Метилений хөх ба лейкометилений хөх: нэг исэлдэн ангижрах хос, хоёр өнгө

Нэгэн оюутан колбонд хэдэн дусал хөх будаг нэмээд, эргэлдүүлэн хөдөлгөж, өнгө нь алга болохыг ажиглана. Колбыг сэгсрэхэд хөх өнгө буцаж гарч ирнэ. Энэ хоёр төлөвийн хооронд электрон болон агаартай хүрэлцэхээс өөр юу ч нэмэгдэж, хасагдаагүй. Тэр колбонд энэ нийтлэлийн сэдэв бүхэлдээ багтана: метилений хөх ба түүний ангижирсан хос болох лейкометилений хөх нь эргэх исэлдэн ангижрах хосын хүрээнд харилцан хувирч, өнгө нь үүнийг илэрхийлнэ.

Эхлээд практик ач холбогдлыг нь авч үзье. Энд өнгөний өөрчлөлт нь дагалдах нөлөө биш. Энэ бол шинжилгээний дохио юм. Метилений хөхөөр найрлага бэлтгэдэг, титрлэдэг эсвэл хичээл заадаг хэн боловч хагас урвалыг цээжээр бичиж, түүнийг зүүн эсвэл баруун тийш шилжүүлэх нөхцөлийг хэлж, үр дүнг бүдгэрүүлдэг хольцуудыг нэрлэж чаддаг байх ёстой.

Хосыг нэг тэгшитгэлээр илэрхийлэх нь

Исэлдсэн метилений хөх нь метилтионинийн катион юм: төв цагирагтаа хүхэр ба азот агуулсан, хоёр үзүүртээ диметиламино бүлэгтэй, хавтгай фенотиазинийн систем бөгөөд хлоридын давс хэлбэрээр нийлүүлэгддэг. PubChem үүнийг метилтионинийн хлорид, C.I. Basic Blue 9 гэж бүртгэдэг. Усан дахь мономер нь 664 nm орчимд гэрэл шингээдэг бөгөөд үүнээс нүдэнд хөх өнгө харагдана.

Ангижирсан лейкометилений хөх (LMB) нь ижил молекулын үндсэн бүтэцтэй боловч төв цагирагийн азот нь протонжсон, хромофор нь тасалдсан байдаг. Саармагт ойр pH-д цэнэггүй, бараг өнгөгүй бөгөөд үзэгдэх гэрлийн шингээлт нь өчүүхэн бага, харин 258 nm орчимд хэт ягаан туяаны хүчтэй шингээлтийн зурвастай (лейкометилений хөхийн PubChem бүртгэл, CAS 613-11-6). Ангижирсан хэлбэр нь хүчиллэг орчинд протонждог тул хагас урвал дахь протоны тоо pH-ээс хамаарна (ойролцоо pKa утгууд нь 4.5 ба 5.8 орчим). Практикт тохиолдох мужийг гурван горимоор авч үзэж болно:

MB(+) + 2 e(-) + H(+) <=> LMB, хөх <=> өнгөгүй (саармагт ойр pH, 1 протон)

MB(+) + 2 e(-) + 2 H(+) <=> LMBH(+), хөх <=> өнгөгүй (дунд зэргийн хүчиллэг, 2 протон)

MB(+) + 2 e(-) + 3 H(+) <=> давхар протонжсон лейко хэлбэр (хүчтэй хүчиллэг, 3 протон)

Эдгээр гурван бичлэг нь нэг хосыг өөр өөр протонжилтын төлөвт дүрсэлдэг бөгөөд тиазины будгуудын исэлдэн ангижрах шинж-ийн тухай ном зохиолд үүнийг системтэй авч үздэг. pH-ийн хамаарал нь Ox + mH(+) + 2e(-) <=> Red урвалын Нернстийн тэгшитгэлийг дагаж, m = 1, 2, 3 үед pH-ийн нэгж тутамд ойролцоогоор 29.6, 59.2, 88.7 mV-ийн налуу өгдөг. Хэмжилтээр pH-ийн нэгж тутамд 28, 58, 87 mV орчим налуу гардаг нь энэ тайлбарыг баталдаг тул pH-ийг нь дурдаагүй потенциалын утга утгагүй юм.

