Metileno urdina eta C bitamina: zergatik bihur daitekeen disoluzioa koloregabe

C bitaminaren tableta bat gehitzen diozu metileno urdinaren disoluzio urdinez betetako edalontzi bati, nahasi egiten duzu, eta kolore urdina desagertzen ikusten duzu. Minutu baten buruan, likidoak ur arruntaren itxura du. Erraza da ondorioztatzea C bitaminak koloratzailea suntsitu edo neutralizatu duela.

Interpretazio hori okerra da, eta akatsak garrantzia du. Ikusten ari zarena oxidazio-egoeraren aldaketa itzulgarri bat da, ez suntsipena. Koloratzaileak hor jarraitzen du. Baldintza egokietan, kolorea itzultzen da.

Koloratzailearen bi egoerak

Metileno urdinak ondo karakterizatutako bi egoera ditu. Forma oxidatuak, normalean MB+ gisa idazten denak, eraztun-sistema konjugatu hedatua du, eta 664 nm inguruan indar handiz xurgatzen du argia. Xurgapen horrek ematen dio kolore urdina. Forma erreduzituak, leukometileno urdinak (LMB), banda ikusgai indartsu hori galdu du; beraz, disoluzio diluitu batek koloregabea dirudi.

Pentsa koloratzailea elektroi-biltegi txiki eta kargagarri bat dela. Elektroiekin eta protoi batekin kargatzeak kolorea kentzen dio. Elektroi horiek ateratzeak kolorea berrezartzen du:

MB+ + H+ + 2e- to LMB (colorless)

C bitaminak ematen du karga. Askorbatoa dehidroaskorbato bihurtzeko oxidatzen da, eta bi baliokide erreduzitzaile ematen ditu; beraz, kalkulu idealizatu batean, askorbato mol batek MB+ mol bat inguru erreduzitzen du. Benetako laborategiko disoluzioetan, balantzea konplexuagoa da, disolbatutako oxigenoak elektroi berberengatik lehiatzen duelako. Horregatik, normalean askorbato-soberakina behar da disoluzioa koloregabe mantentzeko.

Mekanismoak ez du zertan bi elektroiko urrats bakar eta garbi bat izan. Erradikalek eta partzialki erreduzitutako bitartekoek parte hartzen dute, eta bide zehatza disolbatzailearen, azidotasunaren eta kontzentrazioaren arabera aldatzen da. Hala ere, amaierako emaitza bera da. MB+ urdina LMB koloregabe bihurtzen da, eta prozesuan C bitamina kontsumitzen da.

Zergatik itzultzen den kolore urdina astintzean

Esperimentu honen ikasgelako bertsio klasikoak bigarren atal bat du. Utzi ontzi koloregabea geldirik, eta koloregabe jarraituko du. Astindu, eta urdina itzuliko da. Itxaron, eta berriro desagertuko da.

Oxigenoak berrezartzen du kolorea. Disolbatutako O2-ak LMB oxidatzen du berriz MB+ bihurtzeko; beraz, astintzeak ez du koloratzailea aktibatzen. Disolbatutako oxigenoa berritzen du, ontziaren goiko airea likidoarekin nahasiz, eta horrek alderantzizko erreakzioa bizkortzen du. Askorbato-soberakina dagoen bitartean, birsortutako MB+ berriro erreduzitzen da, eta horrek ziklo ezaguna sortzen du: geldirik uztean koloregabe, astintzean urdin, eta itxarotean berriro koloregabe. Askorbatoa agortzen denean, oxigenoak behin betiko irabazten du, eta disoluzioa urdin geratzen da.

Horregatik, metileno urdinaren eta C bitaminaren erakustaldia ontziaren geometriaren araberakoa da. Goiko aire-espazio txikia duen kubeta itxi batek koloregabe irauten du prezipitatu-ontzi zabal batek baino luzaroago. Aireztapen biziak fase koloregabea laburtzen du. Beraz, esperimentuaren berri ematen duen edonork oxigeno-baldintzak adierazi beharko lituzke, ez soilik erreaktiboen kantitateak.

