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미세절편제작법및파라핀절편준비 Scientia Leica Microsystems 의교육시리즈 Living up to Life

소개 조직병리검사를위한고품질절편준비는기술과경험을요구한다. 그러나일단시작해보자. 이소책자는미세절편제작법및파라핀절편준비에있어서초보자를위한교육보조자료및보다경험이있는조직병리사를위한재교육자료로준비되었다. 여기에서는파라핀절편준비를위한회전식 Microtome의설정및작동을위한필수적인부분을다룬다. 절편에서보여진보다일반적인실수들중몇가지가예로보여졌으며문제해결을위한제시가제공된다. 이소책자의사진들은 Leica RM2235 수동 Microtome이지만, 제공된제안및코멘트는대부분의최신 Rotary Microtome에도적용될수있다. 다른 Microtome 모델의기계적및안전기능에관한설명및사용지침은특정기기의지침매뉴얼에서찾을수있다.

Scientia 지식. 과학. 기술. Leica Microsystems 의 Scientia 교육시리즈는교육, 훈련및과학적설명을통한조직검사이론및실기를 향상하기위한저희임무중하나이다. 저자 Geoffrey Rolls 기고자 Claudia Dorenkamp Neville Farmer Jan Minshew Kerrie Scott-Dowell Fiona Tarbet

목차 1. 표본고정하기.................................... 3 2. 조직처리하기.................................... 4 3. 표본포매하기.................................... 5 4. Microtome 설치하기................................ 6 5. Microtome 안전기능확인하기.......................... 7 6. 칼날최적각도설정하기.............................. 9 7. Blade 수명최대화하기............................. 10 8. 표본의방향조정하기.............................. 11 9. Microtome 의기능과사용방법숙지하기................... 13 10. Trimming( 삭정 ), Facing( 미세삭정 ), 또는 Roughing( 거친삭정 ) 할때주의하기................. 14 11. 절편두께에영향을미치는요소........................ 16 12. Block 냉각하기................................... 17 13. 일정한 Cutting, 고품질, 얇은절편을위한기법............... 18 14. 올바른 Slide 및점착제선택하기........................ 19 15. 절편을물에띄우고건지기........................... 20 16. Slide 말리기..................................... 22 17. Microtome 을청결하게관리하기........................ 23 18. 일반적인실수를수정하는방법........................ 24 / 1

2 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

1. 표본고정하기 고정은조직표본제작기법에서가장중요한단계이다. 조직처리및절편을아무리잘하더라도올바르게고정이되지않았다면형태학적인중요정보를얻지못한다. 불충분하게고정된표본은절편하기가대단히어렵다. 불충분하게고정된조직을조심해서취급하여주의깊게절편하여도불량한형태를나타낸다. / 3

2. 조직처리하기 잘고정된표본을적합한처리시간으로올바르게처리하지않으면, 파라핀블록은절편하기 어렵게된다. 표본은미비한처리 ( 표본이너무큼, 처리시간이너무짧음 ) 또는과도한처리 ( 표본의크기및성질에비해처리시간이너무김 ) 가될수도있다. 이둘다의경우에절편하기가어렵거나불가능할수도있다. 어려운블록에서절편을얻을때사용될수있는많은기법이있다. 만약조직이단단하거나깨지기쉬어서블록을절편하기가어렵다면, 노출표면을차가운물, 또는약한세정제용액, 섬유유연제또는 Mollifex TM 같은완화제에담글수있다. 칼슘을함유한표본에있어서, 노출표면에 10분또는그이상동안표면칼슘제거제를사용하면, 여러개의절편을얻을수도있다. 칼슘제거제흔적은 Blade holder의압력판을손상시키므로, Recutting하려면블록을장착전에잘헹구어야한다.( 주의 : 칼슘제거제는기기표면을손상시킬수있다 ) Leica Paraffin Tape-Transfer System TM 은고정, 처리가잘안되어정상적인절편방법으로는절편이어려운블록을절편하기위해권장한다. 애초에표본을미비하게처리하여블록에서절편을얻기가불가능할경우에는, 재처리를할수도있다. 이췌장블록은고정이불충분했고너무짧은프로토콜에의해처리되었다. 이것은미숙한조직처리에의해서왁스주변의표본이상당히수축된전형적인결과를보여준다. 그조직은연하고물러서절편하기가불가능했다. 재처리가필요했다. 4 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

