ميٿيلين بلو ۽ ليوڪوميٿيلين بلو: هڪ ريڊاڪس جوڙو، ٻه رنگ

هڪ شاگردياڻي فلاسڪ ۾ نيري رنگ جا ڪجهه ڦڙا وجهي، ان کي گهمائي ٿي ۽ رنگ کي غائب ٿيندي ڏسي ٿي. هوءَ فلاسڪ کي لوڏي ٿي ته نيرو رنگ واپس اچي ٿو. انهن ٻن حالتن جي وچ ۾ اليڪٽرانن ۽ هوا سان رابطي کان سواءِ ڪا شيءِ نه وڌائي وئي ۽ نه ڪڍي وئي. ان فلاسڪ ۾ هن مضمون جو سڄو موضوع سمايل آهي: ميٿيلين بلو ۽ ان جو اختزال ٿيل ساٿي، ليوڪوميٿيلين بلو، هڪ موٽائي سگهجندڙ ريڊاڪس جوڙي ۾ هڪ ٻئي ۾ بدلجن ٿا، جتي رنگ ئي نتيجي جو ڏيک آهي.

عملي ڳالهه پهرين اچي ٿي. هتي رنگ جي تبديلي ڪو ضمني اثر ناهي. اها تجزياتي نشاني آهي. جيڪو به ميٿيلين بلو سان فارموليشن تيار ڪري ٿو، ان سان ٽائٽريشن ڪري ٿو يا ان کي تدريس ۾ استعمال ڪري ٿو، تنهن کي اڌ ردعمل ياد مان لکڻ، ان کي کاٻي يا ساڄي طرف ڌڪيندڙ حالتون بيان ڪرڻ، ۽ نتيجي کي غير واضح ڪندڙ ملاوٽن جا نالا ٻڌائڻ اچڻ گهرجن.

هڪ مساوات ۾ جوڙو

آڪسائيڊ ٿيل ميٿيلين بلو، ميٿيلٿائونينيم ڪيٽائن آهي: هڪ هموار فينوٿائيازينيئم نظام، جنهن جي وچ واري حلقي ۾ سلفر ۽ نائٽروجن ۽ هر ڇيڙي تي هڪ ڊاءِ ميٿيل امينو گروپ هوندو آهي، ۽ جيڪو ڪلورائيڊ لوڻ جي صورت ۾ فراهم ڪيو ويندو آهي. PubChem ان کي ميٿيلٿائونينيم ڪلورائيڊ، C.I. Basic Blue 9 طور درج ڪري ٿو. پاڻيءَ ۾ ان جو مونومر لڳ ڀڳ 664 nm تي روشني جذب ڪري ٿو، جنهن سبب اک کي نيرو رنگ نظر اچي ٿو.

اختزال ٿيل ليوڪوميٿيلين بلو (LMB) جو بنيادي ڍانچو ساڳيو آهي، پر وچ واري حلقي جي نائٽروجن سان پروٽان ڳنڍيل هوندو آهي ۽ ڪروموفور ٽٽل هوندو آهي. تقريباً غير جانبدار pH تي ان تي برقي چارج نه هوندو آهي ۽ اهو لڳ ڀڳ بي رنگ هوندو آهي؛ نظر ايندڙ روشنيءَ جو جذب نهايت گهٽ، جڏهن ته لڳ ڀڳ 258 nm تي الٽراوائلٽ جذب جي پٽي مضبوط هوندي آهي (ليوڪوميٿيلين بلو لاءِ PubChem داخلا، CAS 613-11-6). اڌ ردعمل ۾ پروٽانن جو تعداد pH تي دارومدار رکي ٿو، ڇاڪاڻ⁠تہ اختزال ٿيل صورت تيزاب ۾ پروٽان قبول ڪري ٿي (تقريبي pKa قدر 4.5 ۽ 5.8 جي ويجهو آهن). عملي حد کي ٽي حالتون ڍڪين ٿيون:

MB(+) + 2 e(-) + H(+) <=> LMB, نيرو <=> بي رنگ (تقريباً غير جانبدار pH، 1 پروٽان)

MB(+) + 2 e(-) + 2 H(+) <=> LMBH(+), نيرو <=> بي رنگ (وچولي تيزابيت، 2 پروٽان)

MB(+) + 2 e(-) + 3 H(+) <=> ٻن پروٽانن سان ڳنڍيل ليوڪو صورت (گهڻي تيزابيت، 3 پروٽان)

اهي ٽيئي صورتون پروٽان قبول ڪرڻ جي مختلف حالتن ۾ ساڳئي جوڙي کي بيان ڪن ٿيون؛ ٿائيازِين رنگن جي ريڊاڪس رويي بابت علمي ادب هن نڪتي کي منظم نموني بيان ڪري ٿو. pH تي دارومدار، Ox + mH(+) + 2e(-) <=> Red لاءِ نرنسٽ مساوات جي پيروي ڪري ٿو، جنهن سان m = 1، 2، يا 3 لاءِ هر pH يونٽ تي تقريباً 29.6، 59.2، يا 88.7 mV جي ڍلان ملي ٿي. هر pH يونٽ تي لڳ ڀڳ 28، 58، ۽ 87 mV جون ماپيل ڍلانون ان تشريح جي تصديق ڪن ٿيون، تنهنڪري pH کان سواءِ ٻڌايل پوٽينشل بي معنيٰ آهي.

مساوات فارموليشن تيار ڪندڙ کي ڇا ٻڌائي ٿي

اسٽوئيڪيوميٽري مان ٽي حقيقتون نڪرن ٿيون. پهرين، هر ماليڪيول لاءِ ٻه اليڪٽران هجڻ جو مطلب آهي ته پنهنجي خالص ردعمل ۾ ميٿيلين بلو ٻن اليڪٽرانن وارو اشارو ڏيندڙ ۽ وچولو آهي، نه ڪي هڪ اليڪٽران کي منتقل ڪندڙ. ٻي، پروٽان حصو وٺن ٿا، تنهنڪري فارمل پوٽينشل مٿي بيان ڪيل نموني pH سان بدلجي ٿو. ٽين، pH 7 تي فارمل پوٽينشل معياري هائڊروجن اليڪٽروڊ جي ڀيٽ ۾ لڳ ڀڳ +0.011 V آهي (pH 0 تي تقريباً +0.53 V)، جيڪو هن جوڙي کي هلڪن آڪسائيڊ ڪندڙ مادن ۾ رکي ٿو: ايترو مضبوط جو NAD(P)H يا اسڪاربيٽ جهڙن سٺن ڏيندڙن کان اليڪٽران وٺي سگهي، ۽ ايترو ڪمزور جو اهي حل ٿيل آڪسيجن يا فيرڪ مرڪزن کي ڏئي سگهي. اها وچولي حيثيت ئي سبب آهي جو هي رنگ ڪنهن هڪ ڇيڙي تي ڦاسي پوڻ بدران چڪر هلائيندو رهي ٿو.

ڪنسنٽريشن هڪ وڌيڪ پيچيدگي وڌائي ٿي. پاڻيءَ ۾ لڳ ڀڳ هڪ سؤ مائڪرومولر کان مٿي، آڪسائيڊ ٿيل ڪيٽائن هڪ ٻئي مٿان ترتيبجي ڊائيمر ۽ وڏا مجموعا ٺاهي ٿو، جن جي جذب واري پٽي بدلجي لڳ ڀڳ 610 کان 615 nm تي اچي ٿي. اهو pH 7 تي ڄاڻايل مونومر-ڊائيمر جي علحدگيءَ واري مستقل، لڳ ڀڳ 170 کان 250 uM، سان ٺهڪي اچي ٿو. تنهنڪري متوقع چوٽيءَ کان هٽيل نظر ايندڙ اسپيڪٽرم جو مطلب ملاوٽ بدران گڏجڻ ٿي سگهي ٿو. پهرين محلول کي ڇڊو ڪريو، پوءِ فيصلو ڪريو.

هر رخ ڏانهن هلائيندڙ حالتون

هيٺيون جدول ليبارٽريءَ جي ڪم لاءِ حوالو آهي. اختزال لاءِ اليڪٽران ڏيندڙ گهرجي؛ ٻيهر آڪسائيڊيشن لاءِ اليڪٽران قبول ڪندڙ گهرجي، ۽ عام طور هوا ڪافي هوندي آهي.

هر داخلا ساڳئي مساوات جي پابند آهي. رڳو محرڪ قوت بدلجي ٿي. جوڙي جي موٽائي سگهجڻ جو مطلب اهو ئي آهي: رستو ساڳيو آهي، جنهن تي ابتڙ حالتن ۾ ابتڙ رخن ڏانهن هليو وڃي ٿو.

نيري بوتل جي وضاحت

هن مظاهري جو طريقه ڪار چٽيءَ طرح بيان ڪرڻ گهرجي، ڇاڪاڻ⁠تہ اهو هن جوڙي جو ننڍڙو نمونو آهي. الڪلي گلوڪوز محلول ۾، الڪلي گلوڪوز جي اينول ۾ بدلجڻ کي هٿي ڏئي ٿي، ۽ ان مان ٺهيل اينڊيوليٽ ميٿيلين بلو کي اختزال ڪري ليوڪوميٿيلين بلو بڻائي ٿو، تنهنڪري فلاسڪ بي رنگ ٿي وڃي ٿو. لوڏڻ سان فلاسڪ جي مٿين خالي حصي مان آڪسيجن محلول ۾ حل ٿئي ٿي؛ آڪسيجن ليوڪو صورت کي ٻيهر آڪسائيڊ ڪري ٿي ۽ نيرو رنگ موٽي اچي ٿو. ساڪن بيهڻ سان سطح جي ويجهو ردعمل واري علائقي ۾ حل ٿيل آڪسيجن گهٽجي ٿي، ۽ گلوڪوز وري غالب اچي ٿو. اهو چڪر گلوڪوز ختم ٿيڻ تائين ورجائجي ٿو، ۽ هر لوڏو نرنسٽ مساوات جو ڏسڻ جهڙو اظهار آهي: آڪسائيڊ ڪندڙ جي سرگرمي وڌايو ته توازن نيري صورت ڏانهن منتقل ٿئي ٿو.

وچ وارو ريڊيڪل

خالص ردعمل ٻه اليڪٽران منتقل ڪري ٿو، پر بنيادي مرحلا هڪ وقت ۾ هڪ اليڪٽران منتقل ڪن ٿا. نيري ڪيٽائن ۽ بي رنگ ليوڪو صورت جي وچ ۾ سيمي ڪوئينون ريڊيڪل جي هڪ وچولي صورت هوندي آهي، جيڪا گڏ ٿيڻ بدران گهڻو ڪري ڊس‌پروپورشنيشن ذريعي واپس انهيءَ جوڙي ۾ بدلجي وڃي ٿي. pH 7 تي ان جو هڪ اليڪٽران وارو پوٽينشل لڳ ڀڳ مائنس 0.23 V آهي، جيڪو خالص ٻن اليڪٽرانن واري وچ نقطي کان گهڻو هيٺ آهي؛ انهيءَ ڪري ريڊيڪل مستحڪم حالت ۾ تمام ٿوري مقدار ۾ موجود رهي ٿو. اهو ٻن سببن ڪري اهم آهي. روشنيءَ هيٺ رنگ تحريڪ يافته حالتن تائين پهچي ٿو، جيڪي ريڊيڪل رستا کولين ٿيون؛ انهيءَ ڪري ميٿيلين بلو جا محلول روشنيءَ لاءِ حساس آهن ۽ فوٽوڪيمسٽري کي هر استحڪام جي جانچ واري طريقيڪار ۾ شامل هجڻ گهرجي. وڌيڪ ڪنسنٽريشن تي آڪسائيڊ ٿيل صورت ڊائيمر پڻ ٺاهي ٿي، جنهن سان اسپيڪٽرم ۽ ظاهري حرڪياتي رويو بدلجي ٿو، پر بنيادي جوڙو نٿو بدلجي. انهن مان ڪا به حقيقت موٽائي سگهجڻ کي ختم نٿي ڪري. ٻئي انهن مشاهدن جي وضاحت ڪن ٿيون، جيڪي ٻي صورت ۾ نه موٽائي سگهجڻ جهڙا لڳن ٿا.

ميٿيل گروپ وڃايل ويجهيون صورتون پيمانو بدلائين ٿيون

ٻن ڊاءِ ميٿيل امينو شاخن مان ميٿيل گروپ هٽايو ته جوڙو برقرار رهي ٿو، پر ان جون خاصيتون بدلجن ٿيون. هر ڀيري ميٿيل گروپ هٽائڻ سان وڌ ۾ وڌ جذب جو هنڌ مسلسل نيري پاسي ڏانهن منتقل ٿئي ٿو: ميٿيلين بلو لڳ ڀڳ 664 nm، Azure B لڳ ڀڳ 654، Azure A لڳ ڀڳ 630، Azure C لڳ ڀڳ 615، ۽ ٿائونين لڳ ڀڳ 600 nm. Azure B، جنهن ۾ هڪ ميٿيل گروپ گهٽ آهي، سڀ کان ويجهي صورت آهي: ميٿيلين بلو جو هڪ اهم ميٽابولائٽ ۽ ميٿيلين بلو جي مواد ۾ هڪ دستاويزي ملاوٽ. Azure A ۽ Azure C ساڳئي ريڊاڪس-سرگرم ڍانچي سان اهو سلسلو اڳتي وڌائين ٿا. ٿائونين، جنهن جي ٻنهي امينو گروپن مان سڀ ميٿيل گروپ هٽايل آهن، سلسلي جي آخر ۾ اچي ٿو. pH 7 تي ان جو فارمل پوٽينشل لڳ ڀڳ +0.06 V آهي، جڏهن ته ميٿيلين بلو جو +0.011 V آهي، تنهنڪري ٿائونين جو اختزال نمايان طور وڌيڪ آسان آهي. هن سلسلي ۾ ريڊاڪس پوٽينشل ماحول ۽ اليڪٽروڊ تي دارومدار رکن ٿا، تنهنڪري قدرن جي ڀيٽ رڳو هڪجهڙين حالتن اندر ڪريو. انهيءَ ڪري ملاوٽن جي پروفائلنگ ريڊاڪس جو مسئلو آهي، رڳو خالص هجڻ جي خاني تي نشان لڳائڻ نه. Azure B جا ڪجهه سيڪڙو هجڻ جو مطلب بوتل ۾ هڪ مختلف ريڊاڪس جوڙي جا ڪجهه سيڪڙو هجڻ آهي، ۽ ملاوٽ ۽ ميٽابولائٽ طور Azure B بيان ڪري ٿو ته ان حصي کي ڪيئن ڪنٽرول ڪيو وڃي ٿو.

حياتيات ڪٿي ڳنڍجي ٿي

رت جي ڳاڙهي سيل اندر، NADPH ميٿيلين بلو کي اختزال ڪري ليوڪوميٿيلين بلو بڻائي ٿو، ۽ ليوڪو صورت فيرڪ هيم لوهه ڏانهن اليڪٽران منتقل ڪري، هيموگلوبن جي فيرس حالت بحال ڪري ٿي. اهو واحد اليڪٽران منتقلي وارو سلسلو، حاصل ٿيل ميٿيموگلوبينيميا ۾ ميٿيلين بلو جي استعمال جو ڪيميائي بنياد آهي. ان منتقليءَ کان پوءِ ٿيندڙ سڀ ڪجهه، توانائيءَ جو ميٽابولزم، مائيٽوڪانڊريا ۾ اليڪٽرانن جو وهڪرو، ۽ ڪو به حياتياتي نتيجو، مائيٽوڪانڊريا ۾ اليڪٽران ٽرانسپورٽ جي موضوع سان واسطو رکي ٿو ۽ ڄاڻي واڻي اتي ئي ڇڏيو ويو آهي.

رڳو رنگ نه، جوڙو خريد ڪريو

ريڊاڪس رنگ جو معيار ان جي وضاحتي معيارن جيترو ئي سٺو هوندو آهي. اعليٰ خالص هجڻ اهم آهي، ڇاڪاڻ⁠تہ غير-USP ميٿيلين بلو عام طور ڪپڙي واري گريڊ جو هوندو آهي، جنهن ۾ Azure B، ڳريون ڌاتون، يا رهيل محلل موجود هوندا آهن. اهي ريڊاڪس پڙهڻين کي بدلائين ٿا ۽ آخري نقطن کي غير واضح ڪن ٿا، ۽ رنگ لڳائڻ جو ڪو به طريقيڪار انهن جي جاچ نٿو ڪري. گهڻا وڪرو ڪندڙ جيڪي USP سان مطابقت جي دعويٰ ڪن ٿا، رڳو ڳرين ڌاتن جي جاچ ڪن ٿا ۽ ڪم مڪمل سمجهن ٿا. مڪمل مطابقت ۾ سڃاڻپ، مقدار جو تعين، نامياتي ملاوٽون، رهيل محلل، عنصري ملاوٽون، ساڙڻ کان پوءِ بچيل مادو، جراثيمي حدون، ۽ بيڪٽيريائي اينڊوٽوڪسن شامل آهن، ۽ دواسازي واري گريڊ جو ميٿيلين بلو ڪيئن چونڊيو انهن دستاويزن کي پڙهڻ جو طريقو سمجهائي ٿو. Blupreme ميٿيلين بلو جي هڪ دواساز ٺاهيندڙ سان ڪم ڪري ٿو، مڪمل USP معيارن جي جاچ ڪري ٿو، ۽ مڪمل COA شايع ڪري ٿو. جڏهن رنگ ئي ماپ هجي، تڏهن اهي دستاويز به اوزار جو حصو هوندا آهن.