Fluorescein - Fluorescein

Tento článek je o organické sloučenině. Pro použití fluoresceinu jako léku viz Fluorescein (pro lékařské použití).
Fluorescein
Kosterní vzorec
Model s kuličkou a hůlkou
Vzorek tmavě červeného prášku
Jména
Výslovnost/Fl.rɛsi.ɪn,Fl.rɛsiːn/
Název IUPAC
3 ', 6'-dihydroxyspiro [isobenzofuran-1 (3H),9′-[9H] xanthen] -3-on
Ostatní jména
Fluorescein, resorcinolftalein, C.I. 45350, žlutá rozpouštědla 94, D & C žlutá č. 7, angiofluor, japonská žlutá 201, mýdlová žlutá
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
Informační karta ECHA100.017.302 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 219-031-8
KEGG
PletivoFluorescein
UNII
Vlastnosti
C20H12Ó5
Molární hmotnost332.311 g · mol−1
Hustota1,602 g / ml
Bod tání 314 až 316 ° C (597 až 601 ° F; 587 až 589 K)
Mírně
Farmakologie
S01JA01 (SZO)
Nebezpečí
Piktogramy GHSGHS07: Zdraví škodlivý
Signální slovo GHSVarování
H319
P305, P351, P338
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Fluorescein je organická sloučenina a barvivo. Je k dispozici ve formě tmavě oranžového / červeného prášku slabě rozpustného ve vodě a alkoholu. Je široce používán jako fluorescenční sledovač pro mnoho aplikací.[1]

Fluorescein je a fluorofor běžně používané v mikroskopie, v typu barvicí laser jako získat střední, v forenzní a sérologie detekovat skvrny od latentní krve a dovnitř trasování barviv. Fluorescein má vstřebávání maximálně při 494 nm a emise maximálně 512 nm (ve vodě). Hlavní deriváty jsou fluorescein isothiokyanát (FITC) a v syntéza oligonukleotidů, 6-FAM fosforamidit.

Barva jeho vodného roztoku se mění od zelené po oranžovou v závislosti na způsobu, jakým je pozorována: odrazem nebo prostupem, jak je patrné v úrovně bublin například ve kterém je fluorescein přidán jako a barvivo do alkohol plnění trubice za účelem zvýšení viditelnosti vzduchové bubliny obsažené uvnitř (čímž se zvyšuje přesnost přístroje). Koncentrovanější roztoky fluoresceinu mohou dokonce vypadat červeně.

Je na Seznam základních léčivých přípravků Světové zdravotnické organizace.[2]

Použití

Biochemický výzkum

Viz také: Fluoro-Jade skvrna

V buněčné biologii se isothiokyanát k označení a sledování se často používá derivát fluoresceinu buňky v fluorescenční mikroskopie aplikace (například průtoková cytometrie ). Další biologicky aktivní molekuly (např protilátky ) mohou být také připojeny k fluoresceinu, což umožňuje biologům cílit fluorofor na specifické proteiny nebo struktury v buňkách. Tato aplikace je běžná v kvasnicový displej.

Lze také konjugovat s fluoresceinem nukleosid trifosfáty a začleněny do a sonda enzymaticky pro hybridizace in situ. Použití fluorescein amiditu, zobrazené níže vpravo, umožňuje syntetizovat označeno oligonukleotidy ze stejného důvodu. Ještě jiná technika se jmenovala molekulární majáky využívá syntetické fluoresceinem značené oligonukleotidy. Sondy značené fluoresceinem lze zobrazovat pomocí RYBA nebo cílené pomocí protilátky použitím imunohistochemie. Ta druhá je běžnou alternativou k digoxigenin a dva se používají společně pro značení dvou genů v jednom vzorku.[3]

Lékařské použití

Fluoresceinové kapky se instilují k očnímu vyšetření
Hlavní článek: Fluorescein (pro lékařské použití)

