Кумасси бриллиантовый синий - Coomassie Brilliant Blue

Не путать с бриллиантовым синим FCF .
Кумасси бриллиантовый синий R-250
Скелетная формула кумасси бриллиантовый синий R-250
Модель, заполняющая пространство молекулы кумасси бриллиантового синего R-250
Имена
Другие имена
CI 42660, CI Acid Blue 83
Brilliant indocyanine 6B, Brillantindocyanin 6B
Brilliant Cyanine 6B, Serva Blue R
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ECHA InfoCard 100.025.509 Отредактируйте это в Викиданных
  • CCN (CC1 = CC (= CC = C1) S (= O) (= O) O) C2 = CC = C (C = C2) C (= C3C = CC (= [N +] (CC) CC4 = CC ( = CC = C4) S (= O) (= O) [O -]) C = C3) C5 = CC = C (C = C5) NC6 = CC = C (C = C6) OCC. [Na +]
Характеристики
C 45 H 44 N 3 NaO 7 S 2 ( натриевая соль)
Молярная масса 825,97 г / моль
Нерастворим на холоде, мало растворим в горячем (ярко-красно-синий)
Растворимость в этаноле Слабо растворим
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы
Кумасси бриллиантовый синий G-250
Кумасси бриллиантовый синий G-250.svg
Образец кумасси бриллиантово-голубого G.jpg
Твердый кумасси бриллиантовый синий G
Кумасси бриллиантовый синий G в изопропаноле.jpg
Brilliant Blue G в растворе изопропанола
Имена
Другие имена
CI 42655, CI Acid Blue 90
Brilliant indocyanine G, Brillantindocyanin G, Xylene Brilliant Cyanine
G, Serva Blue G
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ECHA InfoCard 100.025.509 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
  • CCN (CC1 = CC (= CC = C1) S (= O) (= O) O) C2 = CC (= C (C = C2) / C (= C \ 3 / C = CC (= [N +] ( CC) CC4 = CC (= CC = C4) S (= O) (= O) O) C = C3C) / C5 = CC = C (C = C5) NC6 = CC = C (C = C6) OCC) C
Характеристики
C 47 H 50 N 3 NaO 7 S 2 ( натриевая соль)
Молярная масса 856,03 г / моль
Слабо растворим в холоде, растворим в горячем (ярко-синий)
Растворимость в этаноле Растворимый
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Кумасси бриллиантовый синий - это название двух похожих трифенилметановых красителей, которые были разработаны для использования в текстильной промышленности, но теперь широко используются для окрашивания белков в аналитической биохимии . Кумасси бриллиантовый синий G-250 отличается от кумасси бриллиантового синего R-250 добавлением двух метильных групп . Название «Кумасся» является зарегистрированной торговой маркой от Imperial Chemical Industries .

Имя и открытие

Название Кумасся было принято в конце 19 - го века , как торговое название по Blackley -окрасить производитель Levinstein Ltd , в маркетинге спектра кислотных красителей шерсти . В 1896 году во время Четвертой англо-ашантинской войны британские войска заняли город Кумасси (современный Кумаси в Гане ). В 1918 году Levinstein Ltd стала частью British Dyestuffs, которая в 1926 году стала частью Imperial Chemical Industries. Хотя ICI по-прежнему владеет товарным знаком Coomassie, компания больше не производит красители.

Синие дисульфированные трифенилметановые красители были впервые произведены в 1913 году Максом Вейлером из Эльберфельда , Германия. Впоследствии были получены различные патенты на органический синтез.

В статьях, опубликованных в журналах по биохимии, эти красители часто называются просто «Кумасси» без указания того, какой краситель действительно использовался. Фактически, Color Index перечисляет более 40 красителей с «Кумасси» в их названии. Есть и другие «синие» красители кумасси. Например, в индексе Merck (10-е издание) указан Coomassie Blue RL (Acid Blue 92, CI 13390), который имеет совершенно иную структуру.