3. 표본포매하기 포매는조심해야하는중요한단계이다. 부주의한포매는미세절편제작을훨씬어렵게 만든다. 카세트에파라핀을충분히충전하지않으면블록 Clamping이불안정하여 Cutting시 두꺼웠다얇았다 하는문제들이초래된다. 카세트에파라핀을과충전하면블록페이스정렬을올바르게할수없으므로피해야한다. 카세트외부에묻은과도한왁스는블록을확실하게부착하기위해 Clamping 전에제거되어야한다. 표본방향은매우중요하다 ( 페이지 11의 8 참조 ). 불충분한충전 ( 왼쪽 ), 과충전 ( 오른쪽 ) 그리고올바로충전 ( 가운데 ) 된카세트의예. 불충분한충전과과충전카세트는미세절편제작동안에문제를일으킬수있다. / 5

4. Microtome 설치하기 실험실에서 Microtome 위치는중요하다. Microtome은바람이부는곳, 출입구통로, 사람들이지나다니는곳에서떨어진안정된곳에설치한다. 또한에어컨이나기타기기에서부는바람은절편을다루기어렵게만든다. 높이조절벤치와인체공학적의자가좋다. 극도로날카로운 Blade로인한부상을예방하기위해서스탭들은항상조심하는것이매우중요하다. Microtome을실험실에설치할때에는다른스탭들과의상호활동범위도고려해야한다. 불가피하게, 왁스파편이바닥에떨어져미끄러운표면을만들수있으므로 Microtome 가까이에는미끄럽지않은바닥이선호된다. 많은실험실은미끄럼방지매트를이용하여보다안전한환경을만든다. 6 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

5. Microtome 안전기능확인하기 사용하고있는 Microtome 의안전기능을숙지하고절편시몇가지기본규칙을준수한다. Microtome 칼과 Blade는극도로날카로워작업시주의하지않으면심각한부상을입을수있다. 사고는작업자의주의가산만하여완전히집중하지않을때발생한다. 절편이나 Wax 조각을 Blade또는 Block Face에서픽업하기위해손가락대신집게또는브러시를이용한다. Leica 회전식 Microtome은안전한작업을위해 Safety Guard( 칼가드또는손가락가드 ), Handwheel Lock 및 Handwheel Brake가갖춰졌다. 이안전가드는 Cutting 날의전체길이를커버하기위해덮어씌울수있다. Handwheel Lock 은 Cutting Stroke의맨위에서 Locking되며, 블록을바꿀때필히사용하여야한다. Cassette Clamp에블록을장착 / 제거할때, 또는칼날이장착되어있는상태에서블록을조작할때에는 Safety Guard가반드시덮여있어야하고 Handwheel Lock은잠겨있어야한다. 또한 Microtome을사용하지않을때 Safety Guard는반드시덮여있어야한다. Handwheel Brake는핸들이어떠한위치에있든 Microtome을잠글수있으며블록페이스를재정렬할때또는빠른접근을할때사용한다. 이사진에서 Leica RM2235 Microtome 의빨강색 Safety Guard 는위로덮여제자리에놓여졌다. 이것은 Blade 의날을완벽하게커버한다. 여기서 Handwheel Lock 은 12 시방향에있고 Lock 은채워져있다. 이 Lock 은 Cutting Stroke 맨위에서만잠겨진다. / 7