Fluorescein sodný, sodná sůl fluoresceinu, se hojně používá jako diagnostický nástroj v oboru oftalmologie a optometrie, kde se při diagnostice IgA používá lokální fluorescein odřeniny rohovky, vředy na rohovce a herpetické infekce rohovky. Používá se také v tuhý plyn propustný přizpůsobení kontaktní čočky k vyhodnocení slzné vrstvy pod čočkou. Je k dispozici jako sterilní sáčky na jedno použití obsahující papírové aplikátory nepouštějící vlákna namočené ve fluoresceinovém sodíku.[4]

Intravenózní nebo orální fluorescein se používá v fluoresceinová angiografie ve výzkumu a diagnostikovat a kategorizovat vaskulární poruchy včetně onemocnění sítnice makulární degenerace, diabetická retinopatie, zánětlivé nitrooční stavy a nitrooční nádory. Stále častěji se používá i během chirurgického zákroku na mozkové nádory.

Naředěné fluoresceinové barvivo bylo použito k lokalizaci vícečetných defektů svalového komorového septa během operace otevřeného srdce a k potvrzení přítomnosti případných zbytkových defektů.[5]

The Blíženci 4 kosmická loď vypustí barvivo do vody, aby pomohla s umístěním po postříkání, Červen 1965.

Vědy o Zemi

Fluorescein se používá jako spíše konzervativní sledovač toku v hydrologickém stopovací testy pomoci pochopit tok vody obou povrchové vody a podzemní voda. Barvivo lze také přidat do dešťová voda v simulacích testování prostředí, které pomáhají při lokalizaci a analýze případných úniků vody, a v Austrálii a na Novém Zélandu jako methylovaný alkohol barvivo.

Protože roztok fluoresceinu mění svou barvu v závislosti na koncentraci,[6] to bylo používáno jako stopovací látka v odpařovacích experimentech.

Jedno z jeho rozpoznatelnějších použití bylo v Řeka Chicago, kde byl fluorescein první látkou používanou k barvení říční zeleně Den svatého Patrika v roce 1962. V roce 1966 si ekologové vynutili změnu na rostlinné barvivo, aby chránili místní divokou zvěř.[7]

Věda o rostlinách

Fluorescein se často používá ke sledování pohybu vody podzemní voda studovat tok vody a sledovat oblasti kontaminace nebo překážek v těchto systémech. The fluorescence který je vytvořen barvivem, zvyšuje viditelnost a snadnou identifikaci problémových oblastí. Podobný koncept lze aplikovat na rostliny, protože barvivo může zviditelnit problémy v rostlinné vaskulatuře. v rostlinná věda, fluorescein a další fluorescenční barviva, se používají ke sledování a studiu rostlinná vaskulatura, zejména xylem, což je hlavní vodní dopravní cesta v rostlinách. Je to proto, že fluorescein je xylem-mobilní a není schopen se křížit plazmatické membrány, což je zvláště užitečné při sledování pohybu vody přes xylem.[8] Fluorescein může být zaveden do žil rostliny prostřednictvím kořenů nebo řezané stonky. Barvivo je možné přijímat do rostliny stejným způsobem jako vodu a pohybuje se od kořenů k vrcholu rostliny v důsledku transpirational tah.[9] Fluorescein, který byl absorbován do rostliny, lze vizualizovat pod a fluorescenční mikroskop.

Aplikace ropných polí

Roztoky fluorescenčních barviv, obvykle 15% aktivní, se běžně používají jako pomůcka pro detekci úniku během hydrostatické zkoušky z podmořské ropa a plyn potrubí a další podmořská infrastruktura. Úniky lze detekovat potápěči nesoucími ultrafialové světlo.

Kosmetika

Fluorescein je také známý jako barevná přísada (DC Žlutá č. 7). Forma dvojsodné soli fluoresceinu je známá jako uranin nebo DC Žlutá č. 8.

