ሜቲሊን ብሉ እና ቫይታሚን C፦ መፍትሄው ለምን ቀለም አልባ ሊሆን ይችላል

በብርጭቆ ውስጥ ባለ ሰማያዊ የሜቲሊን ብሉ መፍትሄ ላይ አንድ የቫይታሚን C ጽላት ጨምረው፣ አማስለው፣ ሰማያዊው ቀለም ሲጠፋ ይመለከታሉ። ከአንድ ደቂቃ በኋላ ፈሳሹ እንደ ተራ ውሃ ይመስላል። ቫይታሚን C ማቅለሚያውን አፍርሶታል ወይም ገለልተኛ አድርጎታል ብሎ ለመደምደም ይፈትናል።

ይህ የአስተሳሰብ ሞዴል የተሳሳተ ነው፣ እናም ስህተቱ ጠቃሚ አንድምታ አለው። እየተመለከቱ ያሉት ወደ ቀድሞው ሊመለስ የሚችል የኦክሲዴሽን ደረጃ ለውጥ እንጂ መፍረስ አይደለም። ማቅለሚያው አሁንም እዚያው አለ። በተገቢው ሁኔታ ቀለሙ ይመለሳል።

የማቅለሚያው ሁለቱ ሁኔታዎች

ሜቲሊን ብሉ በሚገባ የተገለጹ ሁለት ሁኔታዎች አሉት። ብዙውን ጊዜ MB+ ተብሎ የሚጻፈው፣ ኦክሲዴሽን የተደረገበት ቅርጽ፣ የተዘረጋ የተፈራረቁ ነጠላና ድርብ ትስስሮች ያሉት የቀለበት ስርዓት አለው፤ ይህም በ664 nm አካባቢ ብርሃንን በከፍተኛ መጠን ይወስዳል። ሰማያዊውን ቀለም የሚያስገኘው ይህ የብርሃን መወሰድ ነው። ሪዳክሽን የተደረገበት ቅርጽ፣ ሉኮሜቲሊን ብሉ (LMB)፣ ይህን ጠንካራ የሚታይ ብርሃን መውሰጃ ባንድ አጥቷል፤ ስለዚህ የተሟሟ መፍትሄው ቀለም አልባ ይመስላል።

ማቅለሚያውን እንደ ትንሽ፣ ደጋግሞ ሊሞላ የሚችል የኤሌክትሮን ማከማቻ ያስቡት። በኤሌክትሮኖች እና በአንድ ፕሮቶን መሙላት ቀለሙን ያጠፋል። እነዚያን ኤሌክትሮኖች ማስወጣት ቀለሙን ይመልሳል፦

MB+ + H+ + 2e- ወደ LMB (ቀለም አልባ)

ቫይታሚን C የኤሌክትሮን ሙሌቱን ይሰጣል። አስኮርቤት ወደ ዲሃይድሮአስኮርቤት በኦክሲዴሽን ሲለወጥ፣ ሁለት የሪዳክሽን እኩል መጠኖችን ይለግሳል፤ ስለዚህ በቀለለ ስሌት አንድ ሞል አስኮርቤት በግምት አንድ ሞል MB+ ላይ ሪዳክሽን ያደርጋል። በተግባራዊ የላቦራቶሪ መፍትሄዎች ውስጥ ስሌቱ የበለጠ ውስብስብ ነው፤ ምክንያቱም የተሟሟ ኦክሲጅን ለእነዚያው ኤሌክትሮኖች ይወዳደራል። መፍትሄውን ቀለም አልባ አድርጎ ለማቆየት ብዙውን ጊዜ ትርፍ አስኮርቤት የሚያስፈልገው ለዚህ ነው።

የምላሹ ሂደት የግድ በአንድ ቀጥተኛ የሁለት ኤሌክትሮን እርምጃ መከናወን የለበትም። ራዲካሎች እና በከፊል ሪዳክሽን የተደረገባቸው መካከለኛ ውህዶች ይሳተፋሉ፣ ትክክለኛውም መንገድ እንደ ሟሟ፣ አሲዳማነት እና ክምችት ይለዋወጣል። ሆኖም የመጨረሻው ውጤት አንድ ነው። ሰማያዊ MB+ ቀለም አልባ LMB ይሆናል፣ በሂደቱም ቫይታሚን C ይጠቀምበታል።

