Şîniya metîlenê û şîniya leukometîlenê: cotek redoksê, du reng

Xwendekarek çend dilop rengdêra şîn dixe kolbekê, wê dihejîne û dibîne ku reng winda dibe. Ew kolbê dihejîne û şîn vedigere. Di navbera van her du rewşan de, ji bilî elektronan û têkiliya bi hewayê, tiştek ne hatiye zêdekirin ne jî rakirin. Di wê kolbê de tevahiya mijara vê gotarê heye: şîniya metîlenê û hevpara wê ya reduksiyonkirî, şîniya leukometîlenê, ku di cotek redoksê ya vegerbar de vediguherin hev û reng nîşandera vê guherînê ye.

Xala pratîkî ya pêşîn ev e. Guherîna reng li vir bandoreke alîkar nîne. Ew sînyala analîtîk e. Her kesê ku bi şîniya metîlenê formulasyonê çêdike, bi wê tîtrasyonê dike an bi wê dersê dide, divê bikaribe nîvreaksiyonê ji bîr binivîse, şertên ku wê ber bi çep an rastê ve dibin diyar bike û navê nepaqijiyên ku encamê nezelal dikin bibêje.

Cot di yek hevkêşeyê de

Şîniya metîlenê ya oksîdekirî katyona metîltîonînyumê ye: pergaleke fenotîazînyumê ya rû-flat bi kewkurt û nîtrojenê di xeleka navendî de û komeke dîmetîlamîno li her serî, ku wekî xwêya klorîdê tê peydakirin. PubChem wê wekî klorîda metîltîonînyumê, C.I. Basic Blue 9 tomar dike. Di avê de monomer li nêzî 664 nm ronahiyê dimije; ev jî ew şîniya ku çav dibîne ye.

Şîniya leukometîlenê (LMB) ya reduksiyonkirî heman avahiya bingehîn e, lê nîtrojena xeleka navendî proton girtiye û kromofor hatiye şikandin. Li nêzî pH-ya bêalî ew bêbar e û hema bêje bêreng e; mijandina wê ya ronahiya xuya pir kêm e û bandeke xurt a ultraviyole li nêzî 258 nm heye (tomara PubChem ya şîniya leukometîlenê, CAS 613-11-6). Hejmara protonan di nîvreaksiyonê de bi pH ve girêdayî ye, ji ber ku forma reduksiyonkirî di navenda asîdî de proton digire (nirxên texmînî yên pKa li nêzî 4.5 û 5.8). Sê rejîm qada pratîkî digirin:

MB(+) + 2 e(-) + H(+) <=> LMB, şîn <=> bêreng (li nêzî pH-ya bêalî, 1 proton)

MB(+) + 2 e(-) + 2 H(+) <=> LMBH(+), şîn <=> bêreng (asîdîtiya navîn, 2 proton)

MB(+) + 2 e(-) + 3 H(+) <=> cureya leuko ya du caran protonkirî (asîdîtiya xurt, 3 proton)

Her sê nivîsandin heman cotê di rewşên cihêreng ên protongirtinê de şirove dikin; ev xal di lîteratûra tevgera redoksê ya rengdêrên tîazînê de bi awayekî sîstematîk tê nirxandin. Girêdana bi pH hevkêşeya Nernst ji bo Ox + mH(+) + 2e(-) <=> Red dişopîne û ji bo m = 1, 2, an 3 meyleke bi qasî 29.6, 59.2, an 88.7 mV ji bo her yekîneya pH dide. Meylên pîvandî yên li nêzî 28, 58 û 87 mV ji bo her yekîneya pH vê diyarkirinê piştrast dikin; ji ber vê yekê potansiyela ku bê pH-ya xwe tê ragihandin bêwate ye.

