Grein
Metýlenblátt og C-vitamin: Hví loysingin kann gerast litloys
Tú koyrir eina C-vitamintablett í eitt glas við bláari metýlenbláttloysing, rørir og sært bláa litin hvørva. Eftir ein minutt sær løgurin út sum vanligt vatn. Tað er freistandi at halda, at C-vitaminið hevur oyðilagt ella óvirkjað litevnið.
Henda hugsanin er skeiv, og mistakið hevur týdning. Tað, tú sært, er ein vendbar broyting í oksideringarstøðu, ikki oyðilegging. Litevnið er framvegis har. Undir røttu umstøðunum kemur liturin aftur.
Tær báðar støðurnar hjá litevninum
Metýlenblátt hevur tvær væl lýstar støður. Oksideraða formið, vanliga skrivað MB+, hevur eitt víðfevnt konjugerað ringskipan, sum tekur sterkt upp ljós nær 664 nm. Henda ljósupptøkan gevur bláa litin. Reduseraða formið, leukometýlenblátt (LMB), hevur mist hetta sterka bandið í sjónliga ljósøkinum, so ein tunn loysing sær litloys út.
Hugsa um litevnið sum eitt lítið elektronlager, ið kann løðast aftur. Tá tað verður løtt við elektronum og einum protoni, hvørvur liturin. Tá hesar elektronir verða tiknar frá tí, kemur liturin aftur:
MB+ + H+ + 2e- to LMB (litloyst)
C-vitamin veitir løðingina. Askorbat verður oksiderað móti dehydroaskorbati og letur tvær reduserandi eindir frá sær, so í einum einfaldaðum evnisroknskapi reduserar eitt mol av askorbati umleið eitt mol av MB+. Í veruligum starvsstovuloysingum er roknskapurin fløktari, tí loyst súrevni kappast um somu elektronir. Tí er vanliga tørvur á askorbati í yvirskoti fyri at halda loysingina litleysa.
Mekanisman nýtist ikki at vera eitt einstakt, reint stig við tveimum elektronum. Radikalar og lutvíst reduserað millumstig luttaka, og nágreiniliga gongdin broytist við loysingarevni, súrleika og styrki. Endaúrslitið er tó tað sama. Blátt MB+ verður til litloyst LMB, og C-vitamin verður brúkt í tilgongdini.
Hví blái liturin kemur aftur, tá tú ristir
Klassiska útgávan av hesi royndini í undirvísing hevur ein seinna part. Lat litleysa glasið standa í friði, og tað verður verandi litloyst. Rist tað, og blái liturin kemur aftur. Bíða, og hann hvørvur aftur.
Tað er súrevni, sum fær litin aftur. Loyst O2 oksiderar LMB aftur móti MB+, so ristingin virkjar ikki litevnið. Hon endurnýggjar loysta súrevnið við at blanda luftina oman fyri løgin niður í hann, og tað skundar undir afturreaktiónina. So leingi askorbat er eftir í yvirskoti, verður endurskapaða MB+ reduserað aftur. Hetta gevur væl kenda ringrásina: hvíld gevur litloyst, risting gevur blátt, og bíðitíð gevur litloyst aftur. Tá askorbatið er uppbrúkt, vinnur súrevnið varandi, og loysingin verður verandi blá.
Tí er sýnisroyndin við metýlenbláum og C-vitamini viðkvom fyri forminum á ílatinum. Ein lokað kúvetta við lítlum loftrúmi oman fyri løgin verður verandi litloys longur enn eitt vítt bikarglas. Kraftig lufting styttir litleysa skeiðið. Tann, ið lýsir royndina, eigur tí at upplýsa súrevnisumstøðurnar, ikki bara nøgdina av reagensum.
