Формалин - это водный раствор формальдегида (метаналя) с дополнительными компонентами.
Впервые это название появилось на рынке в 1893 году.
Формальдегид - это газ, который хорошо растворяется в воде. В науке и практической медицине используется стандартный водный раствор формальдегида: 40% по объёму или 37% по массе.
Со временем молекулы формальдегида в растворе взаимодействуют друг с другом, образуется полимер параформ. Постепенно он образует белый осадок. Для того, чтобы затормозить полимеризацию формальдегида, в раствор добавляют метанол (10%).
Также молекулы формальдегида могут вступить в реакцию Канниццаро: одна молекула восстанавливается до метанола, а другая окисляется до муравьиной кислоты.
Получается, что при длительном хранении количество муравьиной кислоты возрастает, раствор закисляется, что может плохо сказаться на состоянии тканей.
Также к раствору добавляют фосфатный буфер. Подробнее об этом будет рассказано ниже.
Формалин в гистологии и патологической анатомии
Формалин используется в гистологии и патологической анатомии для фиксации тканей. Прежде чем образец попадёт на стекло и под объектив микроскопа, он должен пройти несколько этапов подготовки.
Первый этап - это фиксация материала. Она нужна для того, чтобы предотвратить разрушение тканей ферментами микроорганизмов и ферментами самой ткани (аутолиз).
Формалин медленно проникает в образец, но пропитывает его полностью. Он сохраняет общую структуру клеток и тканей. Также он не оказывает сильного разрушающего действия на трехмерную структуру белка. Поэтому обработанные формалином ткани могут взаимодействовать со специфическими антителами. Но в этом вопросе много тонкостей и иногда нужен другой фиксатор.
Что формалин делает с белком
Формалин образует внутри- и межмолекулярные сшивки:
- Между аминокислотами. Это могут быть аминокислоты в составе белка и свободные аминокислоты.
- Между нуклеиновыми кислотами.
- Между аминокислотами и нуклеиновыми кислотами.
В кислой среде аминогруппы связывают лишние протоны и уже хуже вступают в химические реакции. Сшивки образуются только если есть незаряженные аминогруппы, а раствор для этого должен быть нейтральным. Поэтому к формалин содержит ещё и буферный раствор (например, используют фосфатный буфер) с pH = 7.2 - 7.4.
Если копать глубже, то формальдегид взаимодействует и с тиольными группами. Образуются метилольные группы, которые взаимодействуют с другими аминогруппами, формируя ещё внутримолекулярные и межмолекулярные сшивки.
Формалин образует перекрёстные сшивки с участием фенольных, индольных и имидазольных групп. Следовательно, формалин реагирует с:
- концевыми аминогруппами белков;
- лизином, аргинином, тирозином, аспарагином, гистидином, глутамином, фенилаланином, триптофаном;
- цитозином.
Итак, формалин - это водный раствор, который содержит:
- Формальдегид.
- Метанол.
- Буфер.