Метилений хөх ба витамин C: Уусмал яагаад өнгөгүй болж болох вэ?

Та хөх өнгөтэй метилений хөхийн уусмалтай шилэн аяганд витамин C-ийн шахмал нэмж, хутгаад хөх өнгө бүдгэрэхийг ажиглана. Нэг минутын дараа шингэн энгийн ус шиг харагдана. Үүнийг хараад витамин C будгийг устгасан эсвэл саармагжуулсан гэж дүгнэхэд амархан.

Ингэж ойлгох нь буруу бөгөөд энэ алдаа чухал үр дагавартай. Таны ажиглаж байгаа зүйл бол бодис устах бус, исэлдэлтийн төлөв буцах боломжтойгоор өөрчлөгдөх явдал юм. Будагч бодис байсаар байгаа. Тохирох нөхцөл бүрдвэл өнгө нь эргэн гарна.

Будагч бодисын хоёр төлөв

Метилений хөх нь сайн судлагдсан хоёр төлөвтэй. Ихэвчлэн MB+ гэж тэмдэглэдэг исэлдсэн хэлбэр нь өргөн хүрээтэй коньюгацлагдсан цагирагийн системтэй бөгөөд 664 nm орчимд гэрлийг хүчтэй шингээдэг. Энэ шингээлт нь хөх өнгийг үүсгэдэг. Ангижирсан хэлбэр болох лейкометилений хөх (LMB) нь үзэгдэх гэрлийн муж дахь тэр хүчтэй шингээлтийн зурвасаа алдсан байдаг тул шингэрүүлсэн уусмал нь өнгөгүй харагдана.

Будагч бодисыг дахин цэнэглэж болдог жижиг электрон хуримтлуур гэж төсөөлөөрэй. Электрон болон протоноор цэнэглэхэд өнгө нь арилна. Тэдгээр электроныг нь авахад өнгө сэргэнэ:

MB+ + H+ + 2e- to LMB (өнгөгүй)

Витамин C энэ цэнэгийг өгдөг. Аскорбат нь дегидроаскорбат болж исэлдэх явцдаа ангижруулах хоёр эквивалент өгдөг тул онолын хялбаршуулсан тооцоогоор нэг моль аскорбат ойролцоогоор нэг моль MB+-ийг ангижруулна. Лабораторийн бодит уусмалд тооцоо илүү төвөгтэй байдаг. Учир нь ууссан хүчилтөрөгч мөн эдгээр электроны төлөө өрсөлддөг тул уусмалыг өнгөгүй хэвээр байлгахад ихэвчлэн аскорбатын илүүдэл шаардлагатай.

Механизм нь заавал хоёр электрон нэг дор шилжих цорын ганц алхмаас бүрдэх албагүй. Радикал болон хагас ангижирсан завсрын бүтээгдэхүүнүүд оролцдог бөгөөд урвалын тодорхой зам нь уусгагч, хүчиллэг болон концентрацаас хамааран өөрчлөгдөнө. Гэхдээ эцсийн үр дүн ижил. Хөх өнгөтэй MB+ өнгөгүй LMB болж, энэ явцад витамин C зарцуулагдана.

Сэгсрэхэд хөх өнгө яагаад эргэн гардаг вэ?

Энэ туршилтыг хичээл дээр үзүүлдэг сонгодог хувилбар нь хоёр дахь үе шаттай. Өнгөгүй болсон жижиг шилийг хөдөлгөхгүй орхивол өнгөгүй хэвээр байна. Сэгсэрвэл хөх өнгө эргэн гарна. Хүлээвэл дахин бүдгэрнэ.

Өнгийг сэргээдэг зүйл нь хүчилтөрөгч юм. Ууссан O2 нь LMB-ийг MB+ хэлбэр лүү буцаан исэлдүүлдэг тул сэгсрэх нь будагч бодисыг идэвхжүүлж байгаа хэрэг биш. Харин шингэний дээд талын зайд байгаа агаарыг шингэнтэй хольж, ууссан хүчилтөрөгчийг нөхөх замаар буцах урвалыг хурдасгадаг. Аскорбатын үлдэгдэл байгаа цагт дахин үүссэн MB+ буцаад ангижирна. Ингэснээр танил мөчлөг үүснэ: хөдөлгөөнгүй байлгахад өнгөгүй, сэгсрэхэд хөх, хүлээхэд дахин өнгөгүй болно. Аскорбат бүрэн зарцуулагдмагц хүчилтөрөгч давамгайлж, уусмал хөх хэвээр үлдэнэ.

Иймээс метилений хөх ба витамин C-ийн энэ үзүүлэн туршилтын үр дүн савны хэлбэр, хэмжээнээс хамаардаг. Дээд талдаа агаарын зай багатай, тагласан кювет доторх уусмал өргөн амсартай химийн стакан дахь уусмалаас удаан өнгөгүй хэвээр байна. Хүчтэй агааржуулалт өнгөгүй байх үеийг богиносгодог. Тиймээс туршилтыг тайлагнахдаа зөвхөн урвалжийн хэмжээг бус, хүчилтөрөгчийн нөхцөлийг заавал тэмдэглэх хэрэгтэй.

