میتیلین بلو او لیوکومیتیلین بلو: یوه رېډوکس جوړه، دوه رنګونه

یوه زده‌کوونکې په فلاسک کې د نیلي رنګ څو څاڅکي اچوي، فلاسک په دوراني ډول خوځوي او ګوري چې رنګ ورکېږي. فلاسک ښوروي او نیلي رنګ بېرته راځي. د دې دوو حالتونو ترمنځ، له الکترونونو او له هوا سره له تماس پرته، بل څه نه ورزیات شوي او نه ترې ایستل شوي دي. په دې فلاسک کې د دې مقالې ټوله موضوع نغښتې ده: میتیلین بلو او د هغه ارجاع شوی ملګری، لیوکومیتیلین بلو، چې په یوه بېرته راګرځېدونکې رېډوکس جوړه کې یو پر بل بدلېږي او رنګ یې د پایلې نښه ده.

لومړی عملي ټکی دا دی: دلته د رنګ بدلون جانبي اغېز نه دی، بلکې تحلیلي سیګنال دی. هر څوک چې له میتیلین بلو سره فورمول جوړوي، په ټایټرېشن کې یې کاروي یا پرې تدریس کوي، باید وکولای شي نیمه‌تعامل له یاد څخه ولیکي، هغه شرایط بیان کړي چې تعامل چپ یا ښي لوري ته بیایي، او هغه ناخالصۍ وپېژني چې پایله ناڅرګنده کوي.

جوړه په یوه معادله کې

اکسید شوی میتیلین بلو د میتیل‌تیونینیم کاتیون دی: یو هوار فینوتیازینیم جوړښت چې په منځنۍ کړۍ کې سلفر او نایتروجن، او په هر پای کې یوه ډای‌میتیل‌امینو ډله لري او د کلورایډ مالګې په بڼه عرضه کېږي. PubChem دا د میتیل‌تیونینیم کلورایډ، C.I. Basic Blue 9 په نوم ثبت کړی دی. په اوبو کې یې مونومر د 664 nm شاوخوا جذب لري، چې سترګه یې نیلي ویني.

ارجاع شوی لیوکومیتیلین بلو (LMB) هماغه مالیکولي چوکاټ لري، خو د منځنۍ کړۍ نایتروجن یې پروتون اخیستی او کروموفور یې مات شوی دی. بې‌طرفه pH ته نږدې برېښنايي چارج نه لري او نږدې بې‌رنګه دی؛ د لید وړ رڼا جذب یې ناچیز دی او د 258 nm شاوخوا یو پیاوړی ماورای بنفش بانډ لري (د لیوکومیتیلین بلو لپاره د PubChem ثبت، CAS 613-11-6). په نیمه‌تعامل کې د پروتونونو شمېر پر pH پورې تړلی دی، ځکه ارجاع شوې بڼه په اسیدي چاپېریال کې پروتونونه اخلي (د pKa اټکلي ارزښتونه 4.5 او 5.8 ته نږدې دي). درې حالتونه عملي محدوده رانغاړي:

MB(+) + 2 e(-) + H(+) <=> LMB, نیلي <=> بې‌رنګه (بې‌طرفه pH ته نږدې، 1 پروتون)

MB(+) + 2 e(-) + 2 H(+) <=> LMBH(+), نیلي <=> بې‌رنګه (منځنی اسیدي حالت، 2 پروتونونه)

MB(+) + 2 e(-) + 3 H(+) <=> دوه ځله پروتون اخیستې لیوکو بڼه (شدید اسیدي حالت، 3 پروتونونه)

دا درې واړه لیکنې د پروتون اخیستلو په بېلابېلو حالتونو کې هماغه یوه جوړه بیانوي؛ دا هغه ټکی دی چې د تیازین رنګونو د رېډوکس چلند اړوند ادبیات یې په منظم ډول څېړي. پر pH تړاو د Ox + mH(+) + 2e(-) <=> Red لپاره د نرنسټ معادله تعقیبوي، چې د m = 1، 2 یا 3 لپاره د pH د هر واحد پر سر شاوخوا 29.6، 59.2 یا 88.7 mV میلان ورکوي. د pH د هر واحد پر سر 28، 58 او 87 mV ته نږدې اندازه شوي میلانونه دا نسبت تاییدوي، نو له pH پرته راپور شوی پوتنسیال بې‌مانا دی.