Erakustaldi kontrolatu bat eta haren baldintzak

Artikulu honen azaleko irudiak egin nahi den konparazioa erakusten du: MB+ kontrol urdin bat, askorbatoz erreduzitutako LMB lagin baten ondoan, argiztapen berdinarekin. Emaitza erreproduzigarria izan dadin, finkatu abiadura aldatzen duten aldagai guztiak:

Egin bi ontzien argazkiak une finkoetan, adibidez 0, 1, 5 eta 15 minututan; ondoren, astindu eta egin berriro argazkiak. Nitrogenoz purgatutako ontziak iraun beharko luke koloregabe luzaroen. Aireztatutako ontziak azkarrago berreskuratu beharko luke kolore urdina astindu ondoren. Lagin bat ez bada inoiz berriro urdintzen, nahiz eta astindu eta aireztatu, susmatu degradazio itzulezina gertatu dela, erredukzio soila baino.

Formulazioak egiten dituztenek logika bera erabiltzen dute eskala handiagoan. Metileno urdinak nahaste batean duen portaera redox testuinguru eta formulazio osoaren araberakoa da. Egonkortasun-probek pHa, disolbatutako oxigenoa, argi-dosia eta metal-arrastoak jaso beharko lituzkete, kolorearen behaketarekin batera.

pHak, argiak eta kontzentrazioak norabide desberdinetan eragiten dute

Hasiberriek maiz galdetzen dute azidoak edo baseak erreakzioa bizkortzen duen. Erantzun zintzoa da pHak zikloaren bi atal desberdinetan eragiten duela. Ur-ingurune azido batean, protoien eskuragarritasunak askorbatoak MB+ erreduzitzeko urratsa bizkortu dezake. Baina LMB bera askoz erresistenteagoa da aire bidezko oxidazioarekiko ingurune azidoan, eta askoz azkarrago berroxidatzen da pHa igo ahala. Hortaz, lagin azido batek kolorea azkar gal dezake eta gero koloregabe iraun; lagin alkalino batek, berriz, kolorea galdu eta azkar berreskura dezake. Bi behaketak zuzenak dira bakoitzaren baldintzetan.

Argiak beste bide bat gehitzen du. Argiak kitzikatutako metileno urdinak iraupen luzeko triplete-egoera batera iristen da, eta egoera horretan elektroi-transferentzia gertatzen da askorbatoarekin eta oxigenoarekin. Fotokimika horrek kolore-galera bizkortu, kolorea birsortu edo oxigeno-espezie erreaktiboak ekoitz ditzake, uhin-luzeraren, oxigeno-mailaren eta kontzentrazioaren arabera. Hartu argiztapena aldagai esperimental gisa, eta erregistratu.

Kontzentrazioak zehazten du zein norabide nagusitzen den. Askorbato gehiago izateak kolore-galera azkarragoa eta astintze- eta kolore-galera ziklo gehiago esan nahi du. Koloratzaile gehiago izateak proportzionalki baliokide erreduzitzaile gehiago eskatzen ditu. Disolbatutako oxigeno gehiago izateak kolore urdina bultzatzen du. Koloratzailearen kontzentrazio handietan beste konplikazio bat agertzen da: metileno urdinaren molekulak elkartu egiten dira, espektro desberdinak dituzten dimeroak eta agregatuak eratuz. Horregatik, koloratzaile kantitatea bikoizteak ez du jada portaera bera bikoizten.

C bitaminak metileno urdina neutralizatzen al du?

Hori da metileno urdinari eta C bitaminari buruzko bilaketa gehienen atzean dagoen galdera, eta erantzun zehatza behar du. Ez, kolorea galtzea ez da neutralizazioa. Kromoforoak egoera aldatu du, baina fenotiazina-nukleoak eta haren redox jarduerak disoluzioan jarraitzen dute. Aireak erreakzioa alderantzika dezake, eta forma erreduzitua bera ere erreaktiboa da: LMBk ez du kargarik eta lipofiloa da MB+ekin alderatuta; zelulekin egindako esperimentuetan, mintzak zeharkatzen ditu barruan berriro oxidatu aurretik.