Хяналттай үзүүлэн туршилт ба түүний нөхцөл

Энэ нийтлэлийн нүүр зурагт харьцуулах ёстой хоёр дээжийг үзүүлсэн: ижил гэрэлтүүлгийн дор хөх өнгөтэй MB+ хяналтын дээжийн хажууд аскорбатаар ангижруулсан LMB дээж байна. Үр дүнг давтан гаргах боломжтой болгохын тулд урвалын хурдад нөлөөлдөг бүх хувьсагчийг тогтмол байлгаарай:

Хоёр жижиг шилний зургийг тогтсон хугацаанд, жишээлбэл 0, 1, 5, 15 минутад авч, дараа нь сэгсрээд дахин зураг аваарай. Азотоор үлээлгэсэн жижиг шил хамгийн удаан өнгөгүй хэвээр байх ёстой. Агааржуулсан жижиг шил сэгсэрсний дараа илүү хурдан дахин хөхрөх ёстой. Хэрэв дээжийг сэгсэрч, агааржуулсан ч огт дахин хөхрөхгүй бол энгийн ангижрал бус, буцах боломжгүй задрал явагдсан байж болзошгүй гэж үзнэ.

Найрлага боловсруулагчид ижил зарчмыг илүү том хэмжээнд хэрэглэдэг. Холимог дотор метилений хөх хэрхэн хувирах нь исэлдэн ангижрах болон найрлагын бүх нөхцөлөөс хамаарна. Тогтвортой байдлын туршилтаар өнгийг ажиглахын зэрэгцээ pH, ууссан хүчилтөрөгч, гэрлийн тун, ул мөрийн металлыг бүртгэх хэрэгтэй.

pH, гэрэл, концентраци өөр өөр чиглэлд нөлөөлдөг

Анхлан суралцагчид хүчил эсвэл суурийн аль нь урвалыг хурдасгадаг талаар ихэвчлэн асуудаг. Үнэн зөв хариулт нь pH мөчлөгийн хоёр өөр үе шатанд нөлөөлдөг гэсэн үг юм. Хүчиллэг усан орчинд протон хангалттай байх нь аскорбатаар MB+-ийг ангижруулах алхмыг хурдасгаж болно. Гэхдээ LMB өөрөө хүчиллэг орчинд агаараар исэлдэхэд хавьгүй тэсвэртэй бөгөөд pH өсөхөд илүү хурдан дахин исэлддэг. Иймээс хүчиллэг дээжийн өнгө хурдан арилаад өнгөгүй хэвээр байж болох бол шүлтлэг дээжийн өнгө арилж, дараа нь хурдан дахин хөхөрч болно. Аль аль ажиглалт нь тухайн нөхцөлдөө зөв.

Гэрэл тусдаа урвалын зам нэмдэг. Гэрлээр өдөөгдсөн метилений хөх удаан орших триплет төлөвт шилжиж, аскорбат болон хүчилтөрөгчтэй электрон шилжилтийн урвалд ордог. Энэ фотохими нь долгионы урт, хүчилтөрөгчийн түвшин, концентрацаас хамааран өнгө арилахыг хурдасгах, өнгийг сэргээх эсвэл хүчилтөрөгчийн идэвхтэй хэлбэрүүдийг үүсгэж болно. Гэрэлтүүлгийг туршилтын хувьсагч гэж үзэж, бүртгээрэй.

Концентраци аль чиглэл давамгайлахыг тогтооно. Аскорбат их байх тусам өнгө хурдан арилж, сэгсрэхэд хөхрөөд дахин өнгөгүй болох мөчлөг олширно. Будагч бодис их байх тусам түүнд пропорционал хэмжээгээр илүү олон ангижруулах эквивалент шаардагдана. Ууссан хүчилтөрөгч их байх нь хөх төлөвийг дэмжинэ. Будагч бодисын өндөр концентрацад өөр нэг хүндрэл гардаг: метилений хөхийн молекулууд хоорондоо нэгдэж, спектр нь өөрчлөгдсөн димер болон агрегат үүсгэдэг тул будгийн хэмжээг хоёр дахин нэмэхэд ижил үйл явц хоёр дахин нэмэгдэхээ болино.

Витамин C метилений хөхийг саармагжуулдаг уу?

Метилений хөх ба витамин C-ийн талаарх ихэнх хайлтын цаана энэ асуулт байдаг бөгөөд үүнд нарийн хариулт хэрэгтэй. Үгүй, өнгө арилах нь саармагжилт биш. Өнгө үүсгэгч бүлэг төлөвөө өөрчилсөн боловч фенотиазины үндсэн бүтэц болон түүний исэлдэн ангижрах идэвх уусмалд хэвээр үлддэг. Агаарын нөлөөгөөр урвал буцаж болох бөгөөд ангижирсан хэлбэр нь өөрөө ч урвалд ордог: LMB нь MB+-тэй харьцуулахад цэнэггүй, өөх тосонд уусах чанартай бөгөөд эсийн судалгаанд мембраныг нэвтэрсний дараа эс дотор дахин исэлддэг.