기기를사용하지않거나기기를청소할때는 Knife또는 Blade는제거되어야한다. 이는 Blade Clamp를푼후에, 가드의왼쪽에있는 Blade Ejector를사용하여 Clamp에서 Blade를옆으로움직이기시작한다. 그런후핀셋 ( 손가락이아니라 ) 으로잡거나 Leica 브러시끝에있는자석으로픽업하여안전하게제거한다. 사용한 Blade는 칼날보관 용기또는 Blade Dispenser 바닥에있는 사용한 Blade 구멍에적합하게버린다. 벤치위에나상자안에서칼이나 Blade의 Cutting 날을위로향하게하여놓지않는다. 우연히 Blade를놓치면, 그냥떨어지게한다. 어떠한이유로도잡으려고하지않는다 ( 절대로하지말아야할자연반사행동 ). Leica RM2235 의 Handwheel Brake 가잠김위치에놓여있다. Brake 는 Handwheel 이어느위치에있든작동된다. Handwheel Lock 이나 Handwheel Brake 는 Microtome 을움직이지않게하기위해사용된다. 8 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

6. 칼날최적각도설정하기 Blade 각도는조절가능하며가장잘절편되도록설정되어야한다. 조절가능각도는칼날끝의측면과블록면간의접촉을방지한다. 측면각도는커팅날을만드는두개의측면사이의각도이다. 일반적인칼과일회용 Blade 는약 35 의측면각도로만들어졌지만, 이각도는 Blade 유형과제조회사마다다양할수있다. 그러므로각각의 Blade 유형에따라조절가능각은최적으로정해져야한다. 권장된각도를설정하기위해 Microtome 제조회사의가이드라인을따른다. Leica 칼과 Blade Holder는 1-5 사이에서설정할것을권장한다. 측면각 여유각 / 9

7. Blade 수명최대화하기 Blade의수명을최대화하기위한몇가지의간단한전략이있다. Blade를청소할때 Cutting날을따라문지르지마시오. 심지어셀룰로스섬유도 Blade에손상을일으킬수있다. Forceps 또는 Brush 같은어떠한단단한물체로날을터치하는것을피한다. 한쪽끝에서부터다른쪽끝으로 Blade를차례차례사용한다. 이렇게하면 Blade의모든부분의수명이최대화된다. Trimming시 Blade의한쪽부분을사용하고최종절편시에는다른부분을사용한다. 또는이두과정을위해서각각의 Blade를사용할수도있다. Retracting Microtome은표본이 Upstroke할때에 Blade와표본사이에간격이생기면서작동되므로 Blade 뒷면에부스러기들이쌓이는것을방지하게되어 Blade수명을연장한다. 10 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

8. 표본의방향조정하기 Cutting Stroke 하면서 Block면과 Blade와의상하좌우방향을맞추는것은좋은리본을만드는방법이며절편품질에직접적인영향을미친다. 대부분의실험실에서모든 Cassette는 Cassette Clamp에동일한방향으로장착된다 ( 예. 동서방향은왼쪽라벨또는남북방향은상단라벨 ). 이것은고품질절편을준비하기전에여러블록을쉽게다듬기하고과도한조직손실없이깊은 Cutting이나 Recutting을하기위한것이다. 그러므로표본방향을 Blade에맞추는것은포매단계에서고려되어야한다. 이요구조건은종종간과된다. 페이지 12의사진은전형적인표본의선호방향을보여준다. 특정표본유형에대한최선의방향에대해의견이다를것이지만, 방향은중요하고반드시고려되어야한다. 예 A. 창자 : Blade가점막쪽을마지막에 Cutting하도록방향을조정한다. 예 B. 자궁경관 : 직선가장자리보다는밀도가높은조직의뾰쪽한끝을 Blade 로향하게하는것이더좋다. 예 C. 피부 : Blade가표피를마지막에 Cutting하도록방향을조정한다. Leica RM2235와같은 Microtome은 Specimen 방향정밀조정장치를갖고있다 (Option). 이러한성능은조직의불필요한손실을방지하고다른실험실이나다른 Microtome에서절편되었던블록을 Recutting할때매우유용하다. 통상적으로많은블록을 Cutting할때, 절편을시작하기전에 Specimen Holder 방향을 Zero 위치또는측정된 X/Y축에놓는것이중요하다. 이것은빨간표식, Click Stop 및 Indicator Markings를이용하여쉽게할수있다. / 11