ማወዛወዝ ለምን ሰማያዊውን ቀለም ይመልሳል

የዚህ ሙከራ የተለመደው የክፍል ውስጥ ማሳያ ሁለተኛ ክፍል አለው። ቀለም አልባውን መፍትሄ የያዘውን ጠርሙስ ሳይነኩት ይተዉት፤ ቀለም አልባ ሆኖ ይቆያል። ያወዛውዙት፣ ሰማያዊው ቀለም ይመለሳል። ይጠብቁ፣ እንደገናም ቀለሙ ይጠፋል።

ቀለሙን የሚመልሰው ኦክሲጅን ነው። የተሟሟ O2 በLMB ላይ ኦክሲዴሽን በማድረግ ወደ MB+ ይመልሰዋል፤ ስለዚህ ማወዛወዝ ማቅለሚያውን አያነቃቃውም። ከፈሳሹ በላይ ባለው ክፍተት ያለውን አየር ወደ ፈሳሹ በማቀላቀል የተሟሟውን ኦክሲጅን ይሞላል፣ ይህም የተገላቢጦሹን ምላሽ ያፋጥናል። ትርፍ አስኮርቤት እስካለ ድረስ፣ እንደገና የተፈጠረው MB+ ላይ ሪዳክሽን ይደረጋል። ይህም የተለመደውን ዑደት ያስገኛል፦ ሳይነካ ሲቆይ ቀለም አልባ፣ ሲወዛወዝ ሰማያዊ፣ ከተጠበቀ በኋላ እንደገና ቀለም አልባ። አስኮርቤቱ ካለቀ በኋላ፣ ኦክሲጅን በቋሚነት የበላይ ይሆናል፣ መፍትሄውም ሰማያዊ ሆኖ ይቆያል።

የሜቲሊን ብሉ እና የቫይታሚን C ማሳያ በዕቃው ቅርጽና መጠን የሚነካው ለዚህ ነው። ከፈሳሹ በላይ ትንሽ ክፍተት ያለው፣ ክዳን የተደረገበት ኩቬት፣ ከሰፊ ቢከር ይልቅ ለረዥም ጊዜ ቀለም አልባ ሆኖ ይቆያል። ብዙ አየር ማስገባት ቀለም አልባውን የቆይታ ጊዜ ያሳጥራል። ስለዚህ ሙከራውን የሚዘግብ ሰው የምላሽ ንጥረ ነገሮቹን መጠን ብቻ ሳይሆን የኦክሲጅን ሁኔታዎችንም መግለጽ አለበት።

ቁጥጥር ያለበት ማሳያ እና ሁኔታዎቹ

የዚህ ጽሑፍ የሽፋን ምስል የታሰበውን ንጽጽር ያሳያል፦ በተመሳሳይ ብርሃን ስር፣ ሰማያዊ የMB+ የቁጥጥር ናሙና በአስኮርቤት ሪዳክሽን ከተደረገበት የLMB ናሙና አጠገብ ይታያል። ውጤቱን በድጋሚ ለማግኘት፣ የምላሹን ፍጥነት የሚቀይር እያንዳንዱን ተለዋዋጭ ቋሚ ያድርጉ፦

ሁለቱንም ጠርሙሶች በተወሰኑ ጊዜያት፣ ለምሳሌ በ0፣ 1፣ 5 እና 15 ደቂቃዎች፣ ፎቶ ያንሱ፤ ከዚያ ያወዛውዟቸው እና እንደገና ፎቶ ያንሱ። በናይትሮጅን አየሩ የተወገደው ጠርሙስ ከሁሉም ለረዥም ጊዜ ቀለም አልባ ሆኖ ሊቆይ ይገባል። አየር የገባበት ጠርሙስ ከተወዛወዘ በኋላ በፍጥነት እንደገና ሰማያዊ ሊሆን ይገባል። አንድ ናሙና ቢወዛወዝና አየር ቢገባበትም ፈጽሞ እንደገና ሰማያዊ ካልሆነ፣ ቀላል ሪዳክሽን ሳይሆን ወደ ቀድሞው የማይመለስ መበላሸት መከሰቱን ይጠርጥሩ።

