細胞化學是組織學的一個分支，是在細胞形態學的基礎上研究細胞的生物化學成分,及其定位、定量及代謝功能狀態的學科。在細胞形態學的基礎上，運用化學反應的原理對血細胞內的各種生化組成及其代謝產物（酶類、脂類、糖類、鐵、蛋白質、核酸等）作定性、定位、半定量分析的方法。
細胞化學染色臨床上主要用于：①輔助判斷白血病的細胞類型。白血病的診斷以形態學為基礎，但有時僅采用瑞式染色是難以判斷白血病細胞的類型的。不同的細胞系列，其所含的化學物質成分、含量及分布各不相同，隨著細胞的分化階段及病理生理狀態變化，這些物質的含量也會發生相應改變。因此根據細胞化學染色結果的不同，可推斷細胞的所屬系列。因此臨床上細胞化學染色成為輔助診斷白血病必要的、有力的手段。②其他血液系統疾病的診斷和鑒別診斷。在病理情況下，血細胞的化學物質的成分及含量會發生改變，據此可以輔助疾病的鑒別診斷。如中性粒細胞堿性磷酸酶染色、鐵染色等。③觀察疾病的療效和預后。當病理狀況糾正后，血細胞的化學物質的成分及含量會發生改變。④發病機制的研究。
細胞化學染色的基本步驟為固定、顯示及復染。不同的細胞化學染色，步驟不同。
1、 固定
為了保持細胞結構及化學成分的不變，需要對細胞進行固定。根據染色的成分不同，選擇合適的固定液，使細胞內的蛋白質、酶類、糖等變成不溶性物質。固定的方法有物理法和化學法，臨床常用化學法固定。物理法包括干燥和火焰固定，化學法包括甲醛、乙醇、甲醇、丙酮等固定。采用蒸氣或液體固定。
（1）蒸氣固定：甲醛是常用的固定劑，極易揮發、氧化，常用40％甲醛蒸氣固定。方法為在封閉的玻璃器皿中加入40％甲醛，將涂片血膜朝下，固定5～10分鐘。
（2）液體固定： 將涂片浸在甲醛、乙醇、甲醇、丙酮等固定液中，也可將兩種或兩種以上固定液混合，如10％甲醛甲醇液，甲醛丙酮液等。
2、 顯示 通過不同的化學反應，形成穩定的有色沉淀，顯示出被檢測的化學物質。常用的化學反應種類有以下幾種：
（1） 偶氮偶聯法：含萘酚的底物，在相應酶的作用下釋放出萘酚，后者與重氮鹽結合，偶氮偶聯形成有色沉淀。重氮鹽的種類有堅牢藍紫醬GBC、堅牢藍B、六氮偶付品紅等。中性粒細胞堿性磷酸酶染色、特異性酯酶染色、非特異性酯酶染色、酸性磷酸酶染色等。
（2） 聯苯胺法：過氧化物酶染色采用此法。粒細胞和單核細胞中的過氧化物酶（主要是髓過氧化物酶），能分解過氧化氫釋放出新生態氧，使無色的聯苯胺氧化形成有色沉淀。
（3） 普魯士藍反應：細胞內外的鐵與酸性亞鐵氰化鉀作用，形成亞鐵氰化鉀藍色沉淀，如鐵染色。
（4） 雪夫反應：過碘酸氧化細胞內糖類中的乙二醇基形成乙二醛基，醛基與雪夫試劑作用，使無色品紅形成紅色沉淀物，如過碘酸－雪夫反應。
（5） 金屬沉淀法：某些金屬化合物有顏色，形成沉淀后可以顯示相應的物質，如鈣－鈷法中性粒細胞堿性磷酸酶染色。
3、 復染
顯色反應只是針對細胞中的特定物質，要顯現細胞的形態還需要用其他染液對細胞進行復染。所選擇的復染液染色的結果應使細胞結構清晰，且應與有色沉淀有明顯的對比度。對細胞核著色效果較好的有中性紅、甲基綠、蘇木精、核固紅、沙黃等，使漿著色較好的有伊紅、剛果紅、光綠等。
復染后首先觀察正常應為強陽性的細胞，如過氧化物酶染色觀察中性粒細胞是否強陽性，如該類細胞結構清晰，對比度良好，說明染色成功，可進一步觀察計數其他細胞的染色情況。
影響細胞化學染色結果的因素眾多，主要有：標本的制備和保存方式；固定目的和固定劑的選擇；酶作用底物的特異性及其選擇、酶反應的最適時間、溫度和PH值；抑制物如NaF、酒石酸和活化劑如鈣離子、鎂離子的選擇和控制；儲備液和緩沖劑的制備及保存方法；陽性率和半定量積分的計算方法。每一步都必須力求精準，方能獲得可信的結果。
細胞化學染色方法眾多，常用的有過氧化物酶染色、蘇丹黑B染色、酯酶染色、過碘酸－雪夫染色、中性粒細胞堿性磷酸酶染色、酸性磷酸酶和抗酒酸酸性磷酸酶染色、骨髓鐵染色等。目前還發展了上述染色法在同一張標本上的雙染色，可提高分型的準確率。下面介紹這幾種染色法的原理和臨床意義。
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一、過氧化物酶染色(Peroxidase，POX)
