهای نوکلئیک از طریق اتصال عرضی و پیوند متقابل اسیدهای نوکلئیک با یکدیگر می‌پیوندد. این امر ساختار بافت را برای ارزیابی بافت شناسی تثبیت می‌کند.
فرمالین باید قبل از استفاده به عنوان نگهدارنده، با آب رقیق شود. نسبت‌های مختلفی از ترکیب فرمالدئید و آب برای کاربردهای متفاوت در آزمایشگاه‌ها ترکیب می‌شوند و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
محلول اشباع فرمالدئید در آب گاهی اوقات فرمالین قوی، فرمالین 100% یا فرمالین اشباع نامیده می‌شود که همه به یک چیز اشاره دارند.
البته فرمالین تحت عناوین مختلف نیز در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این اشکال عبارتند از:
- متیل آلدئید. Methyl aldehyde.
- متیلن گلیکول methylene glycol(دیول در محلول آبی تشکیل می‌شود)
- متیلن اکسید. Methylene oxide.
- فرمالین (محلول آبی) Formalin (aqueous solution)
- فرمل (Formol)
- کربونیل هیدرید. Carbonyl hydride
- متانون
- اکسومتان.
کاربرد فرمالین 10 درصد در آزمایشگاه پاتوبیولوژی
پرکاربردترین نسبت رقیق شده فرمالین در آزمایشگاه‌ها محلول 10 درصد فرمالدئید مخلوط شده در آب (یعنی 9 قسمت آب و 1 قسمت فرمالدئید) است. فرمالین ده درصد (یعنی محلول فرمالدئید 4 درصد) اغلب به عنوان محلول کاری برای اهداف متفاوت آماده می‌شود.
فرمالین 10% رقت 1:10 فرمالین 100% در آب است یعنی 1 قسمت فرمالدئید اشباع در آب رقیق شده با 9 قسمت آب ساده. از آنجایی که خود فرمالین 100 درصد، حاوی 40 درصد فرمالدئید است، رقت 1:10 حاوی 4 درصد فرمالدئید است. البته این محلول معمولاً حاوی مقداری متانول برای مهار پلیمریزاسیون است.
آشنایی با روش‌های رقیق سازی فرمالین
فرمالین کریستالی که هنوز با آب محلول نشده، مخلوطی از 37-40 درصد فرمالدئید، آب و معمولاً 10 درصد متانول است. محلول فرمالدئید در آب با هر غلظتی که باشد فرمالین نامیده می‌شود. به عنوان مثال برای تهیه محلول 20درصد فرمالین به صورت زیر عمل کنید:
- 2 گرم پودر پارافورمالدئید را به 100 میلی لیتر PBS اضافه کنید.
- محلول را در هود فوم تا زمانی که پارافورمالدئید وارد محلول شود تا 70 درجه سانتیگراد گرم کنید. (اجازه ندهید دما از این حد بیشتر شود)
- توجه داشته باشید که به محض رسیدن سوسپانسیون به 70 درجه سانتیگراد محلول به سرعت تشکیل می‌شود.
نسبت دقیق رقیق سازی فرمالین
برای دست یابی به فرمول دقیق آماده سازی محلول فرمالین با نسبتی که نیاز دارید می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید:
فرض کنید نیاز دارید که برای 1000 میلی لیتر از محلول فرمالین 10 درصد از محلول استوک تهیه کنید. لازم است با نسبت‌های دقیق، عملیات رقیق سازی را انجام دهید. در اینجا نمونه‌ای از نحوه محاسبه و انجام رقیق سازی ارائه شده است:
غلظت محلول فرمالین موجود: C1 = 37-40٪
حجم محلول ذخیره مورد نیاز: V2 = 1000 میلی لیتر
غلظت نهایی مطلوب: C2 = 10٪
فرمول دقیق رقیق سازی فرمالین
C1 * V1 = C2 * V2
C1 = غلظت محلول استوک
V1 = حجم محلول استوک مورد استفاده
C2 = غلظت نهایی مطلوب
V2 = حجم نهایی محلول رقیق شده
برای محاسبه V1:
V1 = (C2 * V2) / C1
مقادیر را جایگزین کنید:
V1 = (0.10 * 1000 میلی لیتر) / C1
توجه داشته باشید که غلظت واقعی محلول موجود ممکن است 37٪ یا 40٪ باشد بنابراین باید از مقدار مناسب در محاسبه استفاده کنید.