የድብልቅ አዘጋጆች ይህንኑ አመክንዮ በትልቅ መጠን ይጠቀሙበታል። ሜቲሊን ብሉ በአንድ ድብልቅ ውስጥ የሚያሳየው ባህሪ በአጠቃላይ የሬዶክስ እና የድብልቅ አዘገጃጀት ሁኔታ ላይ ይወሰናል። የመረጋጋት ሙከራም ከቀለም ምልከታው ጋር pH፣ የተሟሟ ኦክሲጅን፣ የብርሃን ተጋላጭነት መጠን እና እጅግ አነስተኛ ብረታ ብረቶችን መመዝገብ አለበት።

pH፣ ብርሃን እና ክምችት በተለያዩ አቅጣጫዎች ተፅዕኖ ያሳድራሉ

ጀማሪዎች አሲድ ወይም ቤዝ ምላሹን ያፋጥነው እንደሆነ ብዙ ጊዜ ይጠይቃሉ። ትክክለኛው መልስ፣ pH በዑደቱ ሁለት የተለያዩ ክፍሎች ላይ ተፅዕኖ እንደሚያሳድር ነው። በአሲዳማ የውሃ መፍትሄ ሁኔታዎች፣ ፕሮቶን መኖሩ አስኮርቤት በMB+ ላይ ሪዳክሽን የሚያደርግበትን እርምጃ ሊያፋጥን ይችላል። ነገር ግን LMB ራሱ በአሲድ ውስጥ በአየር ኦክሲዴሽን ለመደረግ የበለጠ ተቋቋሚ ነው፣ pH ሲጨምር ደግሞ በጣም በፍጥነት ዳግም ኦክሲዴሽን ይደረግበታል። ስለዚህ አሲዳማ ናሙና ቀለሙን በፍጥነት አጥቶ ከዚያ ቀለም አልባ ሆኖ ሊቆይ ይችላል፣ አልካላይን ናሙና ደግሞ ቀለሙን አጥቶ በፍጥነት እንደገና ሰማያዊ ሊሆን ይችላል። ሁለቱም ምልከታዎች በየራሳቸው ሁኔታዎች ትክክል ናቸው።

ብርሃን የተለየ የምላሽ መንገድ ይጨምራል። በብርሃን የተነቃቃ ሜቲሊን ብሉ፣ ረዥም ጊዜ ወደሚቆይ የትሪፕሌት ሁኔታ ይደርሳል፤ በዚህም ሁኔታ ከአስኮርቤት እና ከኦክሲጅን ጋር የኤሌክትሮን ሽግግር ያካሂዳል። ይህ የብርሃን ኬሚስትሪ፣ እንደ ሞገድ ርዝመት፣ የኦክሲጅን መጠን እና ክምችት፣ የቀለም መጥፋትን ሊያፋጥን፣ ቀለሙን ሊመልስ ወይም ምላሽ ሰጪ የኦክሲጅን ዝርያዎችን ሊያመነጭ ይችላል። ብርሃንን እንደ የሙከራ ተለዋዋጭ ይውሰዱት እና ይመዝግቡት።

ክምችት የትኛው አቅጣጫ የበላይ እንደሚሆን ይወስናል። የበለጠ አስኮርቤት ፈጣን የቀለም መጥፋት እና ብዙ የማወዛወዝና የቀለም መጥፋት ዑደቶች ማለት ነው። የበለጠ ማቅለሚያ በተመጣጣኝ መጠን የበለጠ የሪዳክሽን እኩል መጠኖችን ይፈልጋል። የበለጠ የተሟሟ ኦክሲጅን ሰማያዊውን ሁኔታ ይደግፋል። በከፍተኛ የማቅለሚያ ክምችት ተጨማሪ ውስብስብነት ይታያል፤ ምክንያቱም የሜቲሊን ብሉ ሞለኪውሎች እርስ በርሳቸው በመጣመር የተለወጡ ስፔክትራ ያላቸውን ዳይመሮች እና ስብስቦች ይፈጥራሉ። ስለዚህ ማቅለሚያውን በእጥፍ መጨመር ተመሳሳይ ባህሪውን በእጥፍ አያሳድግም።

ቫይታሚን C ሜቲሊን ብሉን ገለልተኛ ያደርገዋል?