Ein stýrd sýnisroynd og umstøðurnar kring hana
Forsíðumyndin til hesa grein vísir ætlaða samanburðin: eitt blátt MB+-kontrollsýni við síðuna av einum LMB-sýni, sum er reduserað við askorbati, undir somu ljósviðurskiftum. Fyri at úrslitið skal kunna endurtakast, má hvør broyta, ið ávirkar ferðina, haldast føst:
| Broyta | Uppskot til umstøður | Hví tað hevur týdning |
|---|---|---|
| Metýlenblátt | 10 til 90 micromolar í fosfatbuffara, pH 7 | Samsvarar við styrkir, sum eru brúktar í útgivnum redox-kanningum, og heldur absorbansinum innan fyri mátiskalan |
| Askorbat | 1 mM natriumaskorbat, nýgjørt | Veitir reduserandi eindir í yvirskoti, so liturin hvørvur heilt |
| Buffari og pH | 50 mM fosfat, pH 7.0, stovuhiti | Ásetur, hvørjum evnafrøðiligum formi askorbat er í, og støðufestið hjá LMB |
| Ljós | Veikt umhvørvisljós; skráset lýsingartíðina | Sterkt ljós leggur fotoredox- og peroksidleiðir afturat |
| Súrevni | Eitt glas mettað við luft, eitt skolað við køvievni | Skilir ta reinu redox-ringrásina frá enduroksidering |
| Metal | Reagens av analytiskari góðsku, umframt eitt kontrollsýni við kelator | Jarn í smáum nøgdum letur upp fyri Fenton-evnafrøði (sí niðanfyri) |
Tak myndir av báðum gløsunum á føstum tíðum, til dømis eftir 0, 1, 5 og 15 minuttir, rist tey síðan og tak myndir aftur. Glasið, sum er skolað við køvievni, eigur at verða verandi litloyst longst. Glasið við luft eigur at verða blátt aftur skjótari eftir risting. Um eitt sýni ongantíð verður blátt aftur, hóast risting og lufting, eigur illgruni at vera um óvendbara niðurbróting heldur enn einfalda redusering.
Tey, sum menna blandingar, brúka somu hugsan í størri mátistokki. Atferðin hjá metýlenbláum í eini blanding er treytað av øllum redox-viðurskiftunum og samansetingini. Við støðufestiskanningum eiga pH, loyst súrevni, ljósnøgd og metal í smáum nøgdum at verða skrásett saman við litinum.
pH, ljós og styrki toga í ymiskar ættir
Byrjarar spyrja ofta, um sýra ella basi skundar undir reaktiónina. Tað erliga svarið er, at pH ávirkar tveir ymiskar partar av ringrásini. Undir súrum umstøðum í vatni kann atgongd til protonir skunda undir stigið, har askorbat reduserar MB+. Men LMB sjálvt er nógv meira mótstøðuført móti oksidering við luft í súrum umhvørvi og verður enduroksiderað nógv skjótari, tá pH hækkar. Tí kann eitt súrt sýni missa litin skjótt og síðan verða verandi litloyst, meðan eitt basisk sýni skjótt missir litin og verður blátt aftur. Báðar eygleiðingarnar eru rættar undir sínum egnu umstøðum.
Ljós leggur eina aðra reaktiónsleið afturat. Ljósørvað metýlenblátt kemur í eina langlívaða triplettstøðu, sum tekur lut í elektronflutningi við askorbati og súrevni. Henda ljósevnafrøðin kann skunda undir litmiss, endurskapa litin ella mynda reaktivar súrevnisformar, alt eftir bylgjulongd, súrevnisstøði og styrki. Viðger lýsing sum eina royndarbroyta og skráset hana.
Styrkin avger, hvør ætt vinnur. Meira askorbat merkir skjótari litmiss og fleiri ringrásir við risting og litmissi. Meira litevni krevur lutfalsliga fleiri reduserandi eindir. Meira loyst súrevni fremur bláa litin. Við høgari litevnisstyrki kemur ein eyka fløkja, tí metýlenblátt bindur seg saman í dimerar og størri samansavningar við broyttum spektrum. Tí gevur tvífalding av litevninum ikki longur tvífalding av somu atferð.
Óvirkjar C-vitamin metýlenblátt?