A. 창자 B. 자궁경관 C. 피부 Blade 12 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

9. Microtome 의기능과사용방법숙지하기 Retracting Microtome은표본이 Upstroke될때에 Blade에서멀리떨어지게설계되었다. Microtome에이성능을갖고있는지여부를아는것은중요하다. Retraction은절편하는동안에확실한장점을제공하고 Blade 수명을연장하도록특별히설계되었다. Retraction 기능이있는 Microtome을사용할때, 블록면을칼날에정렬하는것은 Down-Stroke에서수행되어야한다 (Retraction 위치가아닌전진된위치 ). Specimen Arm이 Retraction 구간 (upstroke) 에있을때블록을칼날에아주가깝게접근시키면, Down-Stroke시에블록은선택된절편두께에 Retraction 값이포함된두께만큼전진한후절편된다 ( 예 : RM2235일경우에 Retraction 값 60um+ 절편두께 5um 설정 = 65um). 이것은두껍게잘리는결과가되어서표본과 Blade 둘다를손상시킬수있다. Microtome은수동, 반자동또는완전자동이있다. 자동화기기는근-골장애를일으킬수있는반복동작을줄여준다. / 13

10. Trimming( 삭정 ), Facing( 미세삭정 ), 또는 Roughing( 거친삭정 ) 할때주의하기 미세절편제작에서이단계는진단상중요성을갖는조직이쉽게손실되거나블록표면이손상되므로대단한주의를요구한다. Trimming을시작하기전에모든 Clamping Mechanism이완전하게조여졌는지항상확인한다. 블록을적합하게 Trimming하는것의목적은조직의중요한절편을얻을수있는수준까지신중하게잘라내기위한것이다. Trimming은대개 10또는 30 µm의두께에서이뤄진다. 망가지기쉬운조직을빠르고거칠게 Trimming하는것은표본표면에손상을일으킬위험이있다. 30 µm에서기계적 Trimming할때는특별한주의가필요하다. 마지막단계로서, 몇개의얇은절편을서서히 Cutting하여 Block Face를형성시킨다. 이렇게하면페이지 24-18B에서보여지는문제는피할것이다. 14 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

C Blade Holder Base 고정장치 A, 측면이동클램프 B, 그리고 x-y 방향클램프 C 는블록을트리밍하기전에확실히잠겨야한다. 이렇지않으면블록과 blade 둘다손상될수있다. B A Roughing 시, 특히 30 µm 의기계적인 Trimming 장치 (..) 설정은주의하여사용해야한다. Coarse Feed Wheel 은표본표면을의도하지않은두꺼운두께로 Cutting 또는손상을일으킬수있으므로이를피하기위해 Roughing 할때주의하여사용할필요가있다. / 15

11. 절편두께에영향을미치는요소 Microtome을원하는두께로설정을하지만실제절편두께를결정하는여러가지요소가있다는것에유의해야한다. 4 µm의점착력있는절편은심하게분열된 2 µm 절편보다더많은정보를제공할수도있다. 차가운블록을 Cutting( 아래에있는 1, 2 & 3 절편들 ) 할때열팽창 3, 4 에의해서실제두께는설정된두께보다더두꺼울수도있다. 절편속도, 칼날조절각도설정및칼날상태와같은다른요소들이절편의실제두께에영향을미칠수있다. 16 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

12. Block 냉각하기 일반적으로절편은표본과 Wax 의경도가잘어울리면향상된다. 이것은절편이 Cutting 될때 대부분의파라핀 Block 이차가워야하는이유이다. 블록을차갑게하는방법이중요하다. 차가운 Wax는표본안에있는단단한성분을지탱하여보다얇은절편을얻게한다. 블록을차가운플레이트또는차가운젖은표면에수분동안놓는다 ( 녹은얼음표면과같은 ). 물을블록면안으로약간침투시켜, 조직을불어나게하면 Cutting하기가더욱쉽게된다. 이것은과탈수되고, 건조하고또는부서지기쉬운조직에특히중요하다. 블록을냉장고에두면표면 Crack을일으킬수있는데, 이로인해조직은둘러싼왁스에서분리된다. 이것은점착력있는절편을얻는데에더어려울수있다. 왼쪽절편들은비교적따뜻한블록에서 Cutting 한것. 오른쪽절편들은같은블록을녹는얼음위에서차갑게한후 Cutting 한것. / 17

