Silberfärbung
Die Silberfärbung bezeichnet ein Verfahren zum Anfärben von Proteinen, Kohlenhydraten, DNA und RNA in Polyacrylamid-Gelen nach einer Elektrophorese oder in Dünnschnitten von Geweben.
Geschichte
Das Verfahren basiert auf der Entwicklung von Fotografien. Diese entwickelte sich im 19. Jahrhundert aus den Photogrammen Thomas Wedgwoods, gefolgt von der Daguerreotypie und der Kalotypie.<ref>T. Wedgwood, H. Davy: An account of a method of copying paintings upon glass and making profiles by the agency of light upon nitrate of silver, invented by T. Wedgwood, Esq., with observations by H. Davy. In: Journal of the Royal Institution. Band 1, Nr. 9, London, 22. Juni 1802.</ref> Camillo Golgi verwendete ab 1873 die Golgi-Färbung unter dem Namen {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} (auf Deutsch ‚die schwarze Reaktion‘) zur Kontrastierung des Nervensystems in Gewebeschnitten, später wurde sie auch als Golgi-Methode bekannt.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Anwendungen
Moleküle in biologischen Geweben, die verstärkt Silberionen binden, werden als argyrophil bezeichnet. Daneben gibt es noch argentaffine Moleküle, die Silberionen binden und auch reduzieren können.
Histologie
Heute werden zur Silberfärbung von Geweben unter anderem noch die Methenamin-basierten Silberfärbungen nach Grocott (bei verschiedenen Pilzen),<ref>R. G. Grocott: A stain for fungi in tissue sections and smears using Gomori's methenamine-silver nitrate technic. In: American journal of clinical pathology. Band 25, Nummer 8, August 1955, S. 975–979, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0002-9173|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 14398663.</ref> nach Gömöri,<ref>G. Gömöri: A new histochemical test for glycogen and mucin. In: American Journal of Clinical Pathology. (1946), Band 16, S. 177.</ref> nach Warthin-Starry (färbt Spirochaeten, Helicobacter pylori, Lawsonia intracellularis, Microsporidia)<ref>A. S. Warthin, A. C. Chronister: A more rapid and improved method of demonstrating spirochetes in tissues (Warthin and Starry’s cover-glass method). In: American Journal of Syphilis. 4, 1920, S. 97–103.</ref><ref>B. Huerta, A. Arenas, L. Carrasco, A. Maldonado, C. Tarradas, A. Carbonero, A. Perea: Comparison of diagnostic techniques for porcine proliferative enteropathy (Lawsonia intracellularis infection). In: Journal of comparative pathology. Band 129, Nummer 2–3, 2003 Aug-Oct, S. 179–185, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0021-9975|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 12921724.</ref><ref name="Field">A. S. Field, D. J. Marriott, M. C. Hing: The Warthin-Starry stain in the diagnosis of small intestinal microsporidiosis in HIV-infected patients. In: Folia parasitologica. Band 40, Nummer 4, 1993, S. 261–266, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0015-5683|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 7516907.</ref><ref>A. Slodkowicz-Kowalska: [Laboratory diagnostics of human microsporidiosis]. In: Wiadomo?ci parazytologiczne. Band 50, Nummer 4, 2004, S. 679–689, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0043-5163|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 16862802.</ref><ref>H. G. Liu: Warthin-starry silver method showing particulate matter in macrophage. In: Biomedical and environmental sciences : BES. Band 21, Nummer 1, Februar 2008, S. 85–89, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0895-3988|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. doi:10.1016/S0895-3988(08)60011-2. PMID 18478983.</ref> nach Dieterle (färbt Bartonella henselae, Treponema pallidum und Mycobacterium tuberculosis)<ref name="pmid10463293">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> oder nach Jones (färbt Basalmembranen bei der Diagnostik der Glomerulonephritis) verwendet.<ref>P. A. Jones: A glutaraldehyde-dichromate-silver sequence for differentiating norepinephrine cells from epinephrine cells in neonatal and adult rats–paraffin sections. In: Stain technology. Band 42, Nummer 1, Januar 1967, S. 1–6, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0038-9153|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 4166282.</ref>
Bei einer Von-Kossa-Färbung werden die Silberionen durch Phosphate ausgefällt.<ref>L. F. Bonewald, S. E. Harris, J. Rosser, M. R. Dallas, S. L. Dallas, N. P. Camacho, B. Boyan, A. Boskey: von Kossa staining alone is not sufficient to confirm that mineralization in vitro represents bone formation. In: Calcified tissue international. Band 72, Nummer 5, Mai 2003, S. 537–547, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0171-967X|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. doi:10.1007/s00223-002-1057-y. PMID 12724828.</ref><ref name="PMID34799748">M. R. Schneider: Von Kossa and his staining technique. In: Histochemistry and cell biology. Band 156, Nummer 6, Dezember 2021, S. 523–526, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}, PMID 34799748, }} PMC 8695535 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref> Durch anschließende Reduktion mit Hydrochinon entsteht schwarzbraunes, elementares Silber. Damit kann die Entstehung von Hydroxyapatit z. B. in Osteoblasten angefärbt werden.