Цвет красителя

Суффикс «R» в названии Coomassie Brilliant Blue R-250 является аббревиатурой от Red, поскольку синий цвет красителя имеет легкий красноватый оттенок. Для варианта «G» синий цвет имеет более зеленоватый оттенок. «250» первоначально обозначало чистоту красителя.

Цвет двух красителей зависит от кислотности раствора. "G" форма красителя изучена подробно. При pH менее 0 краситель имеет красный цвет с максимумом поглощения на длине волны 465 нм. При pH около 1 краситель имеет зеленый цвет с максимумом поглощения при 620 нм, а при pH выше 2 краситель ярко-синий с максимумом при 595 нм. При pH 7 краситель имеет коэффициент экстинкции 43000 М -1  см -1 .

Разные цвета являются результатом разных заряженных состояний молекулы красителя. В красной форме все три атома азота несут положительный заряд. Две группы сульфоновой кислоты имеют чрезвычайно низкий p K a и обычно имеют отрицательный заряд, поэтому при pH около нуля краситель будет катионом с общим зарядом +1. Зеленый цвет соответствует форме красителя без общего заряда. В нейтральной среде (pH 7) только атом азота дифениламиновой части несет положительный заряд, а молекула синего красителя представляет собой анион с общим зарядом -1. P K a для потери двух протонов составляет 1,15 и 1,82 соответственно. Окончательный протон теряется в щелочных условиях и краситель становится розовым в цвете (р K 12.4).

Краситель взаимодействует электростатически, но нековалентно с амино- и карбоксильными группами белков. Молекулы красителя связываются с белками, включая шерсть ( кератин ), с образованием комплекса белок-краситель. Образование комплекса стабилизирует отрицательно заряженную анионную форму красителя, дающую синий цвет, даже в кислых условиях, когда большинство молекул в растворе находятся в катионной форме. Это основа анализа Брэдфорда, который представляет собой метод определения белка, в котором краситель кумасси бриллиантовый синий связывается с белками. Связывание красителя с белком вызывает сдвиг максимума поглощения красителя с 465 до 595 нм. Увеличение поглощения при 595 нм отслеживают для определения концентрации белка.

Краситель также образует комплекс с анионным детергентом додецилсульфатом натрия (SDS). Образование этого комплекса стабилизирует нейтральную зеленую форму красителя. Этот эффект может помешать оценке концентрации белка с помощью анализа Брэдфорда. Также вероятно, что анионный детергент конкурирует с красителем за связывание с белком.

Приложения в биохимии

Кумасси бриллиантовый синий R-250 был впервые использован для визуализации белков в 1964 году Фазекасом де Сен-Гротом и его коллегами. Пробы белков разделяли электрофоретически на листе из ацетата целлюлозы . Затем лист пропитывали сульфосалициловой кислотой, чтобы зафиксировать белковые полосы, а затем переносили в раствор красителя.

Два года спустя, в 1965 году, Мейер и Ламберт использовали кумасси бриллиантовый синий R-250 для окрашивания образцов белка после электрофоретического разделения в полиакриламидном геле . Они замочили гель в растворе красителя, содержащем метанол , уксусную кислоту и воду. Поскольку краситель окрашивал полиакриламидный гель, а также белок, чтобы визуализировать белковые полосы, им необходимо было обесцветить гель, что они и сделали электрофоретически. В последующих публикациях сообщалось, что полиакриламидные гели можно успешно удалить с помощью раствора уксусной кислоты.

Первое сообщение об использовании «G» формы красителя для визуализации белковых полос в полиакриламидных гелях появилось в 1967 году, когда краситель растворяли в растворе уксусной кислоты, содержащем метанол. Впоследствии было обнаружено, что полосы белка можно окрашивать без окрашивания полиакриламида с помощью коллоида «G» формы красителя в растворе трихлоруксусной кислоты, не содержащем метанола. С помощью этой процедуры больше не нужно было удалять гель. В современных составах обычно используется коллоид G-формы красителя в растворе, содержащем фосфорную кислоту, этанол (или метанол) и сульфат аммония (или сульфат алюминия ).