ስለ ሜቲሊን ብሉ እና ቫይታሚን C ከሚደረጉ አብዛኛዎቹ ፍለጋዎች ጀርባ ያለው ጥያቄ ይህ ነው፣ ትክክለኛ መልስም ያስፈልገዋል። አይደለም፣ ቀለም መጥፋት ገለልተኛ መሆን አይደለም። ቀለም ሰጪው ክፍል ሁኔታውን ቀይሯል፣ ነገር ግን የፊኖታያዚን መሠረታዊ መዋቅር እና የሬዶክስ እንቅስቃሴው በመፍትሄው ውስጥ ይቀራሉ። ምላሹ በአየር ወደ ቀድሞው ሊመለስ ይችላል፣ ሪዳክሽን የተደረገበት ቅርጽም ራሱ ምላሽ ሰጪ ነው፦ LMB የኤሌክትሪክ ክፍያ የለውም፣ ከMB+ አንጻርም ለስብ ዝምድና አለው፤ በሕዋስ ሙከራዎች ውስጥም በውስጥ ዳግም ኦክሲዴሽን ከመደረጉ በፊት የሕዋስ ሽፋኖችን ያቋርጣል።

የሕዋስ ጥናት ጽሑፎች ይህን ነጥብ በተጨባጭ ያሳያሉ። በላቦራቶሪ ባደጉ የኢንዶቴሊየም ሕዋሶች ውስጥ፣ ዝቅተኛ micromolar ክምችት ያለው ሜቲሊን ብሉ በNADPH እና NADH ላይ ኦክሲዴሽን እያደረገ የፔንቶዝ ፎስፌት እንቅስቃሴን ያነቃቃል። ክምችቱ ከ5 micromolar ገደማ በላይ ሲሆን፣ የግሉኮስ ድጋፍ ከሌለ፣ በሕዋስ ውስጥ ያሉ የኦክሲዳንት ጠቋሚዎችን ያሳድጋል። በአስኮርቤት የተሞሉ ሕዋሶች ለማቅለሚያው ሲጋለጡ ያንን አስኮርቤት ቀስ በቀስ በኦክሲዴሽን ይለውጡታል፤ የአስኮርቤቱ ሙሌትም የኦክሲዳንት ምልክቱን በከፊል ብቻ ይቀንሳል፣ በማቅለሚያው ላይ በኢንዶቴሊየም ሕዋሶች የተደረገ የሬዶክስ ጥናት እንደተዘገበው። በሌላ አነጋገር፣ አስኮርቤት በሬዶክስ ልውውጡ ውስጥ ይሳተፋል። ማቅለሚያውን ከእንቅስቃሴ አያቆምም።

ብርሃን ይህን ጉዳይ የበለጠ ግልጽ ያደርገዋል። በብርሃን ስር፣ የሜቲሊን ብሉ፣ የአስኮርቤት እና የኦክሲጅን ድብልቆች ኦክሲጅንን ይጠቀማሉ፣ ሃይድሮጅን ፐሮክሳይድን ያከማቻሉ፣ እና አነቃቂ ብረት ባለበት በፌንተን ምላሽ ሃይድሮክሲል ራዲካልን ያመነጫሉ። ይህም በስፒን ትራፒንግ እና የኦክሲጅን መወሰድ ሙከራዎች ታይቷል። ሃይድሮክሲል ራዲካሎች ባዮሞለኪውሎችን ወደ ቀድሞው በማይመለስ መልኩ ሊጎዱ እና ማቅለሚያውን ራሱን ሊያፈርሱ ይችላሉ። ስለዚህ በብርሃን እና በብረት ብክለት ስር ቀለሙን በቋሚነት ያጣ ናሙና፣ ያለ ጎንዮሽ ምላሽ የተከናወነ ሪዳክሽን አያሳይም። በጎንዮሽ ኬሚካላዊ ምላሾች የተከሰተ መፍረስን እያሳየ ሊሆን ይችላል።