Zelulei buruzko literatura zientifikoak argi erakusten du hori. Kultibatutako zelula endotelialetan, metileno urdinak, kontzentrazio mikromolar txikietan, pentosa fosfatoaren bideko jarduera estimulatzen du, NADPH eta NADH oxidatzen dituen bitartean. Gutxi gorabehera 5 mikromolarretik gora, zelula barneko oxidatzaile-markatzaileak areagotzen ditu glukosaren ekarpenik ez dagoenean. Askorbatoz kargatutako zelulek pixkanaka oxidatzen dute askorbato hori koloratzailearen eraginpean jartzean, eta askorbato-kargak partzialki baino ez du murrizten oxidatzaile-seinalea, koloratzailearen redox portaera endotelialean aztertu zuen ikerketa batek jakinarazi zuenez. Beste era batera esanda, askorbatoak redox trukeetan parte hartzen du. Ez du koloratzailea desaktibatzen.

Argiak are argiago uzten du egoera. Argiztapenpean, metileno urdinaren, askorbatoaren eta oxigenoaren nahasteek oxigenoa kontsumitzen dute, hidrogeno peroxidoa metatzen dute eta, burdina katalitikoaren presentzian, hidroxilo-erradikala sortzen dute Fenton kimikaren bidez, spin-harrapaketa eta oxigeno-kontsumoa neurtzeko esperimentuek erakutsi dutenez. Hidroxilo-erradikalek biomolekulak modu itzulezinean kaltetu eta koloratzailea bera degradatu dezakete. Beraz, argiaren eta burdina-kutsaduraren eraginpean behin betiko kolorea galdu duen lagin batek ez du erredukzio garbia erakusten. Alboko erreakzio kimikoek eragindako suntsipena erakusten ari daiteke.

Disoluzio koloregabeak frogatzen ez duena

Ohiko hiru ondorio ebidentziak erakusten duenetik harago doaz, eta saihestu egin behar dira laborategiko oharretan, etiketetan eta irakaskuntzako diapositibetan.

Lehenik, koloregabea izateak ez du esan nahi kaltegabea denik. LMBk, oxigenoak eta metal-arrastoek peroxidoa eta erradikalak sortzeko bideak elika ditzakete, batez ere argiaren eraginpean. Kaltegabetasuna frogatzeko toxikologia behar da, ez kolorimetria.

Bigarrenik, koloregabea izateak ez du esan nahi deskontaminatuta dagoenik. Koloratzaileak eta haren redox kideek hor jarraitzen dute. Askorbatoa gehitzeak ez ditu isurketak, efluenteak edo material tindatuak deskontaminatzen. Berrespen analitikoa behar da; gai hori hondakinen eta deskontaminazioaren saiakuntza-praktiketan lantzen da.

Hirugarrenik, koloregabea izateak ez du bi substantziak batera erabiltzeko erregimen baliagarririk zehazten. Saiodi batean gertatzen den erreakzioak ez du ezer esaten gizakiengan gertatzen diren xurgapenari, ehunen arteko banaketari, dosifikazioari edo interakzioen segurtasunari buruz. Bi substantziak osasun-helburu batekin konbinatzeko asmoa duen edonork interakzioei eta segurtasunari buruzko literatura irakurri beharko luke lehenik, eta iturri kualifikatuak kontsultatu, ontzi batean ikusitakoa estrapolatu beharrean.

Interpretazio zuzena mugatuagoa da, baina erabilgarriagoa. Metileno urdinaren eta askorbatoaren nahastea redox zikloen eredu trinko bat da: C bitaminak elektroiak ematen ditu, koloratzailea koloregabe bihurtzen da, oxigenoak elektroiak hartzen ditu, kolorea itzultzen da, eta argiak, pHak, kontzentrazioak eta burdinak zehazten dituzte abiadura eta alboko produktuak. Kontzeptu hori argi dagoenean, erakustaldiak trikimailu izateari uzten dio, eta diagnostikorako tresna bihurtzen da. Zure laginak beste portaera bat badu, egiaztatu oxigenoaren sarbidea, argi-dosia, pHa eta metalen kutsadura, koloratzailea zalantzan jarri aurretik.