Анализ Брэдфорда использует спектральные свойства кумасси бриллиантового синего G-250 для оценки количества белка в растворе. Образец белка добавляют к раствору красителя в фосфорной кислоте и этаноле. В кислых условиях краситель обычно имеет коричневатый цвет, но при связывании с белком образуется синяя форма красителя. Оптическое поглощение раствора измеряют на длине волны 595 нм. Краситель примечателен высокой чувствительностью, 5 мкг белка достаточно, чтобы различить разницу. Однако одним из недостатков метода является вариабельность развития окраски для разных белков: изменение оптической плотности на единицу массы белков зависит от типа белка.

При связывании с белком отрицательно заряженная молекула красителя Кумасси бриллиантовый синий G-250 придаст белку общий отрицательный заряд. Это свойство можно использовать для разделения белков или белковых комплексов с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в неденатурирующих условиях в методике, называемой Blue Native PAGE . Подвижность комплекса в полиакриламидном геле будет зависеть как от размера белкового комплекса (то есть от молекулярной массы), так и от количества красителя, связанного с белком.

Окрашивание кумасси синим также можно использовать в качестве метода окрашивания для контроля нагрузки в вестерн-блот-анализе. Он применяется как анионный краситель пре-антител.

Медицинское использование

В 2009 году Brilliant Blue G использовался в научных экспериментах для лечения травм позвоночника у лабораторных крыс. Он действует, уменьшая естественную реакцию отека тела, которая может привести к гибели нейронов в этой области от метаболического стресса. Испытания на крысах оказались эффективными. Были протестированы две группы травмированных крыс: одной группе давали краситель для лечения травм позвоночника, а другой группе нет. Результаты теста доказали, что по сравнению с крысами, которые не получали краситель, крысы, которым вводили краситель, могли лучше передвигаться и уступать крысам без обработки красителем в тестах движения. Тестирование все еще продолжается, чтобы определить, можно ли эффективно использовать это лечение у людей. В недавних испытаниях краситель был введен в течение 15 минут после травмы, но для того, чтобы быть эффективным в реальных условиях, когда пациенту может потребоваться время, чтобы добраться до отделения неотложной помощи, лечение должно быть эффективным даже при введении до двух часов после травмы. Единственный зарегистрированный побочный эффект заключался в том, что крысы временно посинели.

Под торговыми названиями ILM Blue и Brilliant Peel, Brilliant Blue G используется в качестве красителя для хирургов при операциях на сетчатке.

В декабре 2019 года Brilliant Blue G (под торговым названием TissueBlue, DORC International, Нидерланды) был одобрен для использования в США.

Применение в судебной медицине

Через исследование , проведенном в Университете Олбаните , было показано , что способность Кумасся красителя целевой аминокислоты с ароматическими группами ( фенилаланин , тирозин , триптофан ) и основными боковыми цепями ( лизин , аргинин и гистидин ), позволяет Бредфорд к использоваться для анализа отпечатков пальцев. Метод Брэдфорда был успешно использован для определения биологического пола отпечатка пальца. Было показано, что женские образцы имеют более высокое поглощение по сравнению с мужскими образцами при тестировании на аналогичных длинах волн. Это обеспечивает более простой метод анализа отпечатков пальцев за счет уменьшения количества аминокислот, необходимых для анализа, с 23 до 6 и отсутствия подготовки к анализу по сравнению с химическим анализом нингидрина, который требует подготовки анализа, такого как нагревание и каскад ферментов.

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Гесснер, Т .; Майер, У. (2002). «Триарилметановые и диарилметановые красители». Энциклопедия промышленной химии Ульмана, 6-е издание . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a27_179 . ISBN 978-3527306732{{противоречивые цитаты}}CS1 maint: postscript ( ссылка )

внешние ссылки