Эсийн судалгааны бүтээлүүд энэ санааг тодорхой харуулдаг. Өсгөвөрлөсөн эндотелийн эсүүдэд бага микромоляр концентрацтай метилений хөх NADPH болон NADH-ийг исэлдүүлэхийн зэрэгцээ пентоз фосфатын замын идэвхийг өдөөдөг. Харин глюкозын хангамжгүй үед ойролцоогоор 5 micromolar-аас дээш концентрацад эс доторх исэлдүүлэгчийн үзүүлэлтүүдийг нэмэгдүүлдэг. Аскорбат хуримтлуулсан эсүүд будагч бодист өртөхөд уг аскорбатаа аажмаар исэлдүүлдэг бөгөөд аскорбатын нөөц исэлдүүлэгчийн дохиог зөвхөн хэсэгчлэн бууруулдаг гэж будагч бодисын эндотелийн эс дэх исэлдэн ангижрах үйл явцын судалгаанд мэдээлсэн. Өөрөөр хэлбэл, аскорбат исэлдэн ангижрах үйл явцад оролцдог. Будагч бодисын идэвхийг унтраадаггүй.

Гэрэл энэ ялгааг илүү тодруулдаг. Гэрэлтүүлгийн үед метилений хөх, аскорбат, хүчилтөрөгчийн холимог хүчилтөрөгч зарцуулж, устөрөгчийн пероксид хуримтлуулдаг. Катализаторын үүрэгтэй төмөр байвал Фентоны урвалаар гидроксил радикал үүсгэдгийг спин барих болон хүчилтөрөгчийн хэрэглээг хэмжих туршилтуудаар харуулсан. Гидроксил радикалууд биомолекулыг эргэлтгүй гэмтээж, будагч бодисыг өөрийг нь задалж болно. Тиймээс гэрэл болон төмрийн бохирдлын нөхцөлд өнгөө бүрмөсөн алдсан дээж нь зөвхөн ангижрал явагдсаныг харуулахгүй. Хажуугийн химийн урвалаар бодис устсаныг харуулж байж болно.

Өнгөгүй уусмал юуг нотолдоггүй вэ?

Түгээмэл гурван дүгнэлт нотолгооноос хэтэрдэг тул лабораторийн тэмдэглэл, шошго, сургалтын слайдад тэдгээрийг хэрэглэхээс зайлсхийх хэрэгтэй.

Нэгдүгээрт, өнгөгүй байна гэдэг нь хоргүй гэсэн үг биш. LMB, хүчилтөрөгч болон ул мөрийн металл хамт байх үед, ялангуяа гэрлийн нөлөөгөөр пероксид ба радикал үүсэх урвалыг дэмжиж болно. Хоргүйг тогтооход өнгө хэмжих бус, хор судлалын үнэлгээ шаардлагатай.

Хоёрдугаарт, өнгөгүй байна гэдэг нь бохирдол арилсан гэсэн үг биш. Будагч бодис болон түүнтэй исэлдэн ангижрах урвалд оролцдог бодисууд байсаар байгаа. Аскорбат нэмснээр асгарсан бодис, хаягдал шингэн, будгаар бохирдсон материал цэвэрлэгдэхгүй. Шинжилгээгээр баталгаажуулах шаардлагатай бөгөөд энэ асуудлыг үлдэгдэл болон бохирдол арилгалтын шинжилгээний практикт авч үздэг.

Гуравдугаарт, өнгөгүй байна гэдэг нь хамтад нь хэрэглэх ашигтай горимыг тогтоохгүй. Хуруу шилэнд явагдсан урвал нь хүний биед шимэгдэх байдал, эдэд тархах байдал, тун эсвэл харилцан үйлчлэлийн аюулгүй байдлын талаар юу ч хэлэхгүй. Эрүүл мэндийн зорилгоор хоёр бодисыг хослуулахыг сонирхож буй хүн жижиг шилний туршилтаас дүгнэлт хийхийн оронд эхлээд харилцан үйлчлэл, аюулгүй байдлын судалгааг уншиж, мэргэжлийн эх сурвалжаас зөвлөгөө авах хэрэгтэй.

Зөв тайлбар нь илүү хязгаарлагдмал боловч илүү хэрэгтэй. Метилений хөх ба аскорбат нь исэлдэн ангижрах мөчлөгийн авсаархан загвар юм: витамин C электрон өгнө, будагч бодис өнгөгүй болно, хүчилтөрөгч электроныг буцаан авна, өнгө эргэн гарна. Харин гэрэл, pH, концентраци, төмөр нь урвалын хурд болон хажуугийн бүтээгдэхүүнийг тодорхойлно. Энэ ойлголт тодорхой болмогц үзүүлэн туршилт нь зүгээр нэг үзүүлбэр байхаа больж, шалтгааныг тогтоох хэрэгсэл болно. Хэрэв таны дээж өөрөөр хувирч байвал будагч бодист эргэлзэхээсээ өмнө хүчилтөрөгч нэвтрэх боломж, гэрлийн тун, pH болон металлын бохирдлыг шалгаарай.