برای محلول استوک 37 درصد:
V1 = (0.10 * 1000 میلی لیتر) / 0.37 ≈ 270.27 میلی لیتر
برای محلول استوک 40 درصد:
V1 = (0.10 * 1000 میلی لیتر) / 0.40 = 250 میلی لیتر
بنابراین بسته به غلظت دقیق محلول اصلی خود (37٪ یا 40٪)، باید تقریباً 270.27 میلی لیتر یا 250 میلی لیتر از محلول استوک فرمالین را اندازه گیری کنید و سپس به اندازه کافی آب اضافه کنید تا به حجم نهایی 1000 برسد. بدین ترتیب یک لیتر محلول فرمالین 10% بدست خواهید آورد.
تبدیل فرمالین 37 درصد به 10 درصد
فرمالدئید 37 درصد برای تهیه محلول فرمالین استفاده می‌شود. از محلول 10 درصد یا 20 درصد معمولاً برای حفظ بافت استفاده می‌شود. برای تهیه محلول 10 درصد، 1 حجم فرمالین را به 9 حجم آب اضافه کنید. برای محلول 20 درصد، 2 حجم فرمالین را به 8 حجم آب اضافه کنید.
نکات ایمنی در رقیق سازی فرمالین
عوارض جانبی ثابت شده فرمالین شامل تحریک مخاط، بیماری‌های تنفسی فوقانی و آسیب خورنده به دستگاه گوارش است. علاوه بر این، شواهد قابل توجهی در مورد نقش بالقوه فرمالدئید به عنوان یک سرطان زا برای انسان وجود دارد. اثرات سرطان زا و سمی فرمالین، موجب جستجوی فیکساتورهای جایگزین برای تثبیت بافت شده است. با این حال، “باور دگم به مطلوب بودن فرمالین” جستجو برای تثبیت کننده‌های جایگزین را برای چندین سال با مشکل مواجه کرده است. بنابراین با توجه به اینکه پارافورمالدئید سمی است،
- قبل از کار با این ماده شیمیایی MSDS آنرا مطالعه کنید.
- از تماس آن با پوست، چشم یا غشاهای مخاطی جلوگیری کنید.
- از تنفس پودر در حین اندازه گیری و آماده سازی خودداری کنید.
- حتماً دستکش و عینک ایمنی بپوشید
- محلول‌ها را داخل هودهای آزمایشگاهی آماده کنید.
سخن پایانی:
فرمالدئید یک تثبیت کننده با قدرت نفوذ سریع در بافت و روند تثبیت کند است که برای آماده سازی قطعات بزرگ بافت مناسب است. این عامل تثبیت کننده‌ای شیمیایی است که با زنجیره‌های جانبی پروتئین‌ها واکنش داده و گروه‌های هیدروکسی متیل را تشکیل می‌دهد. برای آماده سازی و استفاده از فرمالین باید آنرا با نسبت‌های مورد نیاز در آب یا PBS طبق پروتکل‌های دقیقاً تعریف شده حل کرد. در پاتولوژی بیشترین نسبت مورد استفاده محلول 10درصد فرمالین است.
منابع:
https://www. tedpella.com/technote_html/18505-508-510. pdf
https: //pmc. ncbi. nlm. nih. gov/articles/PMC7773438
https://www.bosterbio.com/blog/post/how-to-prepare-a-4-paraformaldehyde-solution-in-pbs-3