Biochemie
Die Silberfärbung von Proteinen in Agarose-Gelen wurde 1973 von Kerenyi and Gallyas entwickelt<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> und seither für Polyacrylamid-Gele optimiert,<ref>C. R. Merril, R. C. Switzer, M. L. Van Keuren: Trace polypeptides in cellular extracts and human body fluids detected by two-dimensional electrophoresis and a highly sensitive silver stain. In: Proc Natl Acad Sci U S A. 76(9), 1979, S. 4335–4339. PMID 92027.</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>T. Rabilloud u. a.: Improvement and simplification of low-background silver staining of proteins by using sodium dithionite. In: Electrophoresis. 9(6), 1998, S. 288–291. PMID 2466660.</ref><ref>T. Rabilloud: A comparison between low background silver diammine and silver nitrate protein stains. In: Electrophoresis. 13, 1992, S. 429–439. PMID 1425556.</ref><ref>C. Lelong, M. Chevallet, S. Luche, T. Rabilloud: Silver staining of proteins in 2DE gels. In: Methods Mol Biol. 519, 2009, S. 339–350. PMID 19381593.</ref> und auch für die Färbung von DNA oder RNA.<ref>H. Blum, H. Beier, H. J. Gross: Improved silver staining of plant protein, RNA & DNA in PAA gels. In: Electrophoresis. 8, 1987, S. 93–99.</ref><ref name="PMID17516579">C. Winkler, K. Denker, S. Wortelkamp, A. Sickmann: Silver- and Coomassie-staining protocols: detection limits and compatibility with ESI MS. In: Electrophoresis. Band 28, Nummer 12, Juni 2007, S. 2095–2099, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}, PMID 17516579.</ref> Die Glykosylierungen von Glykoproteinen und Polysacchariden können durch einstündige Vorbehandlung mit einer 0,1-%-Lösung von Periodsäure bei 4 °C oxidiert werden, sodass die Einlagerung von Silberionen verbessert werden kann.<ref>G. Dubray, G. Bezard: A highly sensitive periodic acid-silver stain for 1,2-diol groups of glycoproteins and polysaccharides in polyacrylamide gels. In: Anal. Biochem. 119(2), 1982, S. 325–329. PMID 6176144.</ref>
Zunächst werden die Proteine durch eine Fixierlösung aus 10 % Eisessig und 30 % Ethanol im Gel denaturiert und fallen aus, gleichzeitig wird das Detergens (meist SDS) entfernt. Die Diffusion der Proteine ist damit deutlich reduziert. Nach mehrmaligem Waschen mit Wasser wird das Gel in einer Silbernitratlösung inkubiert. Dabei lagern sich Silberionen an negativ geladene Seitenketten der Proteine an. Überschüssiges Silber wird anschließend mit Wasser abgewaschen. Bei dem abschließenden Entwicklungsschritt werden die Silberionen durch Zugabe von alkalischem Formaldehyd zu elementarem Silber reduziert. Dieses färbt die Stellen, an denen Proteine vorhanden sind, schwarz.
Die Intensität der Färbung hängt von der Primärstruktur des Proteins ab. Weiterhin beeinflusst die Sauberkeit der verwendeten Gefäße und die Reinheit der Reagenzien die Silberfärbung.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Häufige Artefakte sind Banden von Keratin im Bereich von 54 bis 57 kDa und von 65 bis 68 kDa,<ref>D. Ochs: Protein contaminants of sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gels. In: Analytical biochemistry. Band 135, Nummer 2, Dezember 1983, S. 470–474, PMID 6197906.</ref> das als Kontamination der Probe in der Elektrophorese mitaufgetrennt wurde.
Diese Methode zeichnet sich durch ihre hohe Sensitivität im Vergleich zu coomassiegefärbten Gelen oder anderen Proteinfärbungen aus. Die Nachweisgrenze liegt bei 0,1 ng bis 1 ng pro Bande.
Argyrie
Die Argyrie ist eine Erkrankung, welche durch regelmäßige Einnahme von Silbersalzen oder Silberkolloiden entstehen kann und sich in einer Graufärbung der Haut, Nachtblindheit und Nierenversagen äußern kann.
Literatur
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Einzelnachweise
<references />