معادله د فورمول جوړوونکي ته څه وایي

له سټوکیومیټري څخه درې حقیقتونه څرګندېږي. لومړی، د هر مالیکول پر سر دوه الکترونونه معنا لري چې میتیلین بلو په خپل خالص تعامل کې دوه-الکتروني شاخص او منځګړی دی، نه یو-الکتروني لېږدوونکی. دویم، پروتونونه پکې برخه اخلي، نو رسمي پوتنسیال له pH سره بدلېږي، لکه پورته چې تشریح شول. درېیم، په pH 7 کې رسمي پوتنسیال د معیاري هایدروجن الکترود په نسبت +0.011 V ته نږدې دی (په pH 0 کې شاوخوا +0.53 V)، چې دا جوړه د ملایمو اکسیدوونکو په ډله کې ځایوي: دومره پیاوړې ده چې له ښو الکترون ورکوونکو، لکه NAD(P)H یا اسکوربېټ، څخه الکترونونه واخلي، او دومره کمزورې ده چې حل شوي اکسیجن یا فېریک مرکزونو ته یې وسپاري. همدا منځنی موقعیت لامل دی چې رنګ دوراني بدلون کوي، نه دا چې په یوه پای کې بند پاتې شي.

غلظت یو بل پېچلتیا هم ورزیاتوي. په اوبو کې له نږدې سل مایکرومولر څخه پورته، چې په pH 7 کې د مونومر–ډایمر د بېلېدو له راپور شوي ثابت سره سمون لري او 170 تر 250 uM پورې دی، اکسید شوي کاتیونونه یو پر بل ځای نیسي او ډایمرونه او لویې راغونډې شوې ډلې جوړوي؛ د هغوی د جذب بانډ د 610 تر 615 nm شاوخوا ته بدلېږي. له همدې امله، هغه طیف چې له تمه شوې څوکې څخه اوښتی ښکاري، ښایي د راغونډېدو نښه وي، نه د ناخالصۍ. لومړی یې رقیق کړئ، بیا قضاوت وکړئ.

هغه شرایط چې تعامل هر لوري ته بیایي

لاندې جدول د لابراتوار د کاري مېز لپاره مرجع ده. ارجاع الکترون ورکوونکي ته اړتیا لري؛ بیا اکسیدېدل الکترون اخیستونکي ته اړتیا لري، او هوا عموماً بسنه کوي.

د جدول هر مورد هماغه معادله تعقیبوي. یوازې محرکه قوه بدلېږي. د دې جوړې د بېرته راګرځېدنې معنا همدا ده: لاره یوه ده، خو په مخالفو شرایطو کې په مخالفو لوریو وهل کېږي.

د نیلي بوتل تشریح

د دې نندارې میکانیزم باید په روښانه ډول بیان شي، ځکه دا په کوچنۍ کچه هماغه جوړه ښيي. د ګلوکوز په القلي محلول کې، القلي د ګلوکوز اینولي کېدل هڅوي او پایله کې جوړ شوی اینېډایولېټ میتیلین بلو په لیوکومیتیلین بلو ارجاع کوي، نو فلاسک بې‌رنګه کېږي. ښورول د فلاسک له پاسنۍ تشې څخه اکسیجن په محلول کې حل کوي، اکسیجن د لیوکو بڼه بیا اکسیدوي او نیلي رنګ بېرته راځي. بې‌حرکته پاتې کېدل د سطحې د تعامل ساحې ته نږدې حل شوی اکسیجن کموي او ګلوکوز بیا برلاسی کېږي. دا دوره تر هغه تکرارېږي چې ګلوکوز مصرف شي، او هر ځل ښورول د نرنسټ معادلې یوه لیدل کېدونکې بېلګه ده: د اکسیدوونکي فعالیت لوړ کړئ، تعادل د نیلي بڼې لوري ته اوړي.

په منځ کې رادیکال

خالص تعامل دوه الکترونونه لېږدوي، خو لومړني ګامونه په یو وخت کې یو الکترون لېږدوي. د نیلي کاتیون او بې‌رنګه لیوکو بڼې ترمنځ د سېمي‌کوینون رادیکالي منځګړی پروت دی چې د راټولېدو پر ځای تر ډېره د ناهم‌تناسب تعامل له لارې بېرته د جوړې په دواړو بڼو بدلېږي. په pH 7 کې یې یو-الکتروني پوتنسیال منفي 0.23 V ته نږدې دی، چې د خالص دوه-الکتروني تعامل له منځني پوتنسیال څخه ډېر ټیټ دی؛ همدا لامل دی چې رادیکال په ثابت حالت کې لږه برخه پاتې کېږي. دا د دوو لاملونو له مخې مهم دی. د رڼا لاندې رنګ پارېدلو حالتونو ته رسېږي چې رادیکالي لارې پرانیزي؛ له همدې امله د میتیلین بلو محلولونه د رڼا پر وړاندې حساس دي او فوتوکیمیا باید د ثبات په هر پروتوکول کې ځای ولري. همدارنګه، په لوړ غلظت کې اکسید شوې بڼه ډایمر جوړوي، چې طیف او ظاهري تعامل چټکتیا بدلوي، خو بنسټیزه جوړه نه بدلوي. له دې دواړو څخه هېڅ یو بېرته راګرځېدنه نه ماتوي. دواړه هغه مشاهدې تشریح کوي چې له دې پرته د نه راګرځېدنې په څېر ښکاري.

له میتیل ډلو بې‌برخې خپلوان کچه بدلوي

له دواړو ډای‌میتیل‌امینو څانګو څخه میتیل ډلې لرې کړئ؛ جوړه پاتې کېږي، خو ځانګړنې یې بدلېږي. د جذب اعظمي ټکی د هر ځل میتیل ډلې لرې کولو سره په پرله‌پسې ډول د لنډو څپو نیلي لوري ته ځي: میتیلین بلو د 664 nm شاوخوا، Azure B د 654 شاوخوا، Azure A د 630 شاوخوا، Azure C د 615 شاوخوا او تیونین د 600 nm شاوخوا. Azure B، چې یوه میتیل ډله نه لري، تر ټولو نږدې خپلوان دی: د میتیلین بلو یو عمده مېتابولایټ او د میتیلین بلو په موادو کې یوه مستنده ناخالصي. Azure A او Azure C لړۍ ته له هماغه رېډوکس-فعال چوکاټ سره دوام ورکوي. تیونین، چې له دواړو امینو ډلو څخه یې ټولې میتیل ډلې لرې شوې دي، د لړۍ په پای کې دی او په pH 7 کې یې رسمي پوتنسیال +0.06 V ته نږدې دی، په داسې حال کې چې د میتیلین بلو پوتنسیال +0.011 V دی؛ نو تیونین په څرګند ډول په اسانۍ ارجاع کېږي. په دې لړۍ کې رېډوکس پوتنسیالونه پر چاپېریال او الکترود پورې تړلي دي، نو ارزښتونه یوازې د یو شان شرایطو په چوکاټ کې پرتله کړئ. له همدې امله د ناخالصیو د بڼې پېژندنه د رېډوکس مسئله ده، نه یوازې د خالصوالي یو چک‌مارک. د Azure B څو سلنه معنا دا ده چې په بوتل کې څو سلنه یوه بله رېډوکس جوړه شته، او Azure B د ناخالصۍ او مېتابولایټ په توګه مستندوي چې دا برخه څنګه کنټرولېږي.

بیولوژي چېرته ورسره نښلي

د وینې د سرې حجرې دننه، NADPH میتیلین بلو په لیوکومیتیلین بلو ارجاع کوي، او د لیوکو بڼه د هېم فېریک اوسپنې ته الکترونونه لېږدوي او د هیموګلوبین فېروس حالت بېرته راولي. د الکترون همدا لېږد په ترلاسه شوې مېتهیموګلوبینیمیا کې د میتیلین بلو د کارونې کیمیاوي بنسټ دی. له دې لېږد وروسته هر څه، لکه د انرژۍ مېتابولیزم، په مایټوکانډریا کې د الکترونونو بهیر او هره بیولوژیکي پایله، د مایټوکانډریایي الکترون لېږد موضوع ده او په قصدي ډول هماغې برخې ته پرېښودل شوي دي.

جوړه واخلئ، نه یوازې رنګ

د یوه رېډوکس رنګ کیفیت د هغه د مشخصاتو هومره وي. لوړ خالصوالی مهم دی، ځکه هغه میتیلین بلو چې له USP سره سم نه وي، عموماً د نساجۍ درجه لري او Azure B، درانه فلزات یا پاتې محللونه ورسره وي؛ دا مواد د رېډوکس لوستنې بدلوي او د تعامل پای ټکي ناڅرګندوي، او د رنګولو هېڅ پروتوکول یې نه پلټي. ډېری پلورونکي چې له USP سره د مطابقت ادعا کوي، یوازې درانه فلزات ازمويي او کار بشپړ بولي. بشپړ مطابقت پېژندنه، د محتوا کمیتي اندازه‌کول، عضوي ناخالصۍ، پاتې محللونه، عنصري ناخالصۍ، له سوځولو وروسته پاتې شوني، مایکروبي حدونه او باکتریایي اندوتوکسینونه رانغاړي، او د درملیزې درجې میتیلین بلو د غوره کولو څرنګوالی د دغو اسنادو لوستل ګام په ګام تشریح کوي. Blupreme د میتیلین بلو له یوه درملیز تولیدوونکي سره کار کوي، د USP بشپړ مشخصات ازمويي او بشپړ COA خپروي. کله چې رنګ د اندازه‌کولو وسیله وي، دا اسناد هم د وسیلې برخه دي.