Hevkêşe ji çêkerê formulasyonê re çi dibêje

Sê rastî ji stoykîometriyê derdikevin. Ya yekem, du elektron ji bo her molekulê tê wê wateyê ku şîniya metîlenê di reaksiyona xwe ya net de nîşander û navbeynkarê du-elektronî ye, ne veguhêzerekî yek-elektronî. Ya duyem, proton tevlî reaksiyonê dibin, lewma potansiyela fermî li gorî pH diguhere, wekî li jor hat ravekirin. Ya sêyem, potansiyela fermî li pH 7 li hember elektroda hîdrojenê ya standard li nêzî +0.011 V e (li pH 0 bi qasî +0.53 V); ev cotê di nav oksîdekerên nerm de bi cih dike: ew têra xwe xurt e ku ji bexşînerên baş ên wekî NAD(P)H an askorbatê elektronan bigire, û têra xwe lawaz e ku wan bide oksîjena helbûyî an navendên hesinê ferrîk. Ev cihê navîn tam sedema wê ye ku rengdêr di çerxê de digere û li yek aliyî asê namîne.

Konsantrasyon tevliheviyeke din zêde dike. Di avê de li jorî bi qasî sed mîkromolar, li gorî sabîta veqetîna monomer-dîmerê ya ragihandî ku li pH 7 li nêzî 170 heta 250 uM ye, katyona oksîdekirî li ser hev rêz dibe û dîmer û komkirinên mezintir çêdike, bi bandeke mijandinê ya guhestî li nêzî 610 heta 615 nm. Ji ber vê yekê, spektrumeke ku lûtkeya wê li cihê bendewar nîne dibe ku komkirinê nîşan bide, ne nepaqijiyê. Pêşî tenik bikin, paşê binirxînin.

Şertên ku her arasteyê pêş dixin

Tabloya jêr rêberê karê laboratuvarê ye. Reduksiyon hewceyê bexşînerê elektronan e; oksîdasyona ji nû ve hewceyê qebûlkerê elektronan e û bi gelemperî hewa bes e.

Her rêza tabloyê heman hevkêşeyê dişopîne. Tenê hêza ajoker diguhere. Vegerbariya cotê di vê wateyê de ye: rê heman e, lê di şertên berevajî de bi arasteyên berevajî tê şopandin.

Ravekirina şûşeya şîn

Divê mekanîzmaya vê pêşandanê bi zelalî bê gotin, ji ber ku ew mînaka biçûk a vê cotê ye. Di çareseriya glukoza alkalîn de, baz enolîzasyona glukozê pêş dixe û enedîolata ku çêdibe şîniya metîlenê reduksiyon dike û dike şîniya leukometîlenê; bi vî awayî kolb bêreng dibe. Hejandin oksîjena ji valahiya li ser şilekê di şilekê de dihelîne, oksîjen forma leuko ji nû ve oksîde dike û şîn vedigere. Mayîna bêhejandin oksîjena helbûyî li nêzî qada reaksiyona rûyê şilekê kêm dike û glukoz dîsa serdest dibe. Çerx heta ku glukoz tê xerckirin dubare dibe û her hejandin hevkêşeyeke Nernst a ku bi çav tê dîtin e: aktîvîteya oksîdeker zêde bikin û hevsengî ber bi şînê ve diçe.

Radîkala di navberê de

Reaksiyona net du elektronan vediguhezîne, lê gavên elementer her carê yekê vediguhezînin. Di navbera katyona şîn û forma leuko ya bêreng de navberkereke radîkal a semîkînonê heye ku bi piranî, li şûna ku kom bibe, bi disproporcionasyonê dîsa vedigere wê cotê. Potansiyela wê ya yek-elektronî li pH 7 li nêzî minus 0.23 V e û pir li bin xala navîn a net a du-elektronî ye; ji ber vê yekê radîkal di rewşa aram de wekî cureyeke bi mîqdara kêm dimîne. Ew ji ber du sedeman girîng e. Di bin ronahiyê de rengdêr digihîje rewşên heyecankirî ku rêyên radîkal vedikin; ji ber vê yekê çareseriyên şîniya metîlenê li hember ronahiyê hestiyar in û fotokîmya divê di her protokola aramiyê de cih bigire. Her wiha, di konsantrasyona bilind de forma oksîdekirî dîmer çêdike; ev spektrum û kînetîka xuya diguherîne, bê ku cotê bingehîn biguherîne. Tu yek ji van rastiyan vegerbariyê ji holê ranake. Her du çavdêriyên ku wekî nevegerbarî xuya dikin rave dikin.