Найрлага боловсруулагчид тэгшитгэл юуг хэлж өгөх вэ

Стехиометрээс гурван баримт гарна. Нэгдүгээрт, молекул бүрд хоёр электрон ногддог нь метилений хөх нийлбэр урвалдаа нэг электрон зөөгч бус, хоёр электроны индикатор ба зуучлагч болохыг харуулна. Хоёрдугаарт, протонууд оролцдог тул формаль потенциал нь дээр тайлбарласны дагуу pH-ээс хамааран өөрчлөгдөнө. Гуравдугаарт, pH 7 дахь формаль потенциал нь стандарт устөрөгчийн электродтой харьцуулахад +0.011 V орчим (pH 0-д ойролцоогоор +0.53 V) байдаг нь энэ хосыг сул исэлдүүлэгчдийн ангилалд оруулна: NAD(P)H эсвэл аскорбат зэрэг сайн донороос электрон авахуйц хүчтэй, харин ууссан хүчилтөрөгч эсвэл гурван валенттай төмрийн төвүүдэд электрон өгөхүйц сул. Чухам энэ завсрын байрлалын ачаар будаг нэг төлөвт гацахгүй, мөчлөгөөр хувирдаг.

Концентраци бас нэг хүндрэл нэмнэ. Усан дахь концентраци ойролцоогоор нэг зуун микромолиос дээш болоход исэлдсэн катионууд давхарлан байрлаж, димер болон түүнээс том агрегат үүсгэх бөгөөд шингээлтийн зурвас нь 610–615 nm орчим руу шилжинэ. Энэ нь pH 7-д мономер-димерийн диссоциацийн тогтмолыг 170–250 uM орчим гэж мэдээлсэнтэй нийцдэг. Тиймээс оргил нь хүлээгдсэн байрлалаас зөрсөн спектр нь хольц бус, агрегатжилтыг илэрхийлж байж болно. Эхлээд шингэлээд, дараа нь дүгнэ.

Чиглэл бүрийг дэмжих нөхцөлүүд

Доорх хүснэгт нь лабораторийн ажлын лавлах юм. Ангижрахад электрон донор, дахин исэлдэхэд электрон акцептор хэрэгтэй бөгөөд ихэвчлэн агаар хангалттай.

Мөр бүр ижил тэгшитгэлийг дагана. Зөвхөн хөдөлгөгч хүч нь өөрчлөгдөнө. Хосыг эргэх гэж нэрлэдгийн учир нь энэ: зам нь ижил боловч эсрэг нөхцөлд эсрэг чиглэлээр явагдана.

Хөх лонхны туршилтын тайлбар

Энэ үзүүлэн нь хосын хувирлыг жижиг хэмжээнд харуулдаг тул механизмыг нь тодорхой тайлбарлах хэрэгтэй. Глюкозын шүлтлэг уусмалд суурь нь глюкозын енолжилтыг дэмжиж, үүссэн енедиолат метилений хөхийг лейкометилений хөх болгон ангижруулснаар колбон дахь уусмал өнгөгүй болно. Сэгсрэхэд уусмалын дээрх хийн зайнаас хүчилтөрөгч уусаж, лейко хэлбэрийг дахин исэлдүүлэх тул хөх өнгө эргэн гарна. Хөдөлгөөнгүй байлгахад гадаргын урвал явагдах бүсийн ойролцоох ууссан хүчилтөрөгч шавхагдаж, глюкоз дахин давамгайлна. Глюкоз дуусах хүртэл мөчлөг давтагдах бөгөөд сэгсрэх бүр Нернстийн тэгшитгэлийг нүдэнд харагдахуйц харуулна: исэлдүүлэгчийн идэвхийг нэмэгдүүлэхэд тэнцвэр хөх хэлбэр рүү шилжинэ.

Завсрын радикал

Нийлбэр урвалаар хоёр электрон шилждэг ч эгэл үе шат бүрд нэг нэгээрээ шилжинэ. Хөх катион ба өнгөгүй лейко хэлбэрийн хооронд семихиноны радикал завсрын бүтээгдэхүүн үүсдэг бөгөөд энэ нь хуримтлагдахын оронд гол төлөв диспропорциональ урвалаар буцаад уг хосыг үүсгэнэ. pH 7-д түүний нэг электроны потенциал хасах 0.23 V орчим буюу нийлбэр хоёр электроны урвалын дундаж потенциалаас хавьгүй доогуур байдаг учраас радикал нь тогтвортой төлөвт бага хэмжээтэй хэвээр үлддэг. Энэ нь хоёр шалтгаанаар чухал. Гэрэл тусахад будаг өдөөгдсөн төлөвт орж, радикалын урвалын замууд нээгддэг. Тиймээс метилений хөхийн уусмал гэрэлд мэдрэмтгий бөгөөд тогтвортой байдлыг шалгах аливаа протоколд фотохимийг тусгах ёстой. Мөн өндөр концентрацид исэлдсэн хэлбэр димерждэг нь үндсэн хосыг өөрчлөхгүйгээр спектр болон ажиглагдах кинетикийг өөрчилнө. Аль нь ч урвалын эргэх шинжийг алдагдуулахгүй. Харин эргэхгүй мэт харагдах ажиглалтуудыг хоёулаа тайлбарладаг.