13. 일정한 Cutting, 고품질, 얇은절편을위한기법 경험이매우중요하지만작업을더쉽게해주는몇가지원칙이있다. Trimming에사용하지않았던부분의칼날을이용하라. 의도하지않은두꺼운절편은 Blade와 Block Face를손상시킬수있으므로 Coarse Feeding시이를조심해야한다. 블록면이따뜻해지거나또는더깊이 Cutting할필요가있으면블록을다시차갑게하는것이요구될수도있다. 일반적으로, 느리고일정한 Cutting Stroke는최고의결과를가져오고압축은최소화한다. Cutting Stroke 도중에멈추거나재시작하면절편에가로로다른두께의줄무늬가생기게되므로도중에멈추지마시오. 각절편을자르기직전에차갑게한 Block Face에부드럽게입김을부는것은일부실험실에서일반적으로하는것이다. 따뜻하고, 습기가있는입김을부는것은절편을보다점착력있게만들지만, 이것은또한열팽창의요인으로절편을더두껍게만들기도한다 3. 블록의위, 아래가장자리또는 Blade의뒷면에붙은부스러기들은, 점착력있는리본을얻기힘들게하고 Upstroke를따라리본이 blade 위로따라올라가게될수있다. 부스러기가있으면청소하고, 블록을차갑게하여다시시작한다. 이리본은잘처리되고, 충분히차갑게된블록으로느리고, 한결같은 Stroke 로 Cutting 되었다. 절편은부유전에도압축이매우적은것을보여준다. 18 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

14. 올바른슬라이드및점착제선택하기 차후에적용할 Staining 방법에따라서그것에알맞은 Slide 및점착제를선택한다. Slide는항상기름기와먼지가없이올바르게보관되고취급되어야한다. 만약 Staining이항원복원 (IHC), 효소선처리 (ISH), 또는연장된배양단계를포함해야하면, 아미노알킬시레인 (AAS) 과같은점착제또는 Charged slide가사용되어야한다. 일부특수 Stain, 특히알카라인시약을사용하는것은또한절편을들뜨게할수있다. Slide는규정에의해서정확하고적합하게라벨이붙여져야한다. / 19

15. 절편을물에띄우고건지기 Flotation( 물에띄우기 ) 는절편을원래의크기로팽창시켜야하고완전히편평하게해야한다. 온도를주의깊게관찰해야한다. 온도는 Wax의용해점에서 5-9 C이하여야할것이다. 물이깨끗하고거품과절편부스러기가없음을확실히한다 ( 교차오염을피하기위함 ). 절편은반질반질한 ( 빛나는 ) 쪽을아래쪽으로향해서띄운다. 부드럽게빗자루질하는동작으로절편을물표면에띄운다. 절편은 Brush나 Forcep으로주름또는거품을제거할때쉽게손상을입는다. 결함을쉽게볼수있게물위에뜬절편을검사한다. 충분히편평해질만큼오랫동안절편을물위에놔둔다. 과팽창은민감한절편을형태학적으로망가뜨린다. 물이효과적으로빠지고절편이 Slide에서미끄러져내리지않게하기위해, Slide를물에서수직으로꺼낸다. 20 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

Slide를 Slide Warmer 또는 Oven에놓기전에과도한물기를제거하기위해잠시수직으로세워물을뺀다. 교차오염가능성을피하기위해각블록의절편을건져낸후다음블록작업사이에물표면을보풀이없는티슈로걷어낸다. 뒤섞일가능성을피하기위해서한번에한블록씩절편을띄우고건져낸다. 두개의다른블록에서의절편들을동시에 Float Out 하지않아야한다. 비록표본이다른유형일지라도, 교차오염및혼란이있을수있다. 그러므로이것은항상피해야한다. / 21