Bezpečnost

Místní, perorální a intravenózní podání fluoresceinu může způsobit nežádoucí účinky, počítaje v to nevolnost, zvracení, kopřivka, akutní hypotenze, anafylaxe a související anafylaktoidní reakce,[10][11] působit srdeční zástava[12] a náhlá smrt kvůli anafylaktický šok.[13][14]

Nejběžnějším nežádoucím účinkem je nevolnost způsobená rozdílem v pH v těle a v pH sodné soli fluoresceinového barviva; řada dalších faktorů,[upřesnit ] jsou však také považováni za přispěvatele.[Citace je zapotřebí ] Nevolnost je obvykle přechodná a rychle ustupuje. Kopřivka se může pohybovat od menšího obtěžování po těžkou a jednorázovou dávku antihistaminikum může poskytnout úplnou úlevu. Anafylaktický šok a následná zástava srdce a náhlá smrt jsou velmi vzácné, ale protože k nim dojde během několika minut, měl by být poskytovatel zdravotní péče, který používá fluorescein, připraven provést nouzovou resuscitaci.

Intravenózní podání má nejvíce hlášených nežádoucích účinků, včetně náhlé smrti, ale to může odrážet spíše větší použití než větší riziko. Bylo hlášeno, že jak orální, tak topické použití způsobují anafylaxi,[15][16] včetně jednoho případu anafylaxe se srdeční zástavou (resuscitován ) po místním použití v oční kapce.[12] Hlášené míry nežádoucích účinků se pohybují od 1% do 6%.[17][18][19][20] Vyšší míry mohou odrážet populace studie, které zahrnují vyšší procento osob s předchozími nežádoucími účinky. Riziko nežádoucí reakce je 25krát vyšší, pokud osoba měla předchozí nežádoucí reakci.[19] Riziko lze snížit předchozí (profylaktický ) užívání antihistaminik[21] a rychlé řešení mimořádných situací při jakékoli následné anafylaxi.[22] Jednoduchý prick test může pomoci identifikovat osoby s největším rizikem nežádoucích účinků.[20]

Chemie

Fluorescein pod UV osvětlení
Fluorescenční excitační a emisní spektra fluoresceinu

Fluorescence této molekuly je velmi intenzivní; maximální excitace nastává při 494nm a špičková emise při 521 nm.

Fluorescein má a pK.A 6,4 a jeho ionizační rovnováha vede k závislosti na pH vstřebávání a emise v rozmezí 5 až 9. Rovněž jsou fluorescenční doby života protonovaných a deprotonovaných forem fluoresceinu přibližně 3 a 4 ns, což umožňuje stanovení pH z měření založených na neintenzivitě. Životnosti lze obnovit pomocí časově korelované počítání jednotlivých fotonů nebo fázová modulace fluorimetrie.

Fluorescein má isosbestický bod (stejná absorpce pro všechny hodnoty pH ) při 460 nm.

Deriváty

Fluorescein isothiokyanát a 6-FAM fosforamidit

Je známo mnoho derivátů fluoresceinu. Příklad

v syntéza oligonukleotidů, několik fosforamiditových činidel obsahujících chráněný fluorescein, např. 6-FAM fosforamidit 2,[23] se používají k přípravě značených fluoresceinem oligonukleotidy.

Mezi další zelená barviva patří Oregon Green, Tokyo Green, SNAFL a karboxynaphthofluorescein. Tato barviva spolu s novějšími fluorofory jako Alexa 488, FluoProbes 488 a DyLight 488, byly přizpůsobeny pro různé chemické a biologické aplikace, kde jsou vyšší fotostabilita, jsou potřeba různé spektrální charakteristiky nebo různé připojovací skupiny.

Rozsah, ve kterém se fluoresceindilaurát rozkládá, aby se získal kyselina Laurová lze detekovat jako měřítko pankreatu esteráza aktivita.