Метилгүйжсэн төрлийн нэгдлүүдийн үзүүлэлт өөрчлөгдөнө

Хоёр диметиламино салаанаас метил бүлгүүдийг салгахад хос хэвээр үлдэх боловч шинж чанар нь өөрчлөгдөнө. Метил бүлэг салгах бүрд шингээлтийн максимум хөх тал руу нэг чиглэлээр шилжинэ: метилений хөх 664 nm орчим, Azure B 654 орчим, Azure A 630 орчим, Azure C 615 орчим, тионин 600 nm орчим. Нэг метил бүлгээр дутуу Azure B нь хамгийн ойрын төрөл: метилений хөхийн гол метаболит бөгөөд метилений хөхийн түүхий эдэд байдаг нь баримтжуулсан хольц юм. Azure A ба Azure C нь исэлдэн ангижрах идэвхтэй ижил үндсэн бүтэцтэйгээр цувралыг үргэлжлүүлнэ. Хоёр амин бүлэг нь бүрэн метилгүйжсэн тионин цувралын төгсгөлд байрлах бөгөөд pH 7 дахь формаль потенциал нь +0.06 V орчим байдаг. Метилений хөхийн +0.011 V-той харьцуулахад тионин мэдэгдэхүйц амархан ангижирна. Энэ цувралын исэлдэн ангижрах потенциалууд орчин болон электродоос хамаардаг тул зөвхөн ижил нөхцөлд авсан утгуудыг харьцуул. Тиймээс хольцын бүрэлдэхүүнийг тодорхойлох нь зөвхөн цэвэршилтийн шалгалт биш, исэлдэн ангижрах шинжийн асуудал юм. Лонхонд хэдэн хувийн Azure B байна гэдэг нь хэдэн хувийн өөр исэлдэн ангижрах хос байна гэсэн үг бөгөөд хольц ба метаболит болох Azure B нийтлэлд тэр хэмжээг хэрхэн хянадаг талаар баримтжуулсан.

Биологитой холбогдох нь

Цусны улаан эс дотор NADPH метилений хөхийг лейкометилений хөх болгон ангижруулж, лейко хэлбэр нь гемийн гурван валенттай төмөрт электрон дамжуулснаар гемоглобины төмрийг хоёр валенттай төлөвт нь буцаадаг. Электрон дамжуулах энэ ганц хэлхээ нь олдмол метгемоглобинемийн үед метилений хөхийг хэрэглэх химийн үндэс юм. Энэ дамжуулалтын цааших бүх зүйл, тухайлбал энергийн солилцоо, митохондрийн электроны урсгал болон аливаа биологийн үр дүн нь митохондрийн электрон тээвэрлэлт-ийн сэдэвт хамаарах тул зориуд тэнд нь үлдээв.

Зөвхөн өнгийг бус, хосыг нь худалдаж ав

Исэлдэн ангижрах будгийн чанарыг түүний үзүүлэлтийн шаардлага л тодорхойлно. Өндөр цэвэршилт чухал. Учир нь USP-д нийцээгүй метилений хөх ихэвчлэн нэхмэлийн зориулалтын зэрэглэлтэй бөгөөд Azure B, хүнд металл эсвэл үлдэгдэл уусгагч агуулдаг. Эдгээр нь исэлдэн ангижрах хэмжилтийн утгыг өөрчилж, төгсгөлийн цэгийг бүдгэрүүлдэг ч ямар ч будах протокол үүнийг шалгадаггүй. USP-д нийцсэн гэж мэдэгддэг ихэнх борлуулагч зөвхөн хүнд металлыг шинжлээд, шаардлага хангасан гэж үздэг. Бүрэн нийцэлд таних сорил, агууламжийн тодорхойлолт, органик хольц, үлдэгдэл уусгагч, элементийн хольц, шатаалтын үлдэгдэл, бичил биетний зөвшөөрөгдөх хязгаар болон бактерийн эндотоксин багтана. Эмийн зориулалтын метилений хөхийг хэрхэн сонгох вэ нийтлэлд эдгээр баримт бичгийг хэрхэн уншихыг тайлбарласан. Blupreme нь эмийн зориулалтын метилений хөх үйлдвэрлэгчтэй хамтран ажиллаж, USP-ийн шаардлагыг бүрэн хамарсан шинжилгээ хийж, бүрэн COA-г нийтэлдэг. Өнгө өөрөө хэмжилт болж байгаа үед тэр баримт бичиг багажийн нэг хэсэг юм.