Метилен зәңгәре һәм C витамины: эремә ни өчен төссезләнә ала

Сез бер стакан зәңгәр метилен зәңгәре эремәсенә C витамины төймәсе саласыз, болгатасыз һәм зәңгәр төснең акрынлап югалуын күзәтәсез. Бер минуттан сыеклык гади суга охшап кала. C витамины буягычны җимергән яки нейтральләштергән дигән нәтиҗәгә килү җиңел.

Мондый күзаллау дөрес түгел, һәм бу хата әһәмиятле. Сез күзәткән күренеш — җимерелү түгел, ә оксидлашу дәрәҗәсенең кире кайта торган үзгәреше. Буягыч һаман шунда. Тиешле шартларда аның төсе кире кайта.

Буягычның ике халәте

Метилен зәңгәренең яхшы өйрәнелгән ике халәте бар. Гадәттә MB+ дип язылган оксидлашкан формада үзара сопряжениегә кергән боҗраларның киң системасы бар; ул 664 nm тирәсендә яктылыкны көчле йота. Нәкъ шул йотылу зәңгәр төсне барлыкка китерә. Кайтарылган форма — лейкометилен зәңгәре (LMB) — күренүчән өлкәдәге шул көчле йотылу полосасын югалта, шуңа күрә сыегайтылган эремә төссез булып күренә.

Буягычны электроннарны туплый торган кечкенә, кабат корып була торган җайланма итеп күз алдына китерегез. Аңа электроннар һәм протон өстәү аны төссезләндерә. Шул электроннарны алу төсне кире кайтара:

MB+ + H+ + 2e- to LMB (төссез)

C витамины корылманы бирә. Аскорбат дегидроаскорбатка таба оксидлаша һәм ике кайтару эквивалентын бирә, шуңа күрә идеальләштерелгән исәптә бер моль аскорбат якынча бер моль MB+ ны кайтара. Чын лаборатория эремәләрендә исәп катлаулырак, чөнки эрегән кислород шул ук электроннар өчен көндәшлек итә. Шуңа күрә эремәне төссез килеш тоту өчен гадәттә артык аскорбат кирәк.

Механизм бер генә ике электронлы гади адымнан торырга тиеш түгел. Анда радикаль һәм өлешчә кайтарылган арадаш формалар катнаша, ә төгәл юл эреткечкә, әчелеккә һәм концентрациягә карап үзгәрә. Әмма ахыргы нәтиҗә бер үк. Зәңгәр MB+ төссез LMB га әверелә, ә C витамины бу барышта тотыла.

Ни өчен селкетү зәңгәр төсне кире кайтара

Бу тәҗрибәнең дәрестә күрсәтелә торган классик вариантында икенче өлеш тә бар. Төссез флаконга тимәсәгез, ул төссез кала. Аны селкетсәгез, зәңгәр төс кире кайта. Көтсәгез, төс яңадан югала.

Төсне кире кайтаручы — кислород. Эрегән O2 LMB ны яңадан MB+ ка таба оксидлаштыра, шуңа күрә селкетү буягычны активлаштырмый. Ул флаконның сыеклык өстендәге буш өлешендәге һаваны сыеклыкка кушып, эрегән кислородны тулыландыра һәм кире реакцияне тизләтә. Артык аскорбат калган чакта, яңадан барлыкка килгән MB+ кабат кайтарыла. Нәтиҗәдә таныш цикл килеп чыга: тыныч торганда — төссез, селкеткәч — зәңгәр, көткәч — яңадан төссез. Аскорбат беткәч, кислород тулысынча өстенлек ала һәм эремә зәңгәр булып кала.

Шуңа күрә метилен зәңгәре белән C витамины тәҗрибәсе савыт геометриясенә сизгер. Сыеклык өстендәге бушлыгы кечкенә булган, капкач белән ябылган кювета киң лаборатория стаканына караганда озаграк төссез кала. Көчле аэрация төссез фазаны кыскарта. Шуңа күрә тәҗрибә турында хәбәр иткәндә реагентларның күләмен генә түгел, кислород шартларын да күрсәтергә кирәк.