Xizmên demetîlkirî pîvanê diguherînin

Komên metîlê ji her du milên dîmetîlamîno rakin û cot bi taybetmendiyên guhestî dimîne. Bi her demetîlkirinê re, maksîma mijandinê bi awayekî yekaraste ber bi şînê ve diçe: şîniya metîlenê li nêzî 664 nm, Azure B li nêzî 654, Azure A li nêzî 630, Azure C li nêzî 615 û tîonîn li nêzî 600 nm. Azure B, ku komeke metîlê kêm e, xizmê herî nêzîk e: metabolîteke sereke ya şîniya metîlenê û nepaqijiyeke belgekirî di madeya şîniya metîlenê de. Azure A û Azure C rêzê bi heman avahiya bingehîn a redoks-çalak didomînin. Tîonîn, ku her du komên wê yên amîno bi temamî hatine demetîlkirin, li dawiya rêzê ye û li pH 7 potansiyela wê ya fermî li nêzî +0.06 V e, li hember +0.011 V ya şîniya metîlenê; lewma ew bi awayekî berbiçav hêsantir tê reduksiyonkirin. Potansiyelên redoksê di tevahiya vê rêzê de bi navend û elektrodê ve girêdayî ne, ji ber vê yekê nirxan tenê di nav heman komeke şertan de bidin ber hev. Ji ber vê yekê diyarkirina profîla nepaqijiyan mijareke redoksê ye, ne tenê qutiyeke kontrola paqijiyê. Çend ji sed Azure B tê wateya çend ji sed coteke redoksê ya cihêreng di şûşeyê de û Azure B wekî nepaqijî û metabolît belge dike ku ev beş çawa tê kontrolkirin.

Biyolojî li ku tevlî dibe

Di hundirê şaneyeke sor a xwînê de, NADPH şîniya metîlenê reduksiyon dike û dike şîniya leukometîlenê; forma leuko jî elektronan dide hesinê ferrîk ê hemê û rewşa ferroz a hemoglobînê vedigerîne. Ev veguhastina yek elektronê bingeha kîmyayî ya bikaranîna şîniya metîlenê di methemoglobînemiya bidestxistî de ye. Her tiştê ku piştî vê veguhastinê tê, metabolîzmaya enerjiyê, herikîna elektronan a mîtokondrî û her encama biyolojîk, di bin mijara veguhastina elektronan a mîtokondrî de ye û bi zanebûn li wir hatiye hiştin.

Cotê bikirin, ne tenê rengê

Kalîteya rengdêreke redoksê tenê bi qasî taybetmendiyên wê yên diyarkirî ye. Paqijiya bilind girîng e, ji ber ku şîniya metîlenê ya ne li gorî USP bi gelemperî di asta tekstîlê de ye û Azure B, metalên giran an bermayiyên helîneran dihewîne; ev xwendinên redoksê diguherînin û xalên dawiyê nezelal dikin, lê tu protokola rengkirinê wan kontrol nake. Piraniya firoşkarên ku îddîa dikin hilberên wan li gorî USP ne, tenê metalên giran test dikin û vê yekê bes dibînin. Lihevhatina temam nasname, tayînkirina mîqdarê, nepaqijiyên organîk, bermayiyên helîneran, nepaqijiyên elementî, bermayiya piştî şewitandinê, sînorên mîkrobî û endotoksînên bakteriyel digire. Çawa şîniya metîlenê ya asta dermanî hilbijêrin xwendina van belgeyan gav bi gav rave dike. Blupreme bi çêkerekî dermanî yê şîniya metîlenê re dixebite, hemû taybetmendiyên diyarkirî yên USP test dike û COA-ya temam diweşîne. Dema reng pîvan e, ew belge beşek ji amûra pîvandinê ne.