Hetta er spurningurin aftan fyri flestu leitingar eftir metýlenbláum og C-vitamini, og honum má svarast neyvt. Nei, litmissur er ikki óvirkjan. Kromoforið hevur skift støðu, men fenotiazinkjarnin og redox-virksemið hjá honum eru framvegis í loysingini. Luft kann venda reaktiónini við, og reduseraða formið er sjálvt reaktivt: LMB er óløtt og meira feittloysiligt enn MB+, og í arbeiði við kyknum fer tað gjøgnum membranir, áðrenn tað verður enduroksiderað inni í teimum.
Granskingin í kyknum ger hetta ítøkiligt. Í dyrkaðum endotelkyknum stimbra lágar micromolar-styrkir av metýlenbláum virksemið í pentosufosfatleiðini, samstundis sum NADPH og NADH verða oksiderað. Oman fyri umleið 5 micromolar økir tað markørar fyri oksidantar inni í kyknum, tá glukosa ikki er til staðar sum stuðul. Kyknur, sum hava tikið upp askorbat, oksidera stigvíst hetta askorbatið, tá tær verða útsettar fyri litevninum. Askorbatinnihaldið tálmar bert lutvíst oksidantmerkinum, sum lýst í eini kanning av redox hjá litevninum í endotelkyknum. Við øðrum orðum tekur askorbat lut í redox-flutninginum. Tað sløkkir ikki fyri litevninum.
Ljós ger hesa myndina enn týðiligari. Undir lýsing brúka blandingar av metýlenbláum, askorbati og súrevni súrevni, savna vetnisperoksid og mynda hydroksylradikalin gjøgnum Fenton-evnafrøði, um katalytiskt jarn er til staðar. Hetta er víst við royndum við spin-fanging og súrevnisupptøku. Hydroksylradikalar kunnu gera óvendbaran skaða á lívsameindir og bróta sjálvt litevnið niður. Eitt sýni, sum varandi hevur mist litin undir ljósi og við jarndálking, vísir tí ikki reina redusering. Tað kann vísa oyðilegging frá hjáreaktiónum.
Tað, sum litloysa loysingin ikki prógvar
Tríggjar vanligar niðurstøður fara longri, enn prógvini loyva, og eiga at verða undantiknar starvsstovufrágreiðingum, merkimiðum og undirvísingarglærum.
Í fyrsta lagi merkir litloyst ikki óskaðiligt. LMB saman við súrevni og metali í smáum nøgdum kann fremja peroksid- og radikalleiðir, serliga undir ljósi. Óskaðiligheit krevur eiturevnafrøðiliga meting, ikki litmáting.
Í øðrum lagi merkir litloyst ikki, at dálking er burtur. Litevnið og redox-mótpartar tess eru framvegis til staðar. Spill, frárenning og litað tilfar verða ikki reinsað við at koyra askorbat í. Analytisk váttan er neyðug, eitt evni sum verður viðgjørt í mannagongdum fyri rest- og dálkingarreinsingarkanningar.
Í triðja lagi staðfestir litloyst ikki eina gagnliga ætlan fyri samnýtslu. Reaktiónin í royndarglasinum sigur einki um upptøku, býti í vevnaði, skamtan ella trygd við samvirkan hjá fólki. Tann, sum er freistaður at sameina bæði evnini við einum heilsuendamáli, eigur fyrst at lesa fakbókmentir um samvirkan og trygd og leita sær ráð frá skikkaðum keldum heldur enn at flyta niðurstøður úr einum glasi yvir á fólk.
Rætta tulkingin er smalri, men meira gagnlig. Metýlenblátt saman við askorbati er ein lítil modell av redox-ringrás: C-vitamin letur elektronir frá sær, litevnið verður litloyst, súrevni tekur elektronirnar aftur, liturin kemur aftur, og ljós, pH, styrki og jarn avgera ferðina og hjáevnini. Tá hetta hugtakið er greitt, er sýnisroyndin ikki longur eitt snildi, men eitt kanningaramboð. Um títt sýni ber seg øðrvísi at, kanna atgongdina til súrevni, ljósnøgd, pH og metaldálking, áðrenn tú setur spurnartekin við litevnið.