ቀለም አልባው መፍትሄ የማያረጋግጠው

ሦስት የተለመዱ ድምዳሜዎች ከማስረጃው በላይ ይሄዳሉ፤ በላቦራቶሪ ማስታወሻዎች፣ መለያዎች እና የማስተማሪያ ስላይዶች ውስጥም መወገድ አለባቸው።

አንደኛ፣ ቀለም አልባ ማለት ጉዳት የሌለው ማለት አይደለም። LMB ከኦክሲጅን እና እጅግ አነስተኛ ብረታ ብረቶች ጋር ሲሆን፣ በተለይ በብርሃን ስር፣ የፐሮክሳይድ እና የራዲካል የምላሽ መንገዶችን ሊደግፍ ይችላል። ጉዳት አለመኖሩን ለማረጋገጥ የመርዛማነት ጥናት እንጂ የቀለም መለኪያ አይደለም የሚያስፈልገው።

ሁለተኛ፣ ቀለም አልባ ማለት ብክለት የተወገደበት ማለት አይደለም። ማቅለሚያው እና የሬዶክስ አጋሮቹ አሁንም ይኖራሉ። የፈሰሱ ንጥረ ነገሮች፣ የተለቀቁ ፈሳሾች እና ቀለም የያዛቸው ቁሳቁሶች አስኮርቤት በመጨመር ብቻ ብክለታቸው አይወገድም። በትንተና ማረጋገጥ ያስፈልጋል፤ ይህም በቅሪት እና በብክለት ማስወገድ ሙከራ ልምዶች ውስጥ የሚሸፈን ርዕስ ነው።

ሦስተኛ፣ ቀለም አልባ መሆን ጠቃሚ የጋራ አጠቃቀም ሥርዓትን አይወስንም። በሙከራ ቱቦ ውስጥ የሚደረገው ምላሽ፣ በሰዎች ውስጥ ስለ መወሰድ፣ በቲሹዎች መሰራጨት፣ የአጠቃቀም መጠን ወይም የመስተጋብር ደህንነት ምንም አይናገርም። ሁለቱን ንጥረ ነገሮች ለጤና ዓላማ ለማዋሃድ የሚፈተን ሰው፣ በጠርሙስ ውስጥ ከታየው ምላሽ ይልቅ ለሰው የሚሠራ ድምዳሜ ከማውጣት በፊት፣ የመስተጋብር እና የደህንነት ጥናት ጽሑፎችን ማንበብ እና ብቃት ያላቸውን ምንጮች ማማከር አለበት።

ትክክለኛው ትርጓሜ የተገደበ ቢሆንም የበለጠ ጠቃሚ ነው። ሜቲሊን ብሉ ከአስኮርቤት ጋር የሬዶክስ ዑደት አጭር ሞዴል ነው፦ ቫይታሚን C ኤሌክትሮኖችን ይለግሳል፣ ማቅለሚያው ቀለም አልባ ይሆናል፣ ኦክሲጅን ኤሌክትሮኖቹን መልሶ ይወስዳል፣ ቀለሙ ይመለሳል፣ እና ብርሃን፣ pH፣ ክምችት እና ብረት ፍጥነቱን እና ጎንዮሽ ውጤቶቹን ይወስናሉ። ይህ ጽንሰ ሐሳብ ግልጽ ከሆነ በኋላ፣ ማሳያው አስደናቂ ብልሃት መሆኑ ይቀራል፣ የሁኔታ መመርመሪያም ይሆናል። ናሙናዎ የተለየ ባህሪ ካሳየ፣ ማቅለሚያውን ከመጠራጠርዎ በፊት የኦክሲጅን ተደራሽነትን፣ የብርሃን ተጋላጭነት መጠንን፣ pHን እና የብረታ ብረት ብክለትን ይፈትሹ።