16. Slide 말리기 적합한건조는절편이완전히탈수되고, 열손상이없이편평하며 Staining 동안에들뜨지않게하는것이다. 건조전에절편밑에과도한물을빼낸다. 이것은 Slide를 Hotplate에서편평하게말리려면절대적으로필요하다. Slide는 Rack에수직으로세워보관하여오븐에서건조할수있다. 일반적으로건조온도는 65 C를넘지않아야한다. 과도한열은절편아래작은물방울을끓게하고이것은손상을일으킨다. 절편을 10-30분동안건조시킨다. 일부연약한표본은더오랜시간동안 ( 수시간에서밤새까지 ) 37 C에서건조될때최고의결과를가져온다. 22 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

17. Microtome 을청결하게관리하기 사용후축적된조직부스러기및왁스를제거하는것이중요하다. 정기적으로는미리유지관리하는것이중요하다. 기기를매일청소한다. 청소전에는항상칼또는 Blade를제거한다. 청소시접근을용이하게하기위해 Knife Holder는쉽게제거될수있다. 절편부스러기는마른그림붓으로잘제거된다. Alcohol이나 Xylene에내성이없으므로외부표면을이러한용제로닦으면안되고 Xylene에노출을피해야한다. Paraffin제거제, 연한가정용세정제또는비눗물등을추천한다. 청소하는동안에액체가기기내부에들어가지말아야한다. 전문서비스기술자에의해최소한일년에한번검사를받는다. 추천된윤활제를사용하여지침매뉴얼대로윤활지침을따른다. / 23

18. 일반적인실수를수정하는방법 파라핀절편에서가장흔히발생되는실수몇가지와그원인 : 잘못된두께설정 절편을쉽게하기위한차가운 Block에따뜻한호흡불기 리본에서선택한첫번째절편 너무빠른절편속도 빈약한조직처리 Microtome 재조정필요 A. 절편이너무두껍다 Block을너무빠르게 Trim Roughing후 Thin Section을하지않은 Block 표면 Trimming시부적합한두께 부스러지기쉬운 ( 과처리된 ) Block 또는 Trim시너무차가워진 Block B. 거친 Trimming 으로인한구멍 24 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

Knife 또는 Blade의손상 빈약한조직처리 Block에칼슘같은단단한물질내포 여과되지않은 Wax내에찌꺼기 표본에침전된완충제소금 C. 칼자국 ( 절편에난수직줄무늬 ) Grossing 할때표본을거칠게취급 빈약한조직처리 ( 불완전한탈수, 투명, 침투 ) Flotation 동안에주름을제거하기위해과도한처리 Flotation Out을너무오래하거나너무뜨거운물사용 D. 분열 / 25

과처리된조직 너무차가운 Block 너무빠르게 Cutting Clamping Machanism이완전하게채워지지않음 칼각도조절이필요 E. 미세한금과극소의떨림자국 Clamping Machanism이완전하게채워지지않음 매우단단하거나큰표본 빈약한조직처리 부적당한칼날각도 너무빠른절편 낡은 Microtome F. 거친떨림자국 26 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

빈약한 Flotation 기법 빈약한고정및 / 또는조직처리 ( 불충분한지탱 ) 따뜻한 block 너무얇은절편 칼날각도가너무크다 Water Bath가너무뜨겁다 G. 접어짐 빈약한조직처리 ( 불충분한지탱 ) 따뜻한 Block 너무빠르게 Cutting 무딘칼날 너무큰칼각도 저질 Wax H. 과도한압축 / 27

Water Bath의바닥과옆에붙은거품 절편밑에거품이붙는미숙한 Flotation 기법 I. 절편밑에거품 너무높은 Water Bath 온도 절편을물위에너무오래둠 미비한고정및 / 또는조직처리 ( 잔존용해제 ) J. Flotation 동안의과도한팽창 28 / 미세절편제작법및파라핀절편준비

저품질절편 ( 주름, 거품 ) Water Bath가너무차가움 비코팅 Slide 사용 Flotation 후물이완전히빠지지않은절편 불충분한건조시간 건조온도너무낮음 K. 절편이편평하지않음 ( 빈약한점착 ) 더러운 Slide Water Bath의찌꺼기를걷어내지않았거나오염됨 Slide를먼지가많은환경에서물을빼고건조하거나보관 Labelling시연필흑연조각 L. 먼지존재 / 29

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