【原理】過氧化物酶(Peroxidase，POX)是廣泛存在于生物體中的一類酶,大部分含有血紅素，是一種結合蛋白。它可以催化H2O2或相關有機過氧化合物與有機、無機化合物的氧化反應。血細胞所含過氧化物酶主要為髓過氧化物酶(MPO)，MPO是一類糖蛋白，是人類中性粒細胞含量最多的蛋白質，約占細胞干重的3%～5%。用MPO
PHMPZE探針與正常人染色體中期細胞作原位雜交，證明MPO基因定位在染色體17q11～q22，為單拷貝基因。對HL60細胞系中MPO的生物合成和加工過程研究發現，最初產生的MPO是分子量為89，000的前體，有大、小亞單位各一個，對內糖苷酶敏感，無MPO活性，MPO前體還需進一步進入溶酶體，經蛋白切割后才能成熟并具有活性。這提示MPO前體轉錄時或轉錄后的加工缺陷可產生異常的MPO，使后者在早幼粒細胞發育過程中不能包裝到嗜苯胺藍顆粒中。在臨床白血病研究中，用全長MPO
cDNA作探針進行RNA印跡法雜交，或用MPO cDNA探針作反轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)或用原位雜交，證明AML表達MPO
mRNA，但ALL無一表達MPO
mRNA。在早期原始細胞尚無顆粒時可在核膜、內質網上發現其陽性物，此時在光鏡下則難以識別出來，用電鏡可觀察到部分細胞顯示陽性。髓過氧化物酶是嗜天青顆粒中一種溶酶體酶,主要存在于線粒體和溶酶體中，主其能是破壞生物氧化過程中有巨毒的過氧化物，使其放出氧，參加細胞內氧化還原過程，是一種與生物氧化有關的重要酶類。
1985年血液學國際標準化委員會(ICSH)推薦三種方法：二氨基聯苯胺法(DAB染色法)；過氧化酶氨基-甲基卡巴唑染色法；二鹽酸聯苯胺法。二氨基聯苯胺染色是常用的方法，細胞顆粒中的過氧化酶，能將過氧化氫中的氧釋放出來，氧化二氨基聯苯胺(DAB)，形成金黃色沉淀而定位于過氧化酶活性的部位。
【染色結果及正常血細胞反應】細胞質中無金黃色顆粒者為陰性反應。顆粒細小而稀疏為弱陽性，顆粒較粗分布較密集者為陽性反應；顆粒粗大密集為強陽性。
1． 原粒細胞POX 陰性或弱陽性反應，早幼粒細胞以下階段隨著細胞分化成熟而增強，中幼粒和晚幼粒細胞陽性物充滿胞漿，少部分蓋在細胞核上。
2． 嗜酸粒細胞POX呈強陽性。嗜堿性粒細胞陰性或弱陽性。
3． 原始單核細胞缺乏POX活性，呈陰性和弱陽性。幼稚單核細胞呈陰性或弱陽性反應，陽性反應物顆粒細小，散在分布于細胞漿與細胞核上。
4． 淋巴細胞、原始及幼稚巨核細胞、漿細胞、高雪氏細胞、尼曼－匹克細胞、組織嗜堿細胞、原紅及幼紅細胞POX陰性；網狀細胞、海蘭細胞POX 陰性或陽性。
5． 遺傳性過氧化物酶缺乏癥，除嗜酸粒細胞不受影響外，中性粒細胞與單核細胞POX缺乏或減低。
【臨床意義】過氧化物酶染色是臨床最常用和最有價值的鑒別白血病類型的細胞化學染色方法。主要用于急性淋巴細胞白血病（ALL）與急性非淋巴細胞白血病（ANLL）的鑒別。
1． 急性白血病時POX反應強弱順序M3> M2b> M2a> M6(粒)> M4 >M1> M5>
HAL>ALL.急性淋巴細胞白血病和CLL
POX均為陰性。50年代至今有人主張POX<3%或<5%為ALL，隨著免疫技術的發展，檢測手段增多，提示我們POX陽性率低時，多考慮急性混合型白血病或未分化白血病（M0），后者利用電子顯微鏡可觀察到細胞漿中有陽性小顆粒。
2． 急性粒細胞白血病時，白血病細胞常呈陽性，M2b
POX表現為強陽性，部分M2b中異常中幼粒細胞POX陽性物在細胞核的凹陷處聚集成團，呈團塊狀反應(圖1)。急性早幼粒細胞白血病(APL)POX呈強陽性反應。陽性物深棕黃色充滿胞漿，細胞外漿一般為陰性。有個別M3也表現出陰性，可能由于在轉錄過程中出現異常，如還有一部分呈現強陽性，這提示POX基因的表達并不完全喪失，可能是由于部分轉錄(transcribed)或產生了不穩定的無效RNA所致。
3． 急性單核細胞白血病時呈弱陽性或陰性。ANLL中Auer小體POX陽性。有人報道ANLL患者出現嚴重感染時中性粒細胞會出現POX缺乏。