Syntéza

Fluorescein byl nejprve syntetizován Adolf von Baeyer v roce 1871.[24] Může být připraven z anhydrid kyseliny ftalové a resorcinol v přítomnosti chlorid zinečnatý přes Friedel-Craftsova reakce.

ZnCl2 fluorescein.png

Druhá metoda pro přípravu fluoresceinu kyselina methansulfonová jako Bronstedův kyselý katalyzátor. Tato trasa má za mírnějších podmínek vysoký výnos.[25][26]

Viz také

Reference

  1. ^ Gessner, Thomas; Mayer, Udo (2000). "Triarylmethan a diarylmethanová barviva". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a27_179.
  2. ^ Světová zdravotnická organizace (2019). Seznam základních léků Světové zdravotnické organizace: 21. seznam 2019. Ženeva: Světová zdravotnická organizace. hdl:10665/325771. WHO / MVP / EMP / IAU / 2019.06. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  3. ^ Noga E. J., Udomkusonsri, P. (2002). „Fluorescein: Rychlá, citlivá, neletální metoda pro detekci ulcerace kůže u ryb“ (PDF). Vet Pathol. 39 (6): 726–731(6). doi:10,1354 / vp.39-6-726. PMID  12450204. Archivovány od originál (PDF) dne 28. 9. 2007. Citováno 2007-07-16.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  4. ^ „Nové drogy“. Can Med Assoc J.. 80 (12): 997–998. 1959. PMC  1831125. PMID  20325960.
  5. ^ Mathew, Thomas (2014). "Použití fluorescenčního barviva k identifikaci zbytkových vad". Ann Thorac Surg. 97 (1): e27-8. doi:10.1016 / j.athoracsur.2013.10.059. ISSN  0003-4975. PMID  24384220.
  6. ^ Käss, W. Technika sledování v geohydrologii. Rotterdam: Balkema.
  7. ^ Příběh za barvením řeky Green. Greenchicagoriver.com. Citováno 2014-08-28.
  8. ^ Salih, Anya; Tjoelker, Mark G .; Renard, Justine; Pfautsch, Sebastian (01.03.2015). „Phloem jako kondenzátor: Radiální přenos vody do xylému kmenů stromů se vyskytuje prostřednictvím symplastického transportu v Ray Parenchyma“. Fyziologie rostlin. 167 (3): 963–971. doi:10.1104 / pp.114.254581. ISSN  0032-0889. PMC  4348778. PMID  25588734.
  9. ^ Duran-Nebreda S, Bassel G (červenec 2017). „Stanovení transportu fluoresceinu k vyhodnocení hromadného toku molekul hypokotylem v Arabidopsis thaliana“. Bioprotokol. 8 (7): e2791. doi:10,21769 / bioprotoc.2791.
  10. ^ „Diagnóza a léčba anafylaxe. Společná pracovní skupina pro praktické parametry, Americká akademie alergií, astmatu a imunologie, Americká vysoká škola alergie, astmatu a imunologie a Společná rada pro alergii, astma a imunologii“ (PDF). The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 101 (6 Pt 2): S465–528. 1998. doi:10.1016 / S0091-6749 (18) 30566-9. PMID  9673591. Archivováno (PDF) od původního dne 2015-07-24.
  11. ^ Diagnóza a léčba anafylaxe: aktualizovaný parametr praxe. Archivováno 2007-08-05 na Wayback Machine Zúčtovací středisko národní směrnice.
  12. ^ A b El Harrar, N; Idali, B; Moutaouakkil, S; El Belhadji, M; Zaghloul, K; Amraoui, A; Benaguida, M (1996). „Anafylaktický šok způsobený aplikací fluoresceinu na oční spojivku“. Presse Médicale. 25 (32): 1546–7. PMID  8952662.
  13. ^ Fineschi V, Monasterolo G, Rosi R, Turillazzi E (1999). "Fatální anafylaktický šok během fluoresceinové angiografie". Forenzní sci. Int. 100 (1–2): 137–42. doi:10.1016 / S0379-0738 (98) 00205-9. PMID  10356782.
  14. ^ Hitosugi M, Omura K, Yokoyama T, Kawato H, Motozawa Y, Nagai T, Tokudome S (2004). „Pitevní případ fatálního anafylaktického šoku po fluoresceinové angiografii: kazuistika“. Med Sci Law. 44 (3): 264–5. doi:10,1258 / rsmmsl.44.3.264. PMID  15296251.
  15. ^ Kinsella FP, Mooney DJ (1988). "Anafylaxe po perorální fluoresceinové angiografii". Dopoledne. J. Ophthalmol. 106 (6): 745–6. doi:10.1016/0002-9394(88)90716-7. PMID  3195657.
  16. ^ Gómez-Ulla F, Gutiérrez C, Seoane I (1991). "Závažná anafylaktická reakce na orálně podaný fluorescein". Dopoledne. J. Ophthalmol. 112 (1): 94. doi:10.1016 / s0002-9394 (14) 76222-1. PMID  1882930.
  17. ^ Kwan AS, Barry C, McAllister IL, Constable I (2006). „Fluoresceinová angiografie a nežádoucí účinky se znovu objevily: zkušenost Lions Eye“. Clin. Experiment. Oftalmol. 34 (1): 33–8. doi:10.1111 / j.1442-9071.2006.01136.x. PMID  16451256.
  18. ^ Jennings BJ, Mathews DE (1994). "Nežádoucí účinky během retinální fluoresceinové angiografie". J Am Optom Doc. 65 (7): 465–71. PMID  7930354.
  19. ^ A b Kwiterovich KA, Maguire MG, Murphy RP, Schachat AP, Bressler NM, Bressler SB, Fine SL (1991). „Frekvence nežádoucích systémových reakcí po fluoresceinové angiografii. Výsledky prospektivní studie“. Oftalmologie. 98 (7): 1139–42. doi:10.1016 / s0161-6420 (91) 32165-1. PMID  1891225.
  20. ^ A b Matsuura M, Ando F, Fukumoto K, Kyogane I, Torii Y, Matsuura M (1996). "[Užitečnost prick testu na anafylaktoidní reakci při intravenózním podání fluoresceinu]". Nippon Ganka Gakkai Zasshi (v japonštině). 100 (4): 313–7. PMID  8644545.
  21. ^ Ellis PP, Schoenberger M, Rendi MA (1980). „Antihistaminika jako profylaxe proti vedlejším reakcím na intravenózní fluorescein“. Trans Am Ophthalmol Soc. 78: 190–205. PMC  1312139. PMID  7257056.
  22. ^ Yang CS, Sung CS, Lee FL, Hsu WM (2007). „Řízení anafylaktického šoku během intravenózní fluoresceinové angiografie v ambulanci“. J Chin Med Doc. 70 (8): 348–9. doi:10.1016 / S1726-4901 (08) 70017-0. PMID  17698436.
  23. ^ Brush, C. K. "Fluoresceinem značené fosforamidity". US patent 5 583 236 . Datum priority 19. července 1991.
  24. ^ Baeyer, Adolf (1871) „Uber ein neue Klasse von Farbstoffen“ Archivováno 2016-06-29 na Wayback Machine (Na nové třídě barviv), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin, 4 : 555-558; prosáknout. 558.
  25. ^ Sun, W. C .; Gee, K. R .; Klaubert, D. H .; Haugland, R. P. (1997). "Syntéza fluorovaných fluoresceinů". The Journal of Organic Chemistry. 62 (19): 6469–6475. doi:10.1021 / jo9706178.
  26. ^ Burgess, Kevin; Ueno, Yuichiro; Jiao, Guan-Sheng (2004). "Příprava 5- a 6-karboxyfluoresceinu". Syntéza. 2004 (15): 2591–2593. doi:10.1055 / s-2004-829194.

externí odkazy