Контрольле тәҗрибә һәм аның шартлары

Бу мәкаләнең тышлык рәсемендә кирәкле чагыштыру күрсәтелгән: бер үк яктырту шартларында зәңгәр MB+ контроль үрнәге янында аскорбат белән кайтарылган LMB үрнәге тора. Нәтиҗәне кабатлап алу өчен, тизлекне үзгәртә торган һәр үзгәрүчәнне беркетегез:

Ике флаконны да билгеләнгән вакытларда, мәсәлән, 0, 1, 5 һәм 15 минутта фотога төшерегез, аннары селкетеп, яңадан төшерегез. Азот белән өрдерелгән флакон иң озак төссез калырга тиеш. Һава белән туендырылган флакон селкеткәннән соң тизрәк яңадан зәңгәрләнергә тиеш. Әгәр үрнәк селкетү һәм аэрациядән соң да яңадан зәңгәрләнмәсә, гади кайтарылудан түгел, ә кире кайтарып булмый торган таркалудан шикләнегез.

Состав эшләүчеләр зуррак масштабта да шул ук логиканы куллана. Метилен зәңгәренең катнашмадагы үз-үзен тотышы тулы оксидлашу-кайтарылу шартларына һәм составка бәйле. Тотрыклылыкны сынаганда төсне күзәтү белән бергә pH, эрегән кислород, яктылык дозасы һәм эз күләмендәге металлар да теркәлергә тиеш.

pH, яктылык һәм концентрация төрле юнәлешләргә этәрә

Яңа өйрәнә башлаучылар еш кына кислотаның яки нигезнең реакцияне тизләтүе турында сорый. Дөрес җавап шунда: pH циклның ике төрле өлешенә тәэсир итә. Әче сулы шартларда протоннарның булуы аскорбат ярдәмендә MB+ ны кайтару адымын тизләтә ала. Әмма LMB үзе әче мохиттә һава белән оксидлашуга күпкә чыдамрак, ә pH күтәрелгән саен яңадан күпкә тизрәк оксидлаша. Шуңа күрә әче үрнәк тиз төссезләнеп, аннары төссез калырга мөмкин, ә селтеле үрнәк тиз төссезләнә һәм яңадан зәңгәрләнә. Ике күзәтү дә үз шартларында дөрес.

Яктылык аерым реакция юлын өсти. Яктылык белән ярсытылган метилен зәңгәре озак яшәүче триплет халәткә күчә; бу халәттә аскорбат һәм кислород белән электрон күчеше бара. Дулкын озынлыгына, кислород дәрәҗәсенә һәм концентрациягә карап, бу фотохимия төссезләнүне тизләтергә, төсне кире кайтарырга яки кислородның реактив формаларын барлыкка китерергә мөмкин. Яктыртуны тәҗрибә үзгәрүчәне итеп карагыз һәм аны теркәгез.

Кайсы юнәлешнең өстенлек алуын концентрация билгели. Аскорбат күбрәк булса, төссезләнү тизрәк бара һәм селкетү-төссезләнү цикллары күбрәк була. Буягыч күбрәк булса, пропорциональ рәвештә күбрәк кайтару эквивалентлары кирәк. Эрегән кислородның күбрәк булуы зәңгәр төсне өстен итә. Буягычның югары концентрацияләрендә тагын бер катлаулылык барлыкка килә: метилен зәңгәре үзара берләшеп, спектрлары үзгәргән димерлар һәм агрегатлар төзи. Шуңа күрә буягыч күләмен ике тапкыр арттыру элекке күренешне ике тапкыр көчәйтми.

C витамины метилен зәңгәрен нейтральләштерәме?

Метилен зәңгәре һәм C витамины турында эзләүләрнең күбесе артында шушы сорау тора, һәм аңа төгәл җавап кирәк. Юк, төс югалу нейтральләшү түгел. Хромофорның халәте үзгәргән, әмма фенотиазин үзәге һәм аның оксидлашу-кайтарылу активлыгы эремәдә саклана. Һава реакцияне кире бора ала, ә кайтарылган форма үзе дә реакциягә сәләтле: MB+ белән чагыштырганда LMB корылмасыз һәм липофильрәк. Күзәнәкләр белән эшләү тәҗрибәләрендә ул мембраналар аша үтә, аннары күзәнәк эчендә яңадан оксидлаша.

Күзәнәкләр турындагы әдәбият бу фикерне анык мисал белән күрсәтә. Культурада үстерелгән эндотелий күзәнәкләрендә түбән микромоляр концентрациядәге метилен зәңгәре, NADPH һәм NADH ны оксидлаштырып, пентозофосфат юлы активлыгын стимуллаштыра. Ә глюкоза белән тәэмин итү булмаганда, якынча 5 micromolar дан югары концентрациядә ул күзәнәк эчендәге оксидант маркерларын арттыра. Аскорбат туплаган күзәнәкләр буягыч тәэсирендә шул аскорбатны акрынлап оксидлаштыра, ә тупланган аскорбат оксидант сигналын өлешчә генә баса. Бу буягычның эндотелийдагы оксидлашу-кайтарылу тәэсирен тикшергән хезмәттә хәбәр ителә. Башкача әйткәндә, аскорбат оксидлашу-кайтарылу әйләнешендә катнаша. Ул буягычны сүндерми.

Яктылык бу хәлне тагын да кискенләштерә. Яктыртканда метилен зәңгәре, аскорбат һәм кислород катнашмалары кислородны сарыф итә, водород пероксиды туплый һәм каталитик тимер булганда Фентон химиясе аша гидроксил радикалы барлыкка китерә. Моны спинны тоту һәм кислород йотылуын үлчәү тәҗрибәләре күрсәткән. Гидроксил радикаллары биомолекулаларны кире кайтарып булмаслык итеп зарарлый һәм буягычның үзен тарката ала. Шуңа күрә яктылык һәм тимер белән пычрану шартларында төсен бөтенләй югалткан үрнәк чиста кайтарылуны күрсәтми. Ул ян реакцияләр аркасында җимерелүне күрсәтергә мөмкин.

Төссез эремә нәрсәне исбатламый

Өч киң таралган нәтиҗә дәлилләр чикләреннән чыга. Алардан лаборатория язмаларында, этикеткаларда һәм укыту слайдларында сакланырга кирәк.

Беренчедән, төссез булу зарарсыз булуны аңлатмый. LMB, кислород һәм эз күләмендәге металлар бергә пероксид һәм радикал юлларын көчәйтә ала, бигрәк тә яктыда. Зарарсызлыкны раслау өчен колориметрия түгел, токсикология кирәк.

Икенчедән, төссез булу пычранудан арындырылган булуны аңлатмый. Буягыч һәм аның оксидлашу-кайтарылу партнерлары һаман бар. Аскорбат өстәү түгелгән сыеклыкны, агынты суларны һәм буягыч сеңгән материалларны чистартмый. Аналитик раслау кирәк; бу мәсьәлә калдыкларны һәм пычранудан арындыруны сынау практикасында карала.

Өченчедән, төссез булу ике матдәне бергә куллануның файдалы схемасын билгеләми. Пробиркадагы реакция кешедә сеңү, тукымаларга таралу, дозалау яки үзара тәэсирнең куркынычсызлыгы турында бернәрсә дә әйтми. Ике матдәне сәламәтлек максатында берләштерергә теләүче кеше башта үзара тәэсир һәм куркынычсызлык турындагы әдәбиятны укырга һәм флакондагы күренештән нәтиҗә чыгарыр урынына, квалификацияле чыганакларга мөрәҗәгать итәргә тиеш.

Дөрес аңлатма таррак, әмма файдалырак. Метилен зәңгәре белән аскорбат — оксидлашу-кайтарылу циклының җыйнак моделе: C витамины электроннар бирә, буягыч төссезләнә, кислород электроннарны кире ала, төс кайта, ә яктылык, pH, концентрация һәм тимер тизлекне һәм ян продуктларны билгели. Бу төшенчә аңлашылгач, тәҗрибә хәйлә булудан туктый һәм диагностик чарага әйләнә. Үрнәгегез үзен башкача тотса, буягычка шик белдергәнче, кислород керү мөмкинлеген, яктылык дозасын, pH ны һәм металлар белән